RZRD喇叭口雷达液位计应用在石灰石制浆系统中的情况分析

本文介绍了台山电厂脱硫石灰石制浆系统工艺，以及超声波液位计和喇叭口雷达液位计原理，并对２种型号液位计在制浆系统应用过程中出现的问题进行了分析，同时给出了解决方案。......
 
灰石制浆系统工艺流程介绍


 
    （１）循环箱内设有搅拌器，罐内液面搅动太大，影响液位计工作；
 
（２）循环箱直径较小，导致液位计安装位置不能远离搅拌器，同时安装位置又太靠近箱壁，不符合液位计的安装规范；
 
（３）循环箱内浆液温度过高（４０～４５℃），导致箱体内部出现大量携带石灰石浆液的蒸汽附着在探头上的问题，影响测量；
 
（４）循环箱内有３块扰流板，当液位低到露出扰流板位置时影响液位测量。
 
针对上述问题，笔者从工艺上做了以下几方面改进：
 
（１）在循环箱内加装引流管，减小液面扰动；
 
（２）将液位移到搅拌器横梁中间，距管壁３５ｃｍ 处，开一个３０ｍｍ×３０ｍｍ 的方孔进行液位计安装；
 
（３）抬高液位计法兰位置，将液位计探头暴露在空气中，减小蒸汽影响。
 
运行一段时间后观察，液位计跳变情况大大减少，基本克服了安装位置不合理及搅拌器等因素的影响，但还是不能从根本上解决高温蒸汽携带石灰石浆液脏污探头的问题，同时扰流板影响也未消除。班组通过对液位计进行定期清洗和重启液位计来保证液位计测量的准确性，每台液位计每月进行一次定期维护，３台液位计每月需进行３次维护，工作量大，而且在每次工作之前需要投退保护或停球磨机处理。制浆系统属于公用系统，随着国家日益严格的环保运行要求，循环箱液位计的测量状态已经不能满足长期稳定运行的要求。经过分析，发现某型号超声波液位计发射频率不够，信号发射角度较大，在被测量罐体较小、内部结构较为复杂的工况下测量不稳定，而且长期运行在高温环境下液位计易出现死机的情况。鉴于循环箱液位作为石灰石制浆系统重要的控制参数和循环箱搅拌器保护条件，决定将原来超声波液位计更换为发射角度更小和发射强度更强的新型RZRD型喇叭口雷达液位计。
 
雷达液位计采用发射—反射—接收的工作模式，其天线发射出电磁波，这些电磁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
 
式为：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。
 
     喇叭口雷达液位计特点：（１）整体化设计，无活动部件，耐磨损，使用寿命长；（２）雷达液位计测量时发出的电磁波能够穿过真空，无需传输介质，具有不受大气、蒸汽、槽内挥发雾影响的特点；（３）操作调试方便，可用专用调试模块和计算机连接；（４）具有虚假波的学习功能，排除虚假回波干扰；（５）发射功率强，发射角度小，微导电介质都能反射雷达波，基本可以测量所有介质；（６）探头耐高温、酸碱，适用于多种恶劣环境。为避免高温蒸汽长时间熏蒸和石灰石浆液附着的影响，对３、４、５号球磨机循环箱液位计加装在线吹扫装置，使循环箱热蒸汽从溢流管排出，减少干扰。
 
具体加装方案如下：
 
通过加装液位计密封装置将液位计与循环箱罐体连接部分密封，从球磨机房０ｍ杂用气手动门后分别引一路#１０ｍｍ吹扫气源管接到３、４、５号球磨机循环箱液位计处。吹扫气源管路上装吹扫手动门和减压过滤器以控制吹扫气压在５０～８０ｋＰａ范围内，流量控制在１．０～１．５Ｌ／ｍｉｎ范围内，以确保吹扫压力和流量不影响杂用气使用。同时在球磨机房０ｍ 杂用气手动门后末端管路上再加装一个ＤＮ２５ｍｍ的手动门，保证球磨机０ｍ 杂用气随时可用。加装在线吹扫装置前后运行效果如图２、图３所示。加装在线吹扫装置后通过ＤＣＳ和ＰＩ系统曲线观察，液位计跳变和死机现象消失，液位在控制液位区间稳定运行。打开液位计法兰检查液位计，发现喇叭口内外无石灰石浆液附着物，发射探头干净无污物，测量系统在较低温下稳定运行。
 
加装吹扫装置前后的液位计运行效果图


 
至此，台山电厂石灰石制浆系统液位计跳变和死机问题得到解决。在线吹扫装置的作用就是使压缩空气在喇叭口外缘形成压缩空气屏蔽层，将整个液位计测量系统与携带石灰石浆液的高温气体隔离，避免高温气体长时间熏蒸和石灰石浆液附着，保持良好的测量环境。
 
结语
 
    实践证明，新型RZRD型喇叭口雷达液位计加装在线吹扫装置后在台山电厂石灰石制浆系统的应用是成功的。此法解决了在特殊工况和复杂罐体结构测量环境下雷达液位计稳定测量的问题，且工艺简单，成本低廉，实用性强，因此具有一定的借鉴意义。


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