西門子雷達液位計在復雜工況中的測量試驗
化工行業對儀表的需求量非常大，但也是對儀表要求最為苛刻的行業之一。由于在化工中往往會存在高溫、高壓 / 真空、腐蝕性強、粘度大、過程工藝復雜等要求，因此在很多化工領域中依然存在很多無法解決的難題。通過 Siemens 的雷達液位計為解決一家化工廠的液位測量難題而作的一次成功的試驗，證明了 Siemens LR400 出類拔萃的性能在化工領域中具有廣闊的應用前景。
SITRANS LR400 作為 Siemens 雷達物位儀表中的一款高端產品，其優異的性能在水泥、電力、鋼鐵等行業中被廣泛應用并被證實為測量固體介質的最佳選擇。 雖然 LR400 在固體測量領域中已具有突出的表現，但很少應用在液體測量領域，尤其是化工行業。這里介紹的是，LR400 在化工行業中的一次應用實驗中的令人吃驚的成功表現。
客戶為一家南方的醋酸纖維公司，測量的介質是含有醋酸、水、各種礦碴等混合介質，主要特點是粘度極大，接近于瀝青；有大量蒸汽；壓力不到 1 Bar。以前該客戶一直使用雙法蘭差壓變送器來測量罐內的液位，但是由于測量介質粘度很大，因此這種測量方式的維護量很大，而且儀表的使用壽命很短。因此長期以來，該客戶試用了很多物位測量儀表，都無法很好地解決這一難題。基于 LR400 雷達液位計在瀝青的液位測量應用中的很多成功的案例，我們向客戶推薦了 SITRANS LR400 來解決這一難題。但是，由于其復雜的罐內結構和測量介質的物理特性，無法采用安裝導波管等措施來改善測量效果。從客戶提供的介質情況看，介質的特性 (介電常數) 沒有很大的問題。由于雷達液位計采用微波反射的測量原理，因此蒸汽對于雷達的測量沒有大的影響。在這一工況中，最大的問題是其復雜的罐內結構，如何避開罐內復雜的加熱盤管來得到正確的液位測量值是這次試驗的主要目的。該過程罐高約 8m，直徑約 3m 左右，內部有很多復雜的加熱盤管結構。罐的底部和中間位置 (離罐頂約 4m) 都有三層呈同心圓形狀排列的加熱盤管，最大的圓形加熱管直徑約 100cm，圓形加熱管之間的間距約 20cm，上下圓形加熱盤管之間還有格柵連接；而且在離罐頂約 1~1.5m 的中間位置處，有兩根上下重疊的橫管。 客戶在之前的實驗中發現，LR400 的測量停留在中間位置 (離罐頂約 4m) 時，無法對加熱盤管等障礙物下面的液位進行測量。
對于這樣復雜結構的過程罐，即使是最有經驗的工程師都不會有充足的信心。所以，這次實驗，無論是客戶還是作為西門子來說，都沒有一定成功的把握。
分析了客戶的實際情況后，發現安裝位置的選擇非常重要，最后選擇的位置是在近圓心的位置，離圓心 58~60cm 的人孔，之所以不選擇中心位置，主要是為了避開中間的加熱橫管形成的固定干擾影響。 在人孔上臨時安裝了 LR400 后，上電，在稍稍旋轉了一個角度 后，令人驚奇的發現，LR400 能測量到自雷達液位計以下約 6.8m 的目標，用投尺從安裝位置測量罐的高度，測得 7.7m，也就是說LR400 已經“突破”兩根橫管和第一層的圓形加熱盤管的影響，測量到了最底部的盤管。在稍后的注水過程中，LR400 在全過程中的表現依然穩定且準確。用 PDM 全程記錄了 LR400 整個實驗過程中的回波圖形發現，水位的回波信號非常強，能夠從回波圖形中看到加熱盤管的干擾存在，但基本上對水位的回波信號的影響不大。
整個實驗過后，客戶非常滿意 LR400 的表現，也對 LR400 產生了很大的興趣。雖然，由于種種原因無法進一步測試 LR400 的實際使用效果。但是，LR400 在如此復雜的工況中能有如此表現，已經是非常令人吃驚的了。
我們有足夠的理由相信：如果能夠合理的選擇應用 LR400，它一定能在化工領域有更加出色的表現。
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北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號
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