GDRD59-PHGPFX2DDMAXP雷达物位计电话
罗斯蒙特 3300 在众多应用领域中,提供且的液位。 凭借高灵敏度和信号处理性能的导波雷达技术,罗斯蒙特 3300 系列通过一个变送器便能同时进行液位和界面两种测量。 3300 系列现推出一系列型导波杆,设计用于即使在恶劣的过程环境下也能进行测量。 二线制连接确保了安装简便经济。 其特点包括:
高温和高压导波杆 用于要求高的液位测量领域。
多样的导波杆几乎可满足应用领域的需求。
多变量、环路供电的液位和界面变送器可减少储罐穿孔数目,并节省安装成本。
直接液位测量无需对温度、压力、密度、介电性能或导电性能的变化进行补偿。
简便易用的雷达组态工具使得设置简单,并通过波形图和记录工具提供诊断。
几乎不受粉尘、蒸汽、干扰物的影响。
坚固的模块化结构降低了运行成本,提高了性。
易于集成于现有设备中。
外形尺寸图
测量原理 通过浸入过程介质的导波杆引导低功率、纳秒级微波脉冲,进行液位物位测量。当微波脉冲抵达具有不同介电常数的介质时,部分能量被反射回变送器。 变送器利用次反射的余波测量界面位置。在上层产品表面未被反射的部分微波继续向下直达下层产品表面然后也被反射回来。其波速取决于上层产品的介电常数。发射脉冲与反射脉冲之间的时间差被换算成距离,由此计算出总体液位或界面位置。反射强度取决于被测产品的介电常数。介电常数值越高,反射强度越大。
导波雷达技术的优势高度、的直接液位测量,无需对变化的过程条件(如密度、导电性、粘度、pH、温度和压力)进行补偿。无活动部件、无需重新标定,将维护工作减到少适用于蒸汽、粉尘、湍流和泡沫工况适用于几何形状复杂或存在干扰物的小型储罐,而且不受旁通管机械设计的影响由上而下的安装方式可大程度地降低泄漏风险
高度的应用灵活性
5300 系列的特性能更优,适用于更多应用;适用于大多数液体和固体的液位/物位应用,以及液体界面位置测量应用;实现多方面,其中包括过程容器、控制和,即使是具挑战性的应用场合也能妥善处理,十分;可广泛选择材料、过程连接件、导波杆类型和配件;通过多种选项,您可以找到适合现有旁通管的产品或带有罗斯蒙特 9901 高品质旁通管的完整组件;动态蒸汽补偿选项自动对蒸汽空间介电常数的变化进行补偿。
佳性能与正常运行时间的直接切换技术 (DST) 与导波杆末端探测 (PEP) 可提高测量能力和性;能够将单管导波杆用于长测量范围、障碍物和低介电常数场合,确保在更多应用(如粘性介质)中具有性;对于具有挑战性的应用场合(如塑料颗粒和易沸腾的烃类产品),导波杆末端探测提供备份功能;智能电流接口具有更稳定的微波和 EMI 性能,可使外部干扰造成的影响小。
设计坚固,性高无与伦比的重型导波杆解决方案具有多层保护,可用于端温度和端压力;回波逻辑和智能软件功能具有更佳的能力,可跟踪表面,检测整个容器的状况;防溢罐保护和集成系统 SIL3 适用性均经过第三方认;电子部件和电缆连接位于单独的隔室中,操作更,并且更能受潮;带有验反射器,可轻松验变送器,检测高液位条件;
技术规格液体和半液体液位,和/ 或液体/ 液体界面,或固体物位;5301 型用于液位或全浸没界面测量;5302 型用于液位和界面测量;5303 型用于固体物位测量;微波输出功率额定 300 μW,大 45 mW;湿度0 - 100% 相对湿度;启动时间小于 40 秒;输出:两线制, 4—20 mA。将数字过程变量叠加在 4-20 mA 信号上,符合 HART 协议的主机都可调用。HART 信号可用于多站模式。
经济性分析与选型建议
80GHz雷达价格是26GHz的1.5-2倍,但在低ε介质中可减少50%无效采购。某电厂案例显示,替换差压变送器后年维护成本从3万降至5000元。四线制分体设计节省电缆,300米传输仅需0.5mm²线径。无线版本免除布线,但需5年更换电池(典型功耗18mW)。行业数据显示投资回报期平均1.8年,主要来自减少的停机损失。
1、概述
MT2000导波管雷达液位变送器采用雷达技术,雷达信号沿着导波管传输,可消除虚假回波,减少信号损失,仪表具有不受大气情况和介质密度变化的影响,测量精度高,测量范围大,多种过程连接方式,安装使用方便等特点。仪表输出4~20mA标准电流信号,可选HART协议或HoneywellDE协议进行通讯。
2、主要技术参数
测量范围:0.6~30.5m,0.6~61m
度:±5mm
分辨率:±1.6mm
显示单位:在现场可选择毫米、厘米、米或%等工程单位。
工作电源:13.5~36VDC,两线制
材质:壳体:铸铝
传感器:316L
过程连接:单杆式、单缆式:DN25,PN4.0
双杆式、双缆式:DN50,PN4.0
旁通管型:DN25,PN4.0 法兰标准HG20592-77,凸面法兰,其它法兰标准如JB、HGJ、GB、ANSI等可注明。
