PULS 69 PS69.AXCSABHXAMXXX雷达液位计便宜的
摘 要: 液位测量是核电站自动控制系统中的重要组成部分。导波雷达液位计基于电磁波时域反射( TDR) 原理,具有受环境影响小、测量精度高等特点。导波雷达液位计作为一种新型的液位测量手段,已经在核电领域有了广泛的应用,但是在其应用过程中也遇到了一定的问题。针对福清核电汽水分离再热系统疏水箱液位计频繁出现的支撑件破碎、密封失效以及蒸汽补偿漂移等问题,进行了原因分析并给出了解决措施。通过对导波雷达液位计的改造,使得导波雷达液位计在核电高温蒸汽系统中得到了应用,提高了汽水分离再热疏水液位测量的性,保障了机组运行。该研究对推动导波雷达液位计在蒸汽系统中应用提供有力支持,对导波雷达这种新型液位计未来在更多测量环境中的应用起到了积作用。wfP压力变送器_差压变送器_液位变送器_温度变送器
引言
导波雷达液位计作为一种新兴的液位测量仪表,克服了传统仪表的不足,在核电厂的应用逐渐增多。但导波雷达液位计在高温高压蒸汽系统使用时,还存在一些不足,导致系统液位测量失真[1]。汽水分离再热系统是核电厂汽轮机的重要辅助系统,主要应用于汽轮机运行期间,通过控制进入二级再
热管束的蒸汽量,对高压缸排气进行和再热,使进入低压缸的蒸汽有一定的过热度。其应用改善了汽轮机低压缸的工作条件,提高了汽轮机的相对内效率,减少了湿蒸汽对汽轮机零部件的刷蚀。在福清 1 ~ 4 号机组调试及运行期间,汽水分离再热系统二级疏水箱液位计多次出现故障,如液位计探杆泄漏、测量失效等。针对二级疏水箱液位计问题,采用新型测量方案,对汽水分析再热系统二级疏水液位测量作优化改进。
1 导波雷达物位计测量原理及特点
( 1) 导波雷达液位计的工作原理。
导波雷达液位计基于电磁波时域反射原理[2],由电磁波发生器发射一个电磁脉冲信号发射到导波体上,以导波体作为信号的传输载体。当遇到被测介质表面时,部分信号被反射形成回波并沿相同路径返回脉冲发射装置。发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比,测量发射与反射脉冲[3]。导波雷达液位计测量原理如图 1 所示。
导波雷达液位计测量原理图
( 2) 导波雷达液位计的测量特点。
①电磁波信号沿导波杆传输可消除假回波信号,减少信号丢失。
②整个测量装置无活动部件,无机械磨损。
③安装调试方便。
④不受介质 密度变 化 的 影 响 ( 但 是 需 要 单 一 介质) 。
⑤使用与高温、高压的物位测量。
2 现有设计缺陷导致测量不稳定的原因分析
核电厂二回路液位控制是核电厂重要的控制系统之一,其测量环境需考虑真空、高温、泡沫等多方面因素。传统液位仪表因其固有原理,无法通过自身技术的改进来消除误差。故本文采用了导波雷达液位计[4]。但在机组运行过程中,汽水分离再热系统原有导波雷达液位计导波杆的支撑件会破碎,支撑件碎片会进入到二回路系统中,形成异物,危及机组[5]。同时,导波杆内支撑件破碎后,因振动、冲击等因素会导致导波杆触碰到水位测量筒,使液位测量产生跳变,存在汽水分离再热系统二级隔离风险。受制于现场使用条件,汽水分离再热器二级疏水箱内充满饱和蒸汽。蒸汽是性气体,即蒸汽的介电常数会根据环境的压力、温度而改变。介电常数的变化会影响电磁波的传播速度。波速度公式为&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
由式( 1) 可见,当介质的介电常数变化,则波速度会随之变化。由于电磁波在不同介质中的传输速度不同,比如在空气中的传输速度比在蒸汽中传输速度大,因此 汽 水 分 离 再 热 系 统 ( gas-liquid seperate system,GSS) 二级疏水箱液位计选用的都是蒸汽型导波雷达液位计[7]。
经统计,在功率运行期间,汽水分离再热系统二级液位计共计出现缺陷 91 项。其中,导波雷达液位计漏汽缺陷共计 38 项,二级疏水箱液位计偏差大共计 46项,因仪表故障导致通道测量不可用共计 7 项。
根据现场液位计缺陷情况来看,目前汽水分离再热系统二级液位计主要存在以下故障。
①液位计探杆支撑杆破碎。经分析,原汽水分离再热系统二级液位计所用的高温型导波雷达液位计,其探杆支撑件采用聚醚醚酮( PEEK) [8]高分子合成材料。在运行过程中,该支撑件会逐渐脆化,在系统冲击工况下破裂。处理方式: 在测量系统改进前,机组只能通过每次大修期间,对探杆进行定期更换。
