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雷达液位计在华亭FMTP 项目中的选型与应用

时间:2017-01-04      阅读:2019

摘要:本文主要介绍雷达液位计的原理、类型、特点,以及罗斯蒙特雷达液位计在华亭FMTP 项目中的选型与应用

    随着煤化工行业的不断发展,对煤化工装置中的储罐、球罐、缓冲罐中的液体、浆料、颗粒物位与界面物位测量精度要求越来越高。雷达液位计,基于时间行程原理的测量仪表,具有不受温度、压力、惰性气体及蒸汽的影响等优点,不仅实现了测量,简化了工艺流程,大大提高了生产效率,因而在工业生产的物位测量中发挥着重要的作用。

1 雷达液位计
1.1 测量原理
雷达液位计采用发射—反射—接收的工作模式。三畅雷达液位计的天线发射出电磁波,这些波经被测对象表面反射后,再被天线接收,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——雷达液位计到液面的距离;
C——光速;
T——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,容易实现本质安全,度高,适用范围更广。

1.2 接触式雷达液位计
    接触式雷达液位计也叫导波雷达液位计,分杆式和缆式,由导波杆(缆)传输微波脉冲,主要用于液体或固体的液位和面测量,适用于较广范围的温度和压力要求,不受介质特性的影响,例如:密度、粘度、电导率、粉尘等。罗斯蒙特5300系列导波雷达液位计通过导波杆引导低功率、纳秒级微波脉冲,进行液位物位测量。对于液体界面位置,当微波脉冲*次抵达上层介质表面时,延导波杆反射部分微波回去,未被反射部分继续向下到达下层介质表面,即界面时,也被反射回来。微波脉冲之间的时间差,换算成距离,即可得出总体物位或界面的位置。反射强度取决于被测介质的介电常数,介电常数越高,反射强度越大。因此该系列适用于大多数液体和固体的液位/物位测量,以及液体界面位置测量,其测量精度高达±3mm。

    罗斯蒙特5300系列导波雷达液位计采用了直接切换技术(Direct Switch Technology,以下简称”DST”),使变送器和接收器之间的信号传输实现快速切换,大大降低了传输中的信号损失。通过DST技术,可获得更强的信噪比,对于干扰因素的处理能力也更*,因而可测量范围能达到50m,可处理的介质介电常数可低至1.4。该系列同时还采用了导波杆末段探测功能(Probe End Projection,以下简称”PEP”),提高了低介电常数和长距离测量的性能,如果信号的表面回波丢失,则使用导波杆末端作为参考来计算实际物位。

1.3 非接触式雷达液位计
    非接触式雷达液位计也叫调频连续波雷达液位计,主要通过调频连续波技术测量液位。通过天线发出的雷达信号被介质表面反射后,天线会自动检测回波。由于信号频率是变化的,回波频率与天线发出的信号频率不一致,其频率差与距介质表面的距离成正比,从而计算出液位。在复杂工况下,反射能量会被削弱甚至*消耗,因此就需要更高灵敏度的雷达、zuijia天线的类型,以提高反射强度,实现测量需求。罗斯蒙特5600系列,是四线制非接触式雷达液位计,其灵敏度和性能是其雷达液位计产品中zui高的。5600系列适合于在液位快速变化、工况条件的负责反应器中测量固体、液位或浆液的物位,适用于高温高压环境。

2 FMTP 项目中的应用
2.1 项目简介
    中国天辰工程有限公司总承包华亭煤业集团有限责任公司年处理60万吨甲醇制20万吨聚丙烯(FMTP)科技示范项目(以下简称”华亭FMTP项目”)项目选址位于甘肃省平凉市华亭县安口镇石堡子华亭煤业集团60万吨煤制甲醇厂区二期。

2.2 FMTP 装置选型与应用
    FMTP装置是本项目的主反应装置,根据工艺要求,三个催化剂储罐需设置液位计,实时监测催化剂的物位。由于催化剂为固体,而且催化剂罐均为直径7米,高约23米的大型储罐,因此初步选型三台导波缆式雷达液位计。但是其中两个催化剂罐内分别储存热催化剂及废催化剂,其zui高操作温度可达400摄氏度,于是zui终确定这两台选用罗斯蒙特5601型非接触式雷达液位计(三畅SC-95高频雷达液位计选择四线制也可以替代),而常温状态的催化剂储罐则选择用罗斯蒙特5302型导波缆式雷达液位计。

    本装置区内甲醇进料罐,根据工艺要求要设置液位计,考虑介质为常温常压下的甲醇液体,故综合考虑选用罗斯蒙特5301型导波杆式雷达液位计。

2.3 PP 装置选型与应用
    本装置区主要为聚丙烯合成装置,根据工艺包商鲁姆斯Novolen的工艺要求,共有5台设备需设置导波雷达液位计。其中2台缓冲罐内介质为常温常压的液体,故选用罗斯蒙特5301型导波杆式雷达液位计。另外3台粉料手机罐内介质为聚丙烯粉末颗粒,故选用导波缆式更为合适,即罗斯蒙特5302型。

2.4 球罐区选型与应用
    球罐内介质基本上均为常温状态下单一介质液体,因此本项目球罐均选用5301型导波杆式雷达液位计,用于测量球罐内的液位。

3 结语
    通过华亭FMTP项目,初次接触了雷达液位计在煤化工项目中的选型与应用,。雷达液位计以其高度准确、可靠的直接测量技术,及无需补偿、无活动部件、无需校准的简洁设计,相信会在煤化工行业的物位及界面测量中,扮演越来越重要的角色。

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