高温型:DN65,PN4.0
护管型:DN50,PN4.0
卫生型:三夹子1.5“
认:FM,CSA,CENELEC
隔爆型ExdIICT6
本安型ExiaIICT6Ga
外壳防护:IP67
3、外形结构图
图:导波雷达液位变送器产品图片 表:产品分类及头部企业 表:导波雷达液位变送器产业链 表:导波雷达液位变送器厂商产地分布及产品覆盖领域 表:导波雷达液位变送器主要生产商销量排名及市场占比2021 表:TOP 5 企业产量占比 图:导波雷达液位变送器下游行业分布(2020-2021) 表:销量及增长率变化趋势(2017-2027) 图:销量及增长率(2017-2027) 表:销量及增长率变化趋势(2017-2027) 图:销量及增长率(2017-2027) 图:中国市场导波雷达液位变送器下游行业分布(2020-2021) 表:销量及增长率变化趋势(2017-2027) 图:销量及增长率(2017-2027) 表:销量及增长率变化趋势(2017-2027) 图:销量及增长率(2017-2027) 表:导波雷达液位变送器产能、产量、产能利用率(2017-2027) 图:导波雷达液位变送器产能、产量、产能利用率(2017-2027) 图:各类型导波雷达液位变送器产量(2017-2027) 图:各类型导波雷达液位变送器产量占比(2017-2027) 表:导波雷达液位变送器主要生产商销量(2019-2021) 表:导波雷达液位变送器主要生产商销量占比(2019-2021) 图:导波雷达液位变送器主要生产商销量占比(2020-2021) 表:主要生产商导波雷达液位变送器销售额(2019-2021) 表:主要生产商导波雷达液位变送器销售额占比(2019-2021) 图:主要生产商导波雷达液位变送器销售额占比(2020-2021) 表:主要地区导波雷达液位变送器产量占比(2017-2027) 图:主要地区导波雷达液位变送器产量占比(2017-2027) 表:美国市场导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 图:美国导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 表:欧洲市场导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 图:欧洲导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 表:日本市场导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 图:日本导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 表:东南亚市场导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 图:东南亚导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 表:印度市场导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 图:印度导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 表:主要地区导波雷达液位变送器销量占比 图:主要地区导波雷达液位变送器销量占比 表:美国市场导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 图:美国导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 表:美国市场导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 图:美国导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 表:欧洲市场导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 图:欧洲导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 表:欧洲市场导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 图:欧洲导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 表:日本市场导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 