②液位计探杆密封失效。液位计探杆内部密封件采用 PEEK 材料进行隔热,靠近连接部位采用 2 个 O型圈进行密封。O 型圈耐温范围为 150 ℃ 。因汽水分离再热系统二级疏水箱内部温度达 280 ℃ ,探杆隔热材料失效,进而使 O 型圈失效,探杆密封泄漏,测量闪发质量位。处理方式: 目前出现探杆密封失效后,无法进行更换。
③液位计冷热态工况,液位测量出现偏差。液位计大修冷态调试时,3 支液位计偏差小于 20 mm。但汽轮机冲转并网后,因系统温度上升,3 支液位计偏差会达到 100 mm。在机组运行时间长后,液位计偏差也会逐渐增加,导致偏差超过 100 mm。处理方式: 目前只能在热态后,对偏差大液位计进行修正。机组功率运行后,每周定期巡检方式,检查液位计偏差,并及时进行修正。
3 改进方案
3. 1 导波雷达液位计支撑件改进
原汽水分离再热系统二级导波雷达液位计采用PEEK 支撑件,同时也作为探杆隔热材料。PEEK 是芳香族结晶型热塑性高分子材料。PEEK 玻璃化转变温度为 143 ℃ ,其熔点为 334 ℃ 。这种材料耐抗有机和水环境,具有优良的化学性、热稳定性和抗氧化性。目前,应用汽水分离再热系统二级疏水箱实际运行温度为 280 ℃ ,仪表的设计温度为350 ℃ ,而 PEEK 物理特性耐温只有 250 ℃ ,因此运行时间过长会产生变形或碎裂。
为应对导波雷达液位计支撑件破碎及密封失效情况,此次支撑件设计采用 99. 7% 纯度的 Al2 O3 陶瓷材料[8]。该材料具有硬度大、耐磨性能好、质量轻等特点。其熔点在 2 000 ℃ 以上,具有良好的导热性、缘性以及透光性,介电常数为 9. 0 左右,适用于高温蒸汽型导波雷达液位计测量原理。Al2 O3 陶瓷的物理和力学特性如表 1 所示。
改进后探杆内部结构精密。蒸汽部分主元件采用氧化铝陶瓷,不会因为温度增高而变形、渗漏。密封元件采用耐高温的石墨密封 Graphite,是目前仪表产品在高温蒸汽方面的理想材料。其物理性能远远优于以前使用的 PF128、PEEK、铝矾土等材质,十分稳定。该结构整体密封结合紧密,可杜蒸汽进入。
3. 2 导波雷达液位计高温补偿改进
原汽水分离再热系统二级导波雷达液位计采用点补偿方式,补偿点到电磁波发射口距离为 125 mm。如果测量点以上或者测量点位置有凝露或者误差,会放大传导到下方实际液位测量。为了地说明上述结论,定义系数 K。
一、消防水泵的出水管设置要求
1、 水泵出水管的流速,关系到二次输送能耗的重要参数,参考GB50015 第3.6.9条的规定:当DN15-20时,流速小于等于1.0米/秒;当DN25-40时,流速小于等于1.2米/秒;当DN50-70时,流速小于等于1.5米/秒;当大于等于DN80时,流速小于等于1.8米/秒;
2、GB50974 第5.1.13-8条规定,当消防水泵出水管的管径小于DN250时,其流速宜为1.5m/s~2.0m/s,当管径大于DN250时,宜为2.0m/s~2.5m/s;
流速测量仪器
3、出水管上的阀门与附件设置,通常有同心大小头、压力表、可曲挠橡胶接头、止回阀、闸阀(控制阀门);
4、GB50974 第5.5.11条规定,消防水泵出水管应进行停泵水锤计算;应采取消除停泵水锤的技术措施;
5、根据《水泵及水泵站》,水泵出水管中的闸阀,因为承受高压,所以启闭都比较困难,当直径大于等于400mm时,大都采用电动或水力闸阀;
6、根据《水泵及水泵站》,当管径小于250mm时,流速1.5m/s~2.0m/s;当管径大于等于250mm时,流速2.0m/s~2.5m/s;
7、关于水锤,在压力管道中,由于流速的剧烈变化而引起一系列急剧的压力交替升降的水利冲击现象。究其原因,当属流体的惯性,只不过流体的惯性更为复杂。
8、关于停泵水锤的防护措施:设水锤消除器、设空气缸、采用缓闭阀、取消止回阀、其他措施。
9、消防泵出口可采用多功能水泵控制阀(CECS132:2002)。附件连接:水泵—同心大小头—压力表—多功能水泵控制阀—可曲挠橡胶接头—检修用阀门。
10、停泵水锤防护措施有多种,不一定非要采用带胶囊的水锤消除器;在流量不是很大、扬程不是很高时,未必一定要设水锤消除器,设微阻缓闭止回阀等具有缓闭功能的止回阀一样可以。
11、GB50974 第8.3.3条规定,消防水泵出水管上的止回阀宜采用水锤消除止回阀,当消防水泵供水高度超过24m时,应采用水锤消除器。当消防水泵出水管上设有囊式气压水罐时,可不设水锤消除设施。
