导波雷达液位计量表在测量烧碱蒸发罐液位中的应用

工业生产领域检测技术的迅速进步，直接推动了物位测量自动化水平的提高，在各种工业生产现场，用于物位测量的仪表种类繁多，各种物位计、水平计得到广泛应用。

波导雷达液位计

由于其优良的产品性能，在许多复杂的工业测量中得到了普遍的应用，特别适用于要求抗干扰性的测量。 蒸发工序是氯碱制碱的重要工序，在生产过程中是否正确测量罐内液位是实现碱性燃烧蒸发工序自动化的关键。 该工序的碱液具有高温、高浓度、强腐蚀性和易结晶的特点，蒸发过程中蒸发罐内容易存在固液、液、气三相，碱液长期处于沸腾状态，易形成虚假液位，给物位计的正确检测带来极大困难。 某公司年度15万t碱燃装置蒸发工序蒸发罐液位测量，首先采用双凸缘差压式液位变送器，但由于碱液腐蚀性强、温度高，长期以来液位不能正常测量，不仅不能满足生产需求，而且工作人员、仪表工作人员的工作量也增加了。 然后，尝试了各种尺子，但效果不怎么期待。 因此该公司引进了波导雷达液位计，经过多次试验和长期使用，取得了很好的使用效果，实现了碱燃烧蒸发工程的碱自动控制。 本文对采用波导雷达液位计测量碱蒸发罐水平，阐述了波导雷达液位计的测量原理和优点。 通过在蒸发工程中的应用，证明了波导雷达液位计在碱性燃烧蒸发工程中的应用可行性和可靠性。 1波导雷达液位计的测量原理和优点1.1测量原理波导雷达液位计基于时程原理“ 平面式” 测量仪器，其测量原理如图I所示。 当波导雷达液位计测量从参考点(仪表过程连接点)到物体表面的距离时，脉冲产生器产生高频脉冲，高频脉冲被注入探头中并且沿着波导向下传输，波导可以是金属硬棒或者柔性金属线缆。 当所述脉冲撞击材料表面时被反射，反射脉冲信号沿着波导被传输给接收机，蕞终将该距离信号转换为物理信号。 图1中的波导雷达液位计的测量原理是c表示光速，并且从参考点到目标材料表面的距离d与从发射脉冲到接收脉冲的时间成比例。 t/2根据已知的空罐高度e，液位计算如下: l=e； d波导雷达液位计主要由收发装置、波导探针、信号处理器、操作面板、显示头、故障报警等构成。 波导探头是波导雷达液位计的重要组成部分，在液位计的选定时，可以根据情况选择适当的波导探头，测量正确的水平。 波导探针分为杆式、电缆式、同轴杆式3种，不同类型的波导探针各有优缺点。 棒式适用于测定起泡、沸腾表面或形成紊流的介质，对蒸汽和泡沫具有较强的抑制力，但棒式过长则难以运输和安装，因此不适用于大量测定的电缆式适用于大量测定，不受范围的限制，适用于测定粘稠性液体或固体粉末介质 1.2波导雷达液位计的优势波导雷达液位计除了一般雷达液位计的优势之外，还具有a .可以测量各种介质的独特优势。 测定介质包括液体、固体、粒子及粉体等，不受介电常数、温度、压力及密度等条件变化的影响，能够测定介电常数的100.0 (空气的介电常数为1.0 )的大部分液体和浆料¨； 一。 b .信号稳定、准确。 波导探头中的信号传输不受液面变动或罐中的障碍物的影响，液位计接收到的返回信号强，波导雷达可以根据底部回波信号修正测量值，使信号更加稳定正确。 c .特别适用于含蒸汽、雾和泡沫介质的测量。 雾和泡沫对测量没有影响，电磁波不在空间中传播，因此雾不会引起信号衰减，泡沫不会散射信号而失去能量1。 d .功耗低。 波导雷达水平计向波导探头输出的信号能量非常小，约为通常的雷达发射能量(1mw )的10% (约0.1mW )，因此采用电路供电而不是单独的交流供电，大幅节约了设置费用3。 双波导雷达液位计与其他液位计相比，液位计的种类较多，在不同情况下，各种液位计占优势。 但蒸发工艺情况复杂，碱液具有高温、高浓度、强腐蚀性、易结晶的特点，仪表故障率高，维护量多，使用周期短，在线检修困难。 在这种情况下，以往采用的液位计的类型是电极式液位开关、双凸缘差压式液位寄存器、静电容量式液位计等。 电极式液位开关为非连续性液位计，无法实时监视罐内液位的变化，容易在电极表面形成盐，多测量错误的液位，开关阀误动作，对生产作业非常不利的双凸缘差压式液位变送器的膜片周围容易形成结晶、盐，因此测量信号严重延迟， 不准确的电容式液位计的电容易被碱液腐蚀，电极破裂，测量信号不准确。 为了解决这些问题，将波导雷达液位计应用于该工程，经长期实用，取得了非常好的测量效果，生产效率大幅提高。 波导雷达液位计是能够同时满足高温、强腐蚀、结晶等条件的测量仪器。 表1是4种液面水平计的使用状况的比较。 3

