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某廠罐區(qū)4座加氫液化氣罐頂導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)故障分析
發(fā)布時間:2023-01-14 08:34:08

某公司烯烴項(xiàng)目全廠罐區(qū)擁有各類型儲罐60余座,其主要介質(zhì)包括:石腦油、丙烯、乙烯、油洗液化氣、加氫液化氣、液氨、丁二烯、丁烯-1以及燃料油等。其中加氫液化氣設(shè)立4座球形儲罐,每臺儲罐罐頂同時安裝1臺導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)及1臺伺服式液位計(jì)用于工藝人員實(shí)時監(jiān)測液位變化及事故狀態(tài)下聯(lián)鎖觸發(fā)的條件。

自開車運(yùn)行以來,全廠罐區(qū)4座加氫液化氣罐頂導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)均出現(xiàn)無規(guī)律的測量不準(zhǔn)現(xiàn)象,在與伺服液位計(jì)的趨勢比較過程中發(fā)現(xiàn):雖然雷達(dá)液位計(jì)故障發(fā)生的時間不同,但四者的歷史趨勢均顯示在某一時刻某一液位(尤其是低液位)時,儀表輸出突然保持不變,隨實(shí)際液位的變化雷達(dá)液位計(jì)的輸出偏離正常值愈來愈大,又在一段時間以后,儀表指示突變至正常值。

通過梳理確認(rèn)4臺雷達(dá)液位計(jì)的工藝環(huán)境、安裝方式、設(shè)備規(guī)格以及儀表型號完全相同,故筆者將此種現(xiàn)象合并為同一個問題進(jìn)行研究并提出可靠的解決方案,最終得以實(shí)施。

1、故障原因分析

(1)工藝環(huán)境分析

加氫液化氣儲罐為標(biāo)準(zhǔn)的球型儲存罐設(shè)備,無任何工藝反應(yīng)產(chǎn)生,罐內(nèi)無攪拌器,罐體附近無壓縮機(jī)、泵組等大中型用電設(shè)備,4座儲罐的大小、規(guī)格及標(biāo)高均一致,4臺雷達(dá)液位計(jì)均選用某公司生產(chǎn)的同一型號導(dǎo)波纜繩式雷達(dá)液位計(jì)。

(2)工作原理

此型號雷達(dá)液位計(jì)出廠時采用物位回波的測量方式,以時域反射原理(TDR)為基礎(chǔ),雷達(dá)液位計(jì)的電磁脈沖在空氣中以光速(V 0)沿鋼纜傳播,當(dāng)脈沖信號遇到被測介質(zhì)表面時,雷達(dá)液位計(jì)的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置,發(fā)射裝置與被測介質(zhì)表面的距離同脈沖在其間的傳播時間(t)成正比,經(jīng)計(jì)算得出發(fā)射裝置至液面的距離(D)。

圖1.png

如圖1所示,可以得出液位高度(L)的計(jì)算公式:L= 空標(biāo)(E)-V 0t/2(1)

即:液位百分比(l)=(L÷F)×100%

(3)分析原因

顯然雷達(dá)液位計(jì)的測量不受介質(zhì)變化、溫度變化、惰性氣體及蒸汽、粉塵、泡沫等的影響。影響導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)測量的因素除了安裝方式和外界信號干擾以外還有一個重要因素——介電常數(shù)(就是我們常說的DC值),介電常數(shù)愈大,介質(zhì)物位反射回來的雷達(dá)回波信號就愈強(qiáng)。當(dāng)被測介質(zhì)的介電常數(shù)<2.0時,雷達(dá)液位計(jì)的回波信號就會很弱。液化氣的介電常數(shù)為1.6~1.9,液化程度受溫度、壓力變化影響較大,加之加氫液化氣的不穩(wěn)定性,導(dǎo)致介質(zhì)介電常數(shù)變化較頻繁、變化范圍較大。

介電常數(shù)過低會導(dǎo)致雷達(dá)波到達(dá)介質(zhì)表面時,被介質(zhì)反射回脈沖發(fā)射裝置的雷達(dá)波減少,從而使得回波信號變?nèi)?,雷達(dá)液位計(jì)信號處理單元會發(fā)出故障信號,變送器輸出則會按照預(yù)先設(shè)置的故障輸出模式(最后一個有效值)進(jìn)行輸出,即產(chǎn)生了雷達(dá)液位計(jì)輸出值保持不變的情況。

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