图:日本导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 表:日本市场导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 图:日本导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 表:东南亚市场导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 图:东南亚导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 表:东南亚市场导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 图:东南亚导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 表:印度市场导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 图:印度导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 表:印度市场导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 图:印度导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 表:导波雷达液位变送器产能、产量、产能利用率(2017-2027) 图:中国导波雷达液位变送器产能、产量、产能利用率及发展趋势(2017-2027) 图:中国各类型导波雷达液位变送器产量(2017-2027) 图:中国各类型导波雷达液位变送器产量占比(2017-2027) 表:中国市场导波雷达液位变送器主要生产商销量(2016-2020) 图:中国市场导波雷达液位变送器主要生产商销量占比 (2020-2021) 表:中国市场导波雷达液位变送器主要生产商销量占比(2020-2021) 图:中国市场导波雷达液位变送器主要生产商销售额占比 (2020-2021) 表:中国主要导波雷达液位变送器生产商产品价格及市场占比 2021 表:中国导波雷达液位变送器销量Top5厂商销量占比 (2016-2020) 表:中国导波雷达液位变送器市场进出口量(2017-2027) 表:Siemens 导波雷达液位变送器企业概况 表:Siemens 导波雷达液位变送器产品介绍 表:Siemens 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021) 表:CRPTankSpecialties 导波雷达液位变送器企业概况 表:CRPTankSpecialties 导波雷达液位变送器产品介绍 表:CRPTankSpecialties 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021) 表:Krohne 导波雷达液位变送器企业概况 表:Krohne 导波雷达液位变送器产品介绍 表:Krohne 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021) 表:SchneiderElectric 导波雷达液位变送器企业概况 表:SchneiderElectric 导波雷达液位变送器产品介绍 表:SchneiderElectric 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021) 表:AmetekDrexelbrook 导波雷达液位变送器企业概况 表:AmetekDrexelbrook 导波雷达液位变送器产品介绍 表:AmetekDrexelbrook 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021) 表:BlissAnand 导波雷达液位变送器企业概况 表:BlissAnand 导波雷达液位变送器产品介绍 表:BlissAnand 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021) 表:UWT 导波雷达液位变送器企业概况 表:UWT 导波雷达液位变送器产品介绍 表:UWT 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021) 表:Sitron 导波雷达液位变送器企业概况 表:Sitron 导波雷达液位变送器产品介绍 表:Sitron 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021)
