工業(yè)生產(chǎn)中的液位測量是一項生產(chǎn)的重要數(shù)據(jù)，測量液位的儀表也有許多基于不同原理的液位儀表，同時因為測量原理的不同，儀表的安裝方式也會有不同的要求，導(dǎo)波雷達液位計和差壓變送器是生產(chǎn)中使用量都很大的兩種儀表類型。針對于不同的測量環(huán)境，兩類儀表各有各的優(yōu)勢。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量中導(dǎo)波雷達液位計優(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、定排擴容器等蓄水容器的水位狀況非常重要，不僅制約熱工自動化的投入，也影響機組的正常運行。能否做到正確測量容器的水位，同時將測量信號傳遞給運行人員或自動控制系統(tǒng)，是由測量儀表功能、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機組的安裝和調(diào)試，導(dǎo)波雷達液位計降低了事故頻率，提高了機組運行品質(zhì)，比智能變送器有明顯的優(yōu)勢。
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)計汽包水位熱工儀表。3臺高壓加熱器和定排擴容器水位測量采用了12臺差壓智能變送器(每容器3臺)，2臺低壓加熱器和凝汽器水位測量采用了9套導(dǎo)波雷達液位計(每容器3套)。
1 .測量工作原理
(1)導(dǎo)波雷達液位計是基于時間行程原理的測量儀表，雷達波以光速運行，運行時間可以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號。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反射回來被儀表內(nèi)的接收器接收，并將距離信號轉(zhuǎn)化為物位信號。反射的脈沖信號沿纜式或桿式探頭傳導(dǎo)至儀表電子線路部分，微處理器對此信號進行處理，識別出微波脈沖在物料表面產(chǎn)生的回波。正確的回波信號識別由脈沖軟件完成，距離物料表面的距離與脈沖的時間行程成正比。(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。由帶集成電子適配器單元的差壓傳感器模塊和一個帶按鍵控制單元的放大模塊組成。傳感器是一個采用全焊接技術(shù)的雙腔系統(tǒng)，內(nèi)部擁有一個整體化的過載膜片，一個內(nèi)部絕對壓力傳感器和差壓傳感器。絕對壓力傳感器只裝在高壓側(cè)，作為靜壓補償?shù)膮⒖贾怠２顗簜鞲衅鞯呢?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。被測差壓/絕對壓力經(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。檢測的膜片微小位移引起檢測系統(tǒng)輸出電壓發(fā)生變化，與輸入壓力成正比的電壓信號經(jīng)適配器數(shù)字化后傳輸?shù)椒糯笃鞣糯螅⑥D(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號。
2 .安裝方式及成本
1.1 導(dǎo)波雷達液位計
(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)波雷達液位計的測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)波雷達液位計安裝在測量桶體內(nèi)，由于是錐型螺紋連接，旋到位、緊固即可。(2)導(dǎo)波雷達液位計的安裝共需要18個取源閥門、9個排污閥門。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)定的參考壓力值，負(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)智能變送器測量系統(tǒng)共需安裝24個取源閥門、24個一次閥門、24個二次閥門、24個排污閥門和12個平衡閥門、引壓管約300米φ14×2不銹鋼管，每臺用1/2NTP連接變送器，材料多，工序復(fù)雜。整個安裝需要1名焊工、2名施工人員花費25天，人工和材料的成本很大。(3)儀表管安裝管路長、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)波雷達液位計投入時，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)壓力將測量桶體內(nèi)的污垢排除，關(guān)閉排污閥門液位計已經(jīng)投入，不存在介質(zhì)泄漏現(xiàn)象，使儀表在較短時間正常工作。(2)智能變送器投入時，要嚴(yán)格按照儀表投入規(guī)程進行。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，測量儀表正式投入。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)波雷達液位計由于采用脈沖傳播信號，經(jīng)過微處理器對信號進行處理，速度快，精度高，調(diào)試中通過通訊器輸入空測量桶的高度(零點)、水位滿測量桶高度(滿量程)及一些應(yīng)用參數(shù)來設(shè)定，應(yīng)用參數(shù)將自動使儀表適應(yīng)測量環(huán)境對應(yīng)4-20mA輸出。操作簡便、靈活。發(fā)生異常便于快速處理。在機組試運中，與就地水位計指示一致，使低加熱力系統(tǒng)的自動化沒有因水位測量信號的錯誤而不能正常投入。(2)智能變送器投入前使用通訊器對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的儀表管內(nèi)冷卻凝結(jié)成水，一方面保護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，時間較長。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)重影響運行監(jiān)控。在試運中出現(xiàn)儀表和閥門接頭滲漏、閥門內(nèi)漏現(xiàn)象，使壓力信號偏差，誤導(dǎo)運行人員，降低自動投入率。而且每次出現(xiàn)問題后都要重新投入儀表，增加了運行成本。
5 .維護
由于智能變送器測量水位采用儀表管內(nèi)凝結(jié)水傳遞信號，長期使用水介質(zhì)容易使儀表管損壞、接頭生銹、閥門堵塞，更換工作時間長，給機組正常帶來不便。導(dǎo)播雷達液位計只要定時排污就能可靠投入。
6. 結(jié)語
導(dǎo)波雷達液位計比智能變送器在安裝上工序簡單、材料的種類需要少、施工人員容易理解且投入人員少、施工時間短、成本較大降低。儀表調(diào)試簡單明了，投入速度快、準(zhǔn)確率高，取得了明顯的效果，為機組正常運行提供了可靠保障。導(dǎo)波雷達液位計優(yōu)于智能變送器是不容爭議的事實。