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关于导波雷达液位计的故障分析及处理

来源:江苏欧特自动化仪表有限公司

1.设备简介及工艺生产状况

1.1设备简介
导波雷达液位计由雷达变送器和导波探杆两部分构成,为两线制仪表。导波雷达变送器主要采用704和705两种型号,匹配的探杆形式有同轴杆式、防腐蚀护套杆式和单缆式三种。雷达变送器的高频振荡器周期性发射低功率毫微秒级微波脉冲,通过浸入工艺介质的探杆引导雷达波脉冲向下传导,当雷达脉冲抵达具有不同介电常数的介质接触界面时,部分能量被反射回变送器。反射强度取决于被测产品的介电常数。介电常数越高,反射强度越大。根据发射脉冲(参考脉冲)与接受到反射脉冲之间的时间差被换算成距离,由此计算出总体液位或界面位置。计算公式为:L=C*t/2
L:基准面到液面间的距离,单位:m;
C:雷达波传递速度,单位:300000km/s;
t:雷达波从发射到接收反射回波的时间间距,单位为:s。
传感器接收到微波有固定回波、界面反射波及其他杂波。一般通过设置阈值参数(Threshld)、介电常数(Dielectric),灵敏度(Senstvty)来屏蔽掉固定回波及杂波,从而保证测量的准确。导波雷达液位计为智能型仪表,带有HART通讯功能、回路测试功能及自诊断功能。
1.2工艺生产状况
以醇酮装置罐体导波雷达液位计为例。
用于测量原料罐罐体液位,其测量值传递到DCS系统后,系统里的自动调节回路根据工艺条件的变化对罐体原料液位进行调节,目前大部分石化装置的罐体液位测量都采用导波雷达液位(如图1所示)。

2.典型故障分析处理
故障一:由于仪表安装后不具备调试条件,售后服务人员采用“盲设定”方法(即不需要实际介质、根据仪表设计数据表的介质物理参数直接标定的方法)设置仪表参数,到醇酮装置水联运时,发现部分导波雷达液位计指示不准。
分析处理:按照经验,先检查变送器参数设置。通过HART475与变送器通讯后查看参数设置情况,经过检查仪表常用参数设置,发现雷达液位计探杆型号应该为7x1-x,而该仪表参数却设置成了7xR-x,通过修改Probe model(探杆型号)参数,观察一段时间后指示正常无误。
故障二:在现场共有5台导波雷达液位计在液位升到一定值后变化非常缓慢直到液位无变化,而现场确认容器内连续进料,现场磁翻板液位计液面仍在上升。
分析处理:先检查确认仪表的参数设置正常,排除仪表参数设置的故障问题。然后,检查仪表安装现场,仔细观察发现,导波雷达液位计为顶部安装,容器为常压,为了达到较好的使用效果,在容器内设计了DN80的导波管。在打开连接法兰时,发现液位计导波管内带压,此时液位变化正常。由此判断导波管上部憋压,导致液位上升到一定位置后不能再上升了。在水联运后确认判断正确,开气相补偿孔处理后液位计工作正常。
故障三:在装置开工投料过程中,发现雷达液位计波动较大,在20%~65%之间跳变。再次确认导波雷达液位计参数设置正确。通过对一次表及传感器进行联校,参数指示正常,排除一次表及传感器的故障。
分析原因:(1)出料泵P41105设计功率较大,在投料过程或装置进入安全状态时,出料泵回流量达到240mh左右,而液位计为单缆式导波雷达,造成导波缆绳摆动过大而碰壁。同时有导波缆绳下挂重锤配重太轻的可能。
(2)固定在容器内的DN80导波管过长,达9米,可能存在受力后弯曲,导致导波缆绳离管壁距离过近,容易碰壁。处理措施:由于容器无现场液位计,装置生产需要,决定采用临时测量手段解决过程液位测量问题,采取在容器及所附设备上取静压的方式满足生产,如图2所示。考虑容器内密封氮气压力恒定,停车退料泵P41103在生产时不使用,在其出口处采用现场压力表取压力,在DCS系统上显示液位,同时在现场EJA差压变送器面板上交替显示液位与压力。
等到装置停车改造时校正导波管,并增加导波管支撑,增加重锤配重后。再次开车确认雷达液位计工作正常。
 
3.结束语
导波雷达液位计是一种适应性强,安装调试方便,维护工作量小的优秀智能仪表。可以广泛应用与石油化工生产的容器液位测量,其测量效果也是比较显著。在实际应用中,应该注重过程的维护,严格按照《导波雷达液位变送器安装操作手册》进行安装操作,以免引起重大事故的发生。下面总结几点维护经验仅供技术人员的参考。
(1)反复了解工艺流程,联系DCS控制系统,准确设置仪表参数。
(2)熟悉导波雷达液位计本身的性能,了解其结构特征及现场使用的环境。
(3)充分分析仪表安装的实际工艺情况,区分是工艺的原因还是仪表本身的原因。
(4)在现场处理时,对同一罐体液位的测量仪表进行分析比对,增加故障判断的依据,可以有效提高故障处理的速度和准确度。在没有其它液位测量仪表时,建议增设,比较重要的地方除了要求采取现场指示外还应该同时增加远传功能,如采用差压式液位计或磁翻板液位计。


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