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Magnetrol麦格纳邱液位设备 700系列高性能导波雷达液位计 704、705、706
常用型号:
705-510a-110/7mr-a110-120 :
705-510A-110/7MA-A110-181:
705-51AA-110/7MS-A578-120 :
705-510A-110/7MS-A578-120:
705-510A-110/7MA-A110-110
正常货期:货期 8-10周,急需货期现货可以联系店主安排调货
Eclipse增强型705是采用具有性的导波雷达(GWR)技术,两线制, 24VDC回路供电的液位变送器。这个单一的变送器可以用于类型的探杆,并提供更强的性,正如SFF=91%的失效系数所表现的,允许它在SIL 3回路中使用。
Eclipse 705系列高性能导波雷达液位计
ECLIPSE导波雷达液位计的设计提供了远远超过许多传统技术的测量性能。该产品在工业上首次采用了的***外壳设计,它是把接线室和电子线路室分别安装在同一个平面上,***优化的倾斜角度更方便接线、组态和观察显示。
ECLIPSE 705变送器支持FDT/DTM标准与PACTware?PC端软件可以允许额外的配置和灵活的故障排除。
技术
导波雷达
Eclipse 705系列高性能导波雷达液位计
低功耗脉冲雷达 结合了时域反射原理 、等效采样(ETS)与现代化低功率电路等技术。这些原理与科技的集成创造了高速导波雷达 液位计。电磁脉冲通过导波管传播,它聚焦于能量,并产生比非接触式雷达更有效的系统。
可测量低介电常数介质(εr ≥ 1.4)
容积输出
连接/拆卸探杆轴套
可在蒸汽工况中使用及忽视泡沫
IS, XP与非易燃认
忽视挂料
原理
ECLIPSE导波雷达变送器是基于TDR技术。(时域反射原理)TDR利用导波(探杆)传播电磁脉冲信号。当脉冲到达介电常数高于其行进的空气(εr= 1)的液体表面时,一部分脉冲被反射。通过超高速计时电路来***测量信号传输的时间,从而实现对液位(固体料位)的***测量 更多导波雷达产品
Magnetrol主要产品:
1、MAGNETROL液位计
2、MAGNETROL变送器
3、MAGNETROL液位开关
4、MAGNETROL浮筒液位变送器
5、MAGNETROL磁浮子液位计
6、MAGNETROL热式气体质量流量计
7、MAGNETROL浮球液位开关
8、MAGNETROL超声波液位计
9、MAGNETROL液位变送器
Magnetrol型号产品名称型号
MAGNETROL(MAGNETROL)磁致伸缩位移传感器MG8100-1C7P1D5MDXNF91 G1/1000 H4050 磁致伸缩位移传感器MG8100-1C7P1D5MDXNF91 G1/1000 H4050
MAGNETROL(MAGNETROL)磁致伸缩位移传感器MG8100-1C7E1B5MDXNF91 E1/800 H1800 磁致伸缩位移传感器MG8100-1C7E1B5MDXNF91 E1/800 H1800
09-5129-001 | Magnetrol Sensor Amp Bd 传感器09-5129-001
09-5129/09-5126 | Magnetrol 2-bd Assembly09-5129/09-5126
Magnetrol XC35-1S40-CDHXC35-1S40-CDH
Magnetrol F10-1D22HM7F10-1D22HM7
Magnetrol F-XB73-4S30-BDQF-XB73-4S30-BDQ
Magnetrol F-C35-PS40-CDAF-C35-PS40-CDA
Magnetrol B35-PB30-FNAB35-PB30-FNA
870-102-00 | Magnetrol Pcb870-102-00
09-5131-001 | Magnetrol Pcb09-5131-001
810-0205-D01 | Magnetrol Level Switch Probe810-0205-D01
09-5125-001 | Magnetrol Control Board09-5125-001
345-3442-100 | Magnetrol Ultrasonic Xmotor345-3442-100
030-2409/2407 | Magnetrol 2-bd Assembly030-2409/2407
Magnetrol XF10-AD24-BDBXF10-AD24-BDB
