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浅析雷达液位计的在原油储罐中的安装及应用

发布:2022/5/17 18:34:58人气:140
日照港原油码头油库二期工程60万油库投产于2016年9月份,现有5万立原油储罐4座、十万立原油储罐4座。由于我厂目前储罐容量较大、油品进出周转频繁、种类繁多,这就需要我们使用一种使储罐自动计量呈现出集功能、精度、现场一体化且计量精度要求非常高的液位测量仪器。罗斯蒙特-5900S型雷达液位计是近年来由美国艾默生-一罗斯蒙特公司推出的一种新型的非接触式储罐液位测量仪表,对比其他类型液位计,该项技术在易燃、易爆、强腐蚀性、高温、粘稠等恶劣的测量条件下,更显示出其卓越的性能,特别适用于我公司这种大型立罐的油品液位测量。
 
1.雷达液位计的工作原理
雷达液位计是利用超高频电磁波经天线向被探测容器的液面发射,当电磁波碰到液面后反射回来,仪表检测出发射波及回波的时差,从而计算出液面的高度。被测介质导电性越好或介电常数越大,回波信号的反射效果越好。
雷达液位计主要由发射和接收装置、信号处理器、天线、操作面板、显示等几部分组成。发射-反射-一接收是雷达液位计工作的基本原理。它分为时差式和频差式。时差式是发射频率固定不变,通过测量发射波和反射波的运行时间,并经过智能化信号处理器,测出被测液位的高度。这类雷达液位计的运行时间与液位距离的关系为:
t=2d/c
式中:
c为电磁波传播速度,c=300000km/s;
d为被测介质液位和探头之间的距离,m;
t为探头从发射电磁波至接收到反射电磁波的时间。频差式是测量发射波与反射波之间的频率差,并将这频率差转换为与被测液位成比例关系的电信号。这种液位计的发射频率不是一个固定频率,而是一等幅可调频 率。
 
2.雷达液位计的在原油储罐上的安装
雷达液位计发射能量很低的极短的微波脉冲通过天线系统发射并接收,雷达波以光速运行,故雷达液位计安装位置十分重要。安装雷达液位计时,应避开进出油口和旋涡,因为液体在注入时会产生幅度比被测液位反射的有效回波大得多的虚假回波。同时,旋涡引起的不规则液位会对微波信号产生散射,从而引起有效信号的衰减,所以应避开它们。
对于有搅拌器的容器,雷达液位计的安装位置不要在搅拌器附近,因为搅拌时会产生不规则的旋涡,它会造成雷达信号的衰减。同时搅拌器的叶片也会对微波信号造成虚假的回波,特别是被测物体的相对介电常数较小和低液位时,搅拌器所造成的影响更为严重。
传感器安装时应尽量避免在传感器发射角内有造成虚假反射的装置,如浮球液位开关、压力传感器、温度表探头等。特别要注意避免在距离天线zui近的发射口锥形区域内有障碍装置,因为障碍装置越近,虚假反射信号越强。传感器不要安装在储罐的中心处,否则传感器收到的虚假回波增强。不能距离罐壁很近安装,由罐的内壁至安装短管的外壁之间的距离应大于罐直径的1/6。
导波管安装时内壁一定要直径均匀、表面光滑,如进行焊接安装过渡段不得产生不均匀的焊口,导波槽宽度或孔径zui大为管直径1/10,导波管之间低孔径之间的间距为15cm~50cm。下面开口的导波管必须达到需要的zui低液位,这样才能在管道中进行测量。
 
3.雷达液位计的一些常见故障的诊断和分析
雷达检测为虚假回波信号干扰。波导管上有挂料,或旁通管内不干净,管壁存在毛刺、焊渣、焊封以及附着的介质的杂质电磁波沿着波导管传播中,在没有到达液面前遇到波导体上面的挂料而反射回来,影响了真实回波信号的探测,导致雷达液位计显示产生虚假液位。被测液体与雷达天线之间的净空中,气相介质蒸汽浓度太大,致使电磁波在空间传播中,能量损失太大,甚至反射波根本到达不了雷达液位计的接收器。在被测液体有加热要求时,上部安装搅拌机的情况下尤其严重,由于被测液体在加热搅拌中不断有蒸汽挥发,会造成液面以上的空间中充满了高浓度的介质蒸汽,其微小的液体颗粒不仅对电磁波产生漫反射而且会吸收大量的电磁波能量,使电磁波出现很大衰减,造成雷达天线无法接受回波信号。
雷达液位计天线附着赃物,致使电磁波刚刚发射出就被反射回来,甚至根本发射不出去。雷达液位计天线附着赃物是被测介质挥发的升级加重,被测液体净空中大量充斥着气相蒸汽,其会附着在雷达液位计的天线上,特别是易冷凝的高粘介质,雷达液位计安装在储罐顶部温度较低,挥发的介质蒸汽极易在雷达天线上凝析附着,造成电磁波发射困难,情况严重时介质甚至在天线上结焦,损坏天线。同样被测介质含有水份时,水汽易在天线上附着,致使电磁波发射不出去,使雷达液位计彻底失灵。
 
4.结束语
雷达液位计虽然是一种高精度的可以达到毫米级的液位检测仪表,没有可动部件使用寿命长等优点,但实际使用中会遇到各种各样的问题,这些故障问题不同于其他的液位测量仪表,偏离真实值只是一个很小的范围。雷达液位计出现问题就是灾难性的,不是zui大就是zui小,不是死数就是不变,因此雷达液位计在实际使用中的维修技能必须要熟练掌握,希望此文对于使用雷达液位计的人员有所帮助。
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