工業(yè)生產(chǎn)中的液位測(cè)量是一項(xiàng)生產(chǎn)的重要數(shù)據(jù)，測(cè)量液位的儀表也有許多基于不同原理的液位儀表，同時(shí)因?yàn)闇y(cè)量原理的不同，儀表的安裝方式也會(huì)有不同的要求，導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)和差壓變送器是生產(chǎn)中使用量都很大的兩種儀表類型。針對(duì)于不同的測(cè)量環(huán)境，兩類儀表各有各的優(yōu)勢(shì)。本文通過敘述安裝和調(diào)試過程中兩種儀表的差異，總結(jié)了它們之間優(yōu)劣，并且由此得出了在電廠液位測(cè)量中導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)優(yōu)于智能變送器。
在火力發(fā)電廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，汽包、高壓加熱器、低壓加熱器、凝汽器、定排擴(kuò)容器等蓄水容器的水位狀況非常重要，不僅制約熱工自動(dòng)化的投入，也影響機(jī)組的正常運(yùn)行。能否做到正確測(cè)量容器的水位，同時(shí)將測(cè)量信號(hào)傳遞給運(yùn)行人員或自動(dòng)控制系統(tǒng)，是由測(cè)量?jī)x表功能、安裝質(zhì)量、調(diào)試能力和自控系統(tǒng)共同作用的結(jié)果。通過在某電廠2×600MW機(jī)組的安裝和調(diào)試，導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)降低了事故頻率，提高了機(jī)組運(yùn)行品質(zhì)，比智能變送器有明顯的優(yōu)勢(shì)。
本文所述的某電廠使用的是超臨界參數(shù)變壓直流鍋爐，沒有汽包，未設(shè)計(jì)汽包水位熱工儀表。3臺(tái)高壓加熱器和定排擴(kuò)容器水位測(cè)量采用了12臺(tái)差壓智能變送器(每容器3臺(tái))，2臺(tái)低壓加熱器和凝汽器水位測(cè)量采用了9套導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)(每容器3套)。
1 .測(cè)量工作原理
(1)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)是基于時(shí)間行程原理的測(cè)量?jī)x表，雷達(dá)波以光速運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間可以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)。探頭發(fā)出頻脈沖并沿纜式或桿式探頭傳播，當(dāng)脈沖遇到物料表面時(shí)反射回來被儀表內(nèi)的接收器接收，并將距離信號(hào)轉(zhuǎn)化為物位信號(hào)。反射的脈沖信號(hào)沿纜式或桿式探頭傳導(dǎo)至儀表電子線路部分，微處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出微波脈沖在物料表面產(chǎn)生的回波。正確的回波信號(hào)識(shí)別由脈沖軟件完成，距離物料表面的距離與脈沖的時(shí)間行程成正比。(2)智能差壓變送器使用微硅固態(tài)傳感器，采用模塊化設(shè)計(jì)。由帶集成電子適配器單元的差壓傳感器模塊和一個(gè)帶按鍵控制單元的放大模塊組成。傳感器是一個(gè)采用全焊接技術(shù)的雙腔系統(tǒng)，內(nèi)部擁有一個(gè)整體化的過載膜片，一個(gè)內(nèi)部絕對(duì)壓力傳感器和差壓傳感器。絕對(duì)壓力傳感器只裝在高壓側(cè)，作為靜壓補(bǔ)償?shù)膮⒖贾?。差壓傳感器的?fù)壓側(cè)經(jīng)毛細(xì)管與傳感器模塊的負(fù)壓側(cè)/真空考腔相連。被測(cè)差壓/絕對(duì)壓力經(jīng)隔離器膜片和灌充液傳遞給充滿硅油的差壓傳感器的膜片上。檢測(cè)的膜片微小位移引起檢測(cè)系統(tǒng)輸出電壓發(fā)生變化，與輸入壓力成正比的電壓信號(hào)經(jīng)適配器數(shù)字化后傳輸?shù)椒糯笃鞣糯?，并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)。
2 .安裝方式及成本
1.1 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)
(1)容器的正負(fù)取樣孔安裝帶法蘭的閥門(取源一次閥門)，導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量桶體用螺栓固定在閥門后，法蘭之間加入石棉墊起密封作用，導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)安裝在測(cè)量桶體內(nèi)，由于是錐型螺紋連接，旋到位、緊固即可。(2)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的安裝共需要18個(gè)取源閥門、9個(gè)排污閥門。所用材料為螺栓和石棉墊。安裝中需2名施工人員2天就安裝完畢。工序簡(jiǎn)單，成本較低。