Magnetrol XF10-AD24-BDBXF10-AD24-BDB
Magnetrol XF10-AD24-BDBXF10-AD24-BDB
Magnetrol XF10-AD24-BDBXF10-AD24-BDB
Magnetrol XF10-AD24-BDBXF10-AD24-BDB
Magnetrol XF10-AD24-BDBXF10-AD24-BDB
Magnetrol XF10-AD24-BDBXF10-AD24-BDB
Magnetrol XF10-AD24-BDBXF10-AD24-BDB
Magnetrol XF10-AD24-BDBXF10-AD24-BDB
Magnetrol XF10-AD24-BDBXF10-AD24-BDB
MAGNETROL ALL 磁致伸缩位移传感器MAGNETROL ALLMG8100-1C7P1D5MDXNF91 G1/1000 H4050
2MAGNETROL ALL 磁致伸缩位移传感器MAGNETROL ALLMG8100-1C7E1B5MDXNF91 E1/800 H1800
Magnetrol浮子X4M1-AD1A-REAA-1111FY1212B080
Orion lnstuments浮球开关F9K-2400-070
Magnetrol浮球开关910-WMH2-010
Magnetrol液位计705-510A-110
Magnetrol传感器705-510A-100-WH
Magnetrol浮球式位面开MODEL:910-WMH2-010 SERIAL:43040-O1
Magnetrol液位开关B75-1B20-FAD
Magnetrol导波雷达液位计7MS-A118-125-WH
Magnetrol导波雷达液位计7MR-A110-116/704-511A-1400-1M
Magnetrol导波雷达液位计传感器705-510A-110-WH
Magnetrol导波雷达液位计7MS-A118-1260-1M/705-510A-210
Magnetrol液位计705-510A-110/7MS-A118-350TK
Magnetrol导波雷达变送器705-510A-A10/7MD-A11N-130
Magnetrol开关组件089-7401-110
Magnetrol流量变送器TA2-A1BO-131
Magnetrol流量变送器TMR-A23A-018
Magnetrol流量变送器TA2-A1BO-131/TMR-A23A-018
Magnetrol流量变送器TA2-01B1-130
Magnetrol液位变送器E3B-KG3A-H1C
Magnetrol液位变送器E3A-PG3C-H11
Magnetrol液位变送器E3F-KQ4C-H1F
Magnetrol液位变送器705-510A-110
Magnetrol液位装置089-8301-002
Magnetrol雷达液位计R82-510A-011
Magnetrol雷达液位计RAA-A440-100
Magnetrol磁翻板液位计2M1-AC1A-ACAA-1111-1N1BA2B-320
Magnetrol液位开关T31-002N-BOB
MAGNETROL水流开关F50-1A2C-CKP
Magnetrol液位开关T35-O02N-BOB
Magnetrol液位开关962-50AO-010
Magnetrol液位开关B4O-5C20-FAM
Magnetrol液位开关B40-5C20-R1M
Magnetrol液位开关B40-1B6O-R1M
Magnetrol液位开关335-AA1A-G5P
Magnetrol液位开关 355-510A-10B
Magnetrol液位开关C29-1B20-CLA
Magnetrol液位开关T20-1B2A-BKP
Magnetrol液位开关T31-002N-BOB
Magnetrol液位开关T31-004A-A4P
Magnetrol液位开关T35-002N-B01
Magnetrol液位开关TD2-8D00-0G1
美国MAGNETRO变送器706
美国MAGNETROL开关
美国MAGNETROL开关A10系列
美国MAGNETROL流量计
美国MAGNETROL流量开关F10
美国MAGNETROL指示器
Magnetrol流量开关TD2-8D01-OCO/TMC-A240-015
Magnetrol雷达液位计705-510A-110/7MA-A11
0-180
Magnetrol开关组件CDD(89-7401-124)Magnetrol,585593-03-001
Magnetrol液位计XT35-O02N BOB #1
