应用背景:
锅炉是工业领域广泛应用的设备,尤其是在电力企业以及钢铁、水泥、造纸等企业的自备电厂中都为数不少。锅炉液位的测量是一个非常重要的测量点!锅炉是高温高压容器,属于危险的设备,稍有不慎,造价不菲的锅炉就会受到损坏,严重的甚至可能造成生产停车及工作人员的人身伤害。各家自动化仪表供货商针对此应用推出了基于不同原理的测量仪表。
面临问题:
在实际的应用中,人们往往采用双法兰差压液位变送器来作为锅炉汽包液位(低压加热器、凝汽器等)的检测仪器,设计人员也倾向于推荐此种测量办法。然而,就实际使用效果而言并不能让用户满意:1)腔体内出现真空或负压时会作用在感压膜片既而产生虚假读数2)沸腾的气泡和凝结的水汽同样会对基于压力原理进行测量的仪器带来干扰;3)高、低位的两个开孔对于密封要求高;4)容器内温度的变化会使水的密度产生改变,导致测量误差。以上这些因素对差压变送器在此处的使用带来了不便。
解决办法:
西门子公司过程仪表部新近推出的导波雷达LG200结合了时域反射原理(TDR)、等时采样原理(ETS)和低功率电路等先进的技术。
TDR发生器产生一个沿导波杆向下传送的电磁脉冲波,当遇到比先前传导介质(空气或蒸汽)介电常数大的液体表面时,脉冲波会被反射,用超高速计时电路来计算脉冲波的传导时间,电磁脉冲波传输距离S=VT,从而达到精确的液位测量。ETS扫描采集成千上万的信号,每秒钟约完成8个扫描,每个扫描采集30000个样本。ETS实时捕捉高速(1000ft/µs)的电磁信号并在等值的时间里重新构造,以利于更好使用先进的技术测量。
针对锅炉汽包这一高温高压又有蒸汽的特殊场合,LG200(1301-5)型同轴导波雷达内置了蒸汽补偿功能,即便是在沸腾的腔体内,仪表也可以提供稳定可靠的读数。而且,仪表不受工艺条件的限制:1)343℃/165Bar 的饱和蒸汽极限温压范围内都可以工作;2)电磁波的传递不受介质密度变化的影响;3)导波雷达无需现场校验,参数设定简便;4)易于安装,容器顶部或外置测量筒皆可,只需一个开孔,危险系数降低;5)同轴管的构造,能量集中,测量精度可高达0.15%!
使用效果:
右图为一台用于锅炉水位测量的西门子导波雷达LG200在某钢铁企业自备电厂中投用至今将近一年,读数稳定可靠,已经得到了现场维护人员的认可。