波导雷达液位计

介绍在蒸发工程中的应用3.1碱性燃烧蒸发工程流程的氯碱工业是利用电解饱和食盐水进行碱性燃烧(氢氧化钠)和气体副产氢气的生产过程，其主要工序有盐水精制、电解、蒸发及产品精制等。 电解产生的碱液含有一定量的NaCI和大量的水，如果不经过蒸发浓缩去除NaCl，就不能制作出符合商品碱要求的品质的产品¨。 我国烧碱蒸发工程的主流技术如图2所示为三效顺流。 三效顺流是三个蒸发器串联运行的蒸发操作流程，碱液和蒸汽流程相同，均从效顺流流向蕞终效果。 生蒸汽被送入高效的加热室，蒸发的二次蒸汽进入第二效果的加热室成为加热蒸汽，第二效果的二次蒸汽进入第三效果的加热室成为加热蒸汽，第三效果的二次蒸汽被送入冷凝器凝结。 电解液进入效果，浓缩后，依次连续浓缩后面的效果，浓缩至所要求的浓度¨； ]。 图2三效顺流蒸发工艺示意图3.2波导雷达液位计在蒸发罐上的应用3.2.1波导探针的选择蒸发三效顺流工艺，各效蒸发罐的情况如表2所示。 表2各效果蒸发罐的情况，由于蒸发罐液面水平的测量距离为2m，测量距离短，导波探针应该选择杆式。 从表2可以看出，蒸发罐内的情况的特征是，从I效应到iii效应的温度、压力依次减少，碱液的浓度依次增加。 碱液在高温下对多种金属产生严重腐蚀，浓度越高腐蚀性越强，浓度高于30%时，温度高于80℃，对金属的腐蚀迅速增加，温度越高腐蚀越严重。 的双曲馀弦值。 因此，波导探针的材料不能只选择304不锈钢之类的通常耐腐蚀的金属材料。 聚四氟乙烯对所有浓度的碱液具有良好的耐蚀性，温度可达1900C，聚四氟乙烯耐磨性” 1、可以防止碱液沸腾时波导探头的清洗。 因此，波导棒材料采用304不锈钢外衬聚四氟乙烯，具有耐腐蚀和耐磨性，满足工况测量的需要，提高了液位计的使用周期。 波导杆拆卸方便，更换简单，当波导杆受损时，只需更换波导杆，不需要更换整个仪表，因此大幅降低了仪表维护费用。 3.2.2波导雷达液位计安装波导雷达液位计的安装形式有a .直接安装在顶部这两种。 直接安装在罐径的1/6~1/4之间的罐顶上，探针与罐壁之间的距离至少为100mm，安装方式可从螺钉和法兰两种中选择，一般插入设备内部的波导棒的长度为设计所要求的测量范围。 b .旁通管式安装。 波导雷达液位计安装在旁路管的上端，旁路管与容器相连，一般旁路管上下端口的中心距离在设计要求的测量范围内。 波导管内壁光滑，旁通管管径为40； 100ram。 蒸发罐是玉米罐，碱液沸腾，为了避免测量干扰，选择安装旁通管后，旁通管会收集反射波增强反射信号，防止液面变动，因此安装旁通管后测量效果较好。 波导雷达液位计的旁路管式安装如图3所示。 图3波导雷达液位计旁路管式安装示意图3.2.3波导雷达液位计在蒸发自动控制系统中应用蒸发过程监测的主要参数为各进出口碱液温度、水平和流量&infin。 蒸发过程的自动控制是将现场检测到的液位、温度和压力等信号发送给DCS，然后DCS中的程序控制系统根据检测信号自动控制阀门的开闭，完成碱液的供给、增压、排放和碱的自动排放过程。 以蒸发iii效果为例，说明通过液面水平的自动控制自动提取碱的过程，iii效果过程的控制流程如图4所示。 图4iii效果过程控制流程图LV一致性1003a； <； br/>； ⅱ效应增压阀LV一1003b； <； br/>； ⅲ效应循环阀LV-1003c>； <； br/>； iii效应碱阀蒸发过程的自动控制步骤如下: a.iii效应碱液浓度达到设定的碱浓度值，iii效应液位超过设定的下限值时，打开iii效应碱阀lv11003c， 完成碱液流向下一个冷却工序，同时关闭冷却的iii效应循环阀LV-1003B，防止碱液逆流，同时关闭从ii效应向iii效应的超过阀LV.1003A，避免同时供给iii效应。 b.iii效应碱液浓度达到设定的碱浓度值，iii效应液位低于设定的下限值时，ii效应强制增压到iii效应，打开ii效应增压阀LV.1003A，防止iii效应不供给干燥。 c .在生产碱的过程中，iii效果液位低于设定的下限值时，停止生产碱，即关闭iii效果碱性阀LV-1003B的同时，打开iii效果循环阀LV-1003B，再次供给、蒸发、浓缩碱液。 从以上的自动控制步骤可以看出，测量正确的液位值是整个工序实现自动控制的关键。 4结束语波导雷达液位计可用于许多复杂情况，其综合性能优于其他常规液位计。 蒸发工程的作业人员用看旁路镜的原始方法获得蒸发罐的液面水平，在严酷的现场条件下，给作业人员带来了很多危险因素，但不宜使用其他液面水平的仪表。 采用波导雷达液位计后，经多年使用，证实该类液位计准确稳定，减轻了工作人员的工作量和仪表人员的维护量，满足了蒸发工艺过程自动控制的要求，生产技术水平大幅提高。

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