Magnetrol浮球液位开关B73-1B30-BAR SN:596842-06-001
Magnetrol液位开关961-50AO-010/9A1-A11A-008
Magnetrol电路板Z31-2844-001
Magnetrol液位开关B73-2B30 585847-02-002
Magnetrol水洗流量开关XTD1-2D0O-OCO/TMD-A110-008 sn.6190
Magnetrol.C29-1N40-BCC NO608867-01-001
Magnetrol液位开关089-7401-200/DPDT
Magnetrol开关组件FDD(89-7401-097)Magnetrol,585593-02-005
Magnetrol开关组件BDR(89-7401-097)Magnetrol,585593-08-008
Magnetrol开关组件FDM(89-7401-098)Magnetrol,585593-06-001
Magnetrol液位开关B72-1B2O-FAR NO:588897-16-001
Magnetrol液位计705-510A-110/7MA-A110-080
Magnetrol雷达液位计704-511A-140/7MR-A118-116
Magnetrol导波雷达液位变送器704-511A-140/7MR-A118-106
Magnetrol水位变送器NO.705-510-110
Magnetrol导波雷达液位计(含不锈钢测量筒)705-510A-110&7MF
Magnetrol.K35-2B30-BNB NO 598354-01-002
Magnetrol流量开关F50-1B2F-FNT
Magnetrol液位开关NO B40-5C20-R1M 2085PSI SN.618908-14-O(
Magnetrol雷达液位计705-510A-110 7MS-A118-125 XS31-4C2B-(
MAGNETROL液位开关
MAGNETROL开关TD2-8DOO-OG2/TMC-A110-005
智能雷达水位计基于时间测量的电磁波测距技术。传感器发射电磁波照射水面并接收其回波,由此获得水面至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。
智能雷达水位计,是工业测距雷达在水位测量领域的应用,实现了水位计向高精度(毫米级),大量程(35米),高,安装简便,免维护的技术跨越。
智能雷达水位计通过标准信号接口,与计算机、PLC等连接,也可以与相应的显示、记录、控制装置(如RTU)连接,构成水位监测系统。
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本文旨在通过实践来探讨电厂低压给水加热器上液位的测量,并解析了加热器结构及其采用各种不同液位测量仪表的历程和工况特点,论述了导波雷达液位计在低压给水加热器上的使用优势,藉此给电力行业热工人士提供一些有价值的参考。
给水加热器的结构与功能
给水加热器是一种利用汽轮机抽汽加热给水,以提高热效率的加热设备,是电厂回热系统的重要辅机之一。加热器的工作原理是利用汽轮机做过功的乏汽加热凝结水和给水,而不是直接将乏汽排入凝汽器,以充分利用乏汽的焓,降低冷源损失,同时减弱锅炉受热面的热应力。
加热器按汽水传热方式的不同,可分为表面式和混合式。目前,在火力发电厂中除了除氧器采用混合式加热外,其余高低压加热器均采用表面式加热。按照水侧的布置方式和流动方向的不同,表面式加热器又分为立式和卧式。
表面式给水加热器的特点,是加热工质(汽轮机的抽汽)与被加热工质(锅炉给水)相互不混合,通过管壁来传递热量。传热管内是给水,传热管外是蒸汽。蒸汽在加热器里放出热量并凝结成疏水,由疏水口排出。由于加热蒸汽通常都具有一定的过热度,为使给水温度达到所期望的值,同时加热面积尽可能的少,可设置一个过热蒸汽冷却段,以充分利用抽汽的过热度。蒸汽由汽相变为饱和水,同时放出汽化潜热的过程是在凝结段里完成的。凝结段是给水加热器的主要换热区段,管内给水大部分的焓升是由这一区段提供的。因此,具有凝结段的加热器是电厂用给水加热器的基本型式。
加热器中液位测量的重要性
加热蒸汽和被加热的水之间是通过金属表面来传递热量的。由于传热热阻的存在,给水不可能被加热到蒸汽压力下的饱和温度,不可避免地存在着一个端差。因此,给水端差(TTD = Terminal Temperature Difference)和疏水端差(DCA = Drain Cooler Approach temperature difference)是加热器的两个主要。给水端差和疏水端差的设置,直接影响到机组的率和运行的性。给水端差又称为上端差,是加压器蒸汽压力下的饱和温度与出口给水温度之差。疏水端差又称下端差,是离开加热器汽侧的疏水温度与进入水侧的给水温度之差。