2.2 智能變送器
(1)容器的正負(fù)取樣孔安裝帶法蘭的閥門(取源一次閥門)，正壓側(cè)安裝單式平衡容器提供穩(wěn)定的參考?jí)毫χ?，?fù)壓側(cè)根據(jù)水位高低提供變化的壓力。智能變送器安裝在容器的下方6.9米處(容器在13.6米)，取樣點(diǎn)與變送器之間用閥門和引壓管連接，管路的連接采用焊接方式。(2)智能變送器測(cè)量系統(tǒng)共需安裝24個(gè)取源閥門、24個(gè)一次閥門、24個(gè)二次閥門、24個(gè)排污閥門和12個(gè)平衡閥門、引壓管約300米φ14×2不銹鋼管，每臺(tái)用1/2NTP連接變送器，材料多，工序復(fù)雜。整個(gè)安裝需要1名焊工、2名施工人員花費(fèi)25天，人工和材料的成本很大。(3)儀表管安裝管路長(zhǎng)、有彎度、空間狹小，既要符合規(guī)范要求，又要避免與工藝管道碰撞，整個(gè)安裝過程處在高空狀態(tài)作業(yè)，因此增大了施工難度。相互間的交叉作業(yè)影響安裝工作的正常進(jìn)行。給安裝質(zhì)量和工藝增添了更大困難。
3. 儀表投入
(1)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)投入時(shí)，開啟正負(fù)取源閥門后打開排污閥門，利用容器內(nèi)系統(tǒng)壓力將測(cè)量桶體內(nèi)的污垢排除，關(guān)閉排污閥門液位計(jì)已經(jīng)投入，不存在介質(zhì)泄漏現(xiàn)象，使儀表在較短時(shí)間正常工作。(2)智能變送器投入時(shí)，要嚴(yán)格按照儀表投入規(guī)程進(jìn)行。開啟正負(fù)取源閥門后，關(guān)閉二次閥門，打開平衡閥門，然后打開一次閥門和排污閥門，利用容器內(nèi)系統(tǒng)壓力將儀表管沖洗，干凈后關(guān)閉排污閥門，打開二次閥門和關(guān)閉平衡閥門，測(cè)量?jī)x表正式投入。但是由于安裝需要的工序較多，環(huán)境比較差，施工難度大，在儀表投入過程容易出現(xiàn)儀表接頭、焊縫滲漏，使儀表正常投入艱難。
4. 調(diào)試
(1)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)由于采用脈沖傳播信號(hào)，經(jīng)過微處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，速度快，精度高，調(diào)試中通過通訊器輸入空測(cè)量桶的高度(零點(diǎn))、水位滿測(cè)量桶高度(滿量程)及一些應(yīng)用參數(shù)來設(shè)定，應(yīng)用參數(shù)將自動(dòng)使儀表適應(yīng)測(cè)量環(huán)境對(duì)應(yīng)4-20mA輸出。操作簡(jiǎn)便、靈活。發(fā)生異常便于快速處理。在機(jī)組試運(yùn)中，與就地水位計(jì)指示一致，使低加熱力系統(tǒng)的自動(dòng)化沒有因水位測(cè)量信號(hào)的錯(cuò)誤而不能正常投入。(2)智能變送器投入前使用通訊器對(duì)儀表清零和量程確定。因正壓側(cè)介質(zhì)是汽體，投入前汽體需要在單式平衡容器和較長(zhǎng)的儀表管內(nèi)冷卻凝結(jié)成水，一方面保護(hù)儀表不被高溫高壓損害，另一方面給儀表提供穩(wěn)定的壓力信號(hào)，時(shí)間較長(zhǎng)。每次處理故障都要分析判斷較多環(huán)節(jié)，找出原因。執(zhí)行較多的操作程序，嚴(yán)重影響運(yùn)行監(jiān)控。在試運(yùn)中出現(xiàn)儀表和閥門接頭滲漏、閥門內(nèi)漏現(xiàn)象，使壓力信號(hào)偏差，誤導(dǎo)運(yùn)行人員，降低自動(dòng)投入率。而且每次出現(xiàn)問題后都要重新投入儀表，增加了運(yùn)行成本。
5 .維護(hù)
由于智能變送器測(cè)量水位采用儀表管內(nèi)凝結(jié)水傳遞信號(hào)，長(zhǎng)期使用水介質(zhì)容易使儀表管損壞、接頭生銹、閥門堵塞，更換工作時(shí)間長(zhǎng)，給機(jī)組正常帶來不便。導(dǎo)播雷達(dá)液位計(jì)只要定時(shí)排污就能可靠投入。
6. 結(jié)語
導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)比智能變送器在安裝上工序簡(jiǎn)單、材料的種類需要少、施工人員容易理解且投入人員少、施工時(shí)間短、成本較大降低。儀表調(diào)試簡(jiǎn)單明了，投入速度快、準(zhǔn)確率高，取得了明顯的效果，為機(jī)組正常運(yùn)行提供了可靠保障。導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)優(yōu)于智能變送器是不容爭(zhēng)議的事實(shí)。