导波雷达液位计在火电厂的应用

导波雷达液位计在火电厂的应用

摘要:本文对导波雷达液位计的工作原理进行分析,对其特点及安装、调试进行探讨。导波雷达液位计具有测量精度高、运用范围广、调校方便、性能可靠等特点,在以后的火电厂领域将拥有广泛的应用前景。

关键词:导波雷达液位计特点安装调试应用

1 导波雷达液位计的原理

导波雷达液位计采用的是用电磁波测距原理,通过反射和接收高频级电磁能量计算电磁波达到液体面并反射回到接收天线的时间来进行液位测量。导波雷达液位计的工作原理与常规通过空间传播电磁波的雷达非常相似,基础是电磁波的时域反射性。

电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比,关系式如下: D=CT/2

式中:D为雷达液位计到液面的距离;

C为光速;

T为电磁波运行时间。

雷达液位计记录脉冲波经历的时间,而电磁波的传输速度为常数,则可算出液面到雷达天线的距离,从而知道液面的液位。

在实际运用中,雷达液位计有两种方式即调频连续波式和脉冲波式。采用调频连续波技术的液位计,功耗大,须采用四线制,电子电路复杂。而采用雷达脉冲波技术的液位计,功耗低,可用二线制的24V DC 供电,容易实现,安全可靠,精确度高,适用范围更广(本工程即应用了雷达脉冲波液位计)。

2 导波雷达液位计的特点

雷达液位计采用一体化设计,无可动部件,不存在机械磨损,使用寿命长。

雷达液位计测量时发出的电磁波能够穿过真空,不需要传输媒介,具有不受大气、蒸气、挥发雾气、甚至粉尘影响的特点,它的精度一般都能达到0.1%以上。

雷达液位计几乎能用于所有液体的液位测量,不受液体的密度、浓度等物理特性的影响。电磁波在液位表面反射时,信号会衰减,当信号衰减过小时,会导致雷达液位计无法测到足够的电磁波信号。导电介质能很好地反射电磁波,甚至微导电的物质也能够反射足够的电磁波。介电常数大于1.5的非导电介质(空气的介电常数为1.0)也能够保证足够的反射波,介电常数越大,反射信号越强。在实际应用中,几乎所有的介质都能反射足够的反射波。

雷达物液位计测量不受介电常数影响,可用于高温、高压介质的液位测量。介质温度范围:+600°C左右;介质压力范围:6MPa左右。

天线等关键部件采用高质量的材料,抗腐蚀能力强,能适应腐蚀性很强的环境。

功能丰富,具有虚假波的识别功能。输入液面的实际液位,软件能自动地标识出液面到天线的虚假回波,排除这些波的干扰。

参数设定方便,可用液位计上的简易操作键进行设定,也可用HART协议的手操器或装有VEGA Visual Operating软件的PC机在远程或直接接在液位计的通信端进行设定,十分方便。

无盲区,高精度两线制技术,是差压、射频导纳、磁翻板等种类物位计的优良替代产品,牢固耐用,免维护4-20mA+HART总线协议,标定简便、通过数字液晶显示轻松实现现场标定操作,通过上位机调试软件可实现简单的组态设定和远程编程测量。

由于接收的信号为电磁波,在安装前缺乏手段对其进行一次模拟调校。

3 安装、调试及其要求

3.1 安装、调试

首先将变送器探头安装到容器(或引出的测量筒)安装口上,必须保证探头和变送器相匹配,并且探头到达容器底部没有任何障碍(如图1)。

从探头顶部移走塑料保护盖,把变送器放在探头上,拧紧变送器底部的螺母,把变送器旋转至最方便布线、组态和观看的位置。

进行线路连接,在电源和Eclipse变送器间布线应使用18－22AWG的屏蔽双绞电缆,变送器端屏蔽层接地。

Eclipse变送器出厂时均设为默认值,可在现场重新组态,将变送器的各种参数数据输入、设置,在输入最后一个值10s后,可以从变送器上撤除电源,目的是让变送器保存设定值,变送器测量值和组态菜单都在LCD上显示。

3.2 基本要求

天线发射微波脉冲时,都有一定的发射角。从天线下缘到被测介质表面之间由发射的微波波束所辐射的区域内,不得有障碍物,因此安装时应尽可能避开容器内设施,如:其它测量元件、加热设备、支架等。

安装时须进行“虚假回波设置”,另外须注意微波波束不得与介质流相交。安装仪表时还要注意:最高液位不得进入测量盲区;仪表距容器壁必须保持一定的距离;仪表的安装尽可能使天线的发射方向与被

测介质表面垂直。

安装在防爆区域内的仪表必须遵守国家防爆危险区的安装规定,仪表必须接大地。

测量管内壁必须平滑,除去焊缝和不平滑的地方,否则会造成很强的虚假回波。

4 在瑞光工程中的应用

在瑞光工程中,化学水系统的除盐水箱等罐体的液位测量,热力系统的除氧器、凝汽器、低压加热器等压力容器的液位测量均选用了导波雷达液位计,主要选型为进口的ECLIPSE 705增强型导波雷达,其中,在化学水系统液位测量设备选型中,除少数使用超声波液位计外,导波雷达液位计基本占据了液位测量的主导地位;在热力系统中,以往主要是差压变送器测量液位引导液位测量的主流,而在近几年,随着雷达技术的发展,在电力企业中得到了广泛应用,在瑞光工程中,用导波雷达液位计进行液位测量已与差压变送器液位测量达到了平分秋色的水平。

通过近几年导波雷达液位计在电力行业中的应用,以及技术的不断研发,应用越来越成熟,相信会成为电力行业液位测量的新宠。

参考文献

[1] ECLIPSE 705增强型导波雷达液位变送器安装和操作手册.

[2] 山西瑞光热电有限责任公司一期2×300MW机组建设工程施工图设计.热控部分.