图1 卧式表面式给水加热器结构实物
合理的给水端差的设置,能够有效提高热交换效率,是成本控制及盈利能力的重要组成部分。在实际运行中,给水端差增大的原因有:加热器的抽汽压力和抽汽量不稳定;加热器受热面结垢使传热恶化,增大了传热管内外温差;加热器内积聚了空气,不凝结的空气附在传热管表面形成空气层,妨碍了蒸汽的凝结放热,增大了传热热阻;凝结水或给水的部分或不经过加热器,而是从加热器旁路通过;凝结水位过高,淹没了一部分传热管,使传热面积减少。而给水端差过小,纵然可以提高热交换效率,但加热器长期处于过热状态,会大缩短使用寿命。由此可见,在日常操作中,维持合理的加热器凝结水位高度,从而找到热交换效率和设备寿命之间的平衡点,成为热工控制的首要任务。
加热器中液位测量的发展历程
给水加热器中存在高温、高压及大量蒸汽,恶劣条件使之成为测量的难点。给水加热器的水位检测历经了几个发展阶段,从初的磁翻板液位计、浮筒液位计、直到今天比较常用的差压变送器和导波雷达液位计。
磁翻板液位计又称就地水位计,是为传统的一种水位测量方式,至今仍然是加热器的标准配置。磁翻板液位计利用浮力原理,根据加热器的设计温度、压力及水的密度,制造出满足工况条件的浮子。浮子装在和加热器相连的筒体中,筒体中的水位和加热器中的水位等高,而筒体内浮子漂浮在水面上,即代表水位的高度。浮子内的永磁铁通过磁耦合作用引起筒体外的小磁板翻转,通过小磁板两面颜的不同,来就地读取加热器中的水位高度。磁翻板液位计是一种稳定的测量技术,但它存在两大缺陷。一是测量精度不高。因为加热器中的温度和压力的变化,凝结水的密度也发生变化,根据阿基米德浮力定律f浮=ρgV,当凝结水密度变化时,浮子浸没在水中的体积也发生变化,因此浮子淹没高度的变化会影响到测量精度。二是就地水位计在初的时候没有远传信号。
浮筒液位计是上世纪80年代至本世纪初常用的加热器水位测量方式。因为浮筒液位计集成有信号转换器,所以能够提供远传信号。但是浮筒液位计也是基于浮力的原理,因此同样面临着测量精度差的问题。此外,浮筒液位计多数采用扭力管式测量原理,表头笨重且需要周期性的标定,给使用和维护带来了诸多不便。
图2 导波雷达液位计工作原理
随着差压变送器技术的发展和产品性价比的提升,差压变送器配合平衡容器成为本世纪以来较为常用的加热器水位测量方式。但无论是采用双室平衡容器,还是采用单室平衡容器,对于测点位置的选取和安装都有较高的要求。因为,低加汽测可能工作在负压工况下,所以测量值波动大,影响到生产人员的正确操。此外,差压变送器的测量原理是:ΔP=ρgh,为达到地测量,需要对密度、温度及压力进行补偿。
导波雷达液位计采用的是时域反射原理(TDR原理,Time Domain Reflectometry)。导波雷达的工作原理,是由表头高频脉冲发生器产生电磁脉冲波信号,该信号沿着导波杆(探杆)向下传送,当遇到比此前传导介质(如空气或蒸汽)介电常数大的液体表面时产生反射信号,用超高速计时电路测量出脉冲波信号从发射到接收的传导时间。传导时间与电磁脉冲波速度乘积的一半,即代表被测介质表面到导波雷达液位计过程连接处的距离;通过给定的容器高度减去距离,计算得出液位的高度,从而达到对液位的测量。
导波雷达液位计的测量原理及优点
时域反射理论模型早在1939年就已建立,初用于电信业查找电缆断点。上世纪90年代中后期,部分液位计厂家致力于将TDR技术应用于工业仪表,称之为导波雷达液位计。导波雷达液位计问世后,随即成为物位测量的一大利器。导波雷达液位计的测量结果和被测介质的温度、压力、密度、粘度、电导率和介电常数无关,可以用于测量液体、浆料和固体,也可以测出物位或某些工况下的液体界面。因此,当导波雷达液位计满足设计温度、压力、量程、精度、材质及安装位置的要求时,是一种理想的物位测量仪表,几乎可以取代大多数物位计。当然,导波雷达液位计也同样面临着一些使用的限性,如其典型精度为±3mm、对温度和压力耐受的限、当介质粘度高时在探杆上形成挂料、固体介质容易磨损并拉断探杆,以及容器内的搅拌影响探杆的安装等。
做为一种探杆和被测介质相接触的接触式物位测量仪表,导波雷达液位计的选型重点集中于探杆形式。为此,各导波雷达液位计厂家研发生产出不同的探杆形式,以满足各种工况的要求。如笔者所使用过的美国Magnetrol品牌的导波雷达液位计,就有多达22种探杆形式可供选择。
图3 单杆探杆信号轨迹图、通州探杆信号轨迹图、同轴探杆实物图、通州探杆实物剖面图
那么,如何选用合适的探杆形式呢?首先,需要考虑探杆对温度和压力的耐受。其次,需要考虑电磁脉冲信号在探杆上传播的轨迹。
单式探杆(单杆、单缆)上信号轨迹呈逐步发散的状态。在信号的轨迹范围内,可能会产生干扰信号影响到液位的测量。典型的干扰信号有安装管嘴,以及容器内的焊缝、焊渣和结构件等。同轴探杆的信号则集中在同轴探杆内。同轴探杆的结构是中间有一根实心金属杆(通常直径为8mm),电磁脉冲信号在金属杆上传播;其外侧是一根金属套管(通常直径为22mm),金属套管作为金属杆的屏蔽层,起到屏蔽外部的干扰信号及集中信号的作用,以提高信号的灵敏度,便于测量介电常数较低的介质。因此,采用同轴探杆可以不用考虑安装位置及容器内结构对测量带来的影响,是理想的一种探杆形式。同轴探杆的限在于,其量程受限,通常为6m左右,以及高粘度介质所形成的“搭桥”现象。
那么是不是说使用导波雷达液位计测量低压加热器液位,只需考虑到以上两点就了呢?实际上,还需要结合电厂低压加热器实际工况中存在大量蒸汽的特点。一是要考虑蒸汽的侵蚀作用对于探杆和表头之间密封部分的材质选择和制作工艺的考验。见图3红圆圈部分。依据笔者经验,选择应用业绩多、历经实践考验的品牌是产品的有效保障。二是需要考虑蒸汽工况下,电磁脉冲信号的传播在蒸汽中被衰减的情况。通常,导波雷达的测量原理可用以下公式来表示:
L=D – C0.t/2
L=液位高度
D=容器高度
C0=真空中的光速
t=发射信号和反射信号的时间间隔
在蒸气工况中,实际的液位以 L真来表示,实际的信号传播速度用C真来表示;仪表测量出的液位以L测来表示,那么:
L真=D – C真.t/2
L测=D – C0.t/2
因为C真L测。依据导波雷达液位测量值来控制凝结水的高度,所造成的实际影响是凝结水位过高,致使低压加热器内部分传热管被淹没在凝结水下,热交换效率下降,给水端差增大。
图4 7×S蒸汽探杆结构剖面图
通过实际的观察数据和相关的文献资料信息,在低压加热器的工况条件下,C真和C0之间的差异在2%~5%之间。因为C真受到蒸汽温度、压力的影响而不断变化,所以仅从改变仪表系数的方面来进行C真的修正,还是不能很好满足对测量准确度的要求。
对于C真进行实时的补偿,是导波雷达在蒸汽工况下能完成准确测量的先决条件。笔者所使用的Mangetrol导波雷达液位计采用了专利的蒸汽探杆,用于实时的C真补偿,其补偿的工作原理如下:
在蒸气探杆中,距离表头下方125mm处安装有一个蒸汽目标(Steam Target),表头每秒会发送一个询问信号,该询问信号到蒸汽目标后被发射回表头的时间t问询被测量。此时,电磁脉冲信号在当前工况下的速度C真可以用以下公式准确计算出来:
C真=d/t问询,其中,d=125mm
获得C真后,导波雷达将以此值来进行真实液位值的计算,从而达到实时补偿的目的。
小结
综上所述,Magnetrol专利的蒸汽探杆,集成了同轴式、良好的蒸汽隔密封及实时蒸汽补偿的优势。同时,Magnetrol致力于同轴探杆的大规模推广,具有同轴探杆生产的规模优势,给电力行业用户带来了高性价比的产品。此外,Magnetrol专利的AURORA系列液位计,将磁翻板和导波雷达液位计集成为一体,提供了重要应用场合的现场和远传测量,减少了过程接口数量,避免了潜在泄露点,提高了使用维护的便利性。
导波雷达液位计主要由雷达变送器、过程密封件和导波杆三部分组成。表头内部安装雷达变送器,采用一次压铸成型的双室结构,带LCD显示,大多数情况下可以向任意方向旋转,便于现场观察。根据不同的环境条件选择相应表头材质,常规条件下可以选择聚氨酯涂层,沿海地区可以考虑316ss等耐腐蚀性不锈钢。导波杆共分为两 类五种,即硬杆类,包括同轴、单杆和双杆三种;软缆类,包括单缆和双缆两种。
导波雷达液位计配备不同的探头,以满足各种应用要求。硬杆类导波雷达液位计测量范围较小,制造商推荐可选范围一般在0~6m,而软缆类导波雷达液位计测量范围较大,制造商推荐可选范围通常在0~50m内,甚至可以达到80m,所以导波杆长度可根据测量要求,自由定制选择。
硬杆类中的单杆式探头能量传输效率较低,外界干扰敏感,是受物体接近程度影响较大的探头,应避免靠近干扰物安装,如设备内壁或容器内构件等。适合测量小量程的液体和粉末状或小颗粒固体料位。
同轴式探头能量集中在小口径的金属管内,能量传输效率高,不受液面湍动的影响,抗干扰能力强,安装空间要求低,可以近容器内金属构件安装或者与其他物位仪表装在同一旁通管内,且不会相互影响。其结构特点决定了其更适用于低黏度的清洁介质,介电常数液体或界位测量,而在挂料和结晶的应用场合容易产生测量误差,因此不适用高黏度的、易挂料、易结垢的场合的物位测量,如重油型加工处理装置中的原料罐、地下污油罐等。
软缆类中的单缆式探头底部配有重锤,主要用于测量大量程的液体和固体料位。硬杆类型中的双杆、软缆类型中的双缆与单杆、单缆相比,增加为平行双探头,导波雷达液位计能量集中在两个探头之间,测量能力,抗干扰、抗黏附能力高于单探头,灵敏度低于同轴探头。