二、消防水泵吸水和出水管上的压力表设置要求:
1、选压力表时,应注明名称、型号、精度等级和测量上限值等。
2、压力在+40Kpa以上时,一般选用弹簧管压力表或波纹管压力计。
3、一般测量用压力表,应选用1.6级或2.5级。
4、在管道和设备上安装的压力表,表盘直径为中l00mm或中150mm;安装在照度较低、位置较高或示值不易观测场合的压力表,表盘直径为中150mm或中200mm。
5、 测量稳定的压力时,正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的1/3~2/3;测量脉动压力(如:泵、压缩机和风机等出口处压力)时,正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的1/3~1/2。
6、GB50974要求压力表量程应不小于设计工作压力的2倍。
三、消防水泵吸水管上的真空压力表的设置要求:
真空压力表的压力在-0.1Mpa~0Mpa时,宜选用弹簧管真空压力表。
四、消防水池水位监测装置设置要求:
GB50974 第4.3.9条的要求,消防水池应设置就地水位显示装置,并应在消防控制中心或值班室等地点设置显示消防水池水位的装置,同时有高和水位报警的装置。液位计分类:液位计种类繁多,如磁翻柱液位计、浮球液位计(液位开关,机电人脉公众号)、玻璃板式液位计、玻璃管式液位计、超声波液位计、导波雷达液位计、投入式液位变送器等等。
1、对消防水池而言,如采用磁翻板液位计等,需要在消防水池侧壁做好留洞工作(小规格防水套管为DN50,然后通过管道变径连接液位计)。
2、如采用投入式液位变送器,投入式液位变送器由不锈钢探头、导气电缆和电气盒组成,电源为13—36VDC(直流电源)。可结合消防水池侧壁检修孔,将不锈钢探头和导气电缆投入水池内。(不锈钢探头贴水池底板安装)
五、流量计量装置设置要求:
流量计常用的有电磁流量计(管段式和插入式)、超声流量计、涡街流量计、转子流量计等。
以电磁流量计为例,安装于选用注意事项如下(理论上,只要被测流体具备一定的导电性(导电率大于5 μ S/cm),就可以选用电磁流量计):
1、公称压力常用有0.6,1,1.6,4MPa等。
2、供电电源:单相交流电 85-265 V, 45-63Hz,功率小于20W;直流供电11-40VD.C。
3、应安装在水平管道较低处和垂直向上处,避免安装在管道的高点和垂直向下处。
4、测量管道内充满液体。
5、流量计前方少要有5D(D为流量计内径)长度的直管段,后方少要有3 D(D为流量计内径)长度的直管段。
6、测量一般的介质时,电磁流量计的满度流量可以在测量介质流速0 . 5~12m/s 范围内选用,范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一定与工艺管道相同,应视测量流量范围是否在流速范围内确定,即当管道流速偏低,不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准确度不能时,需要缩小仪表口径,从而提高管内流速,得到满意测量结果。
测量导电性良好的液体,通常大流速不超过5m/s,经济流速范围在1.5m/s~3m/s。测量低电导率的流体,则尽可能选择低流速,原因是流速提高流动噪声会增加,从而导致流量信号输出晃动现象。
7、一般传感器供货时已经设计了接地电,但是当外界电磁场干扰较大时,电磁流量计应另行设置接地装置,接地线采用截面积大于4 mm 2 的多股铜线,接地线埋入潮湿地下1m,接地电阻小于10 Ω,不能和电机或其他设备共用地线。
PULS 69 PS69.AXCSABHXAMXXX雷达液位计便宜的
罗斯蒙特导波雷达液位计 5300液位变送器适用于具有挑战性的液体、浆体和固体测量。该ROSEMOUNT物位计具有安装简便、无需标定等多种优势,且不受过程条件的影响。探头类型:硬单线、分段单线、软单线、硬双线、软双线、同轴型、带PTFE 涂层的探头、蒸汽探头。Ultra-thin layer detection through Pe-in-Petechnology. 罗斯蒙特物位计探头末端探测功能可提高液位测量的性。根据 IEC,适合要求 SIL/SIL2等级的应用。其中包括高压饱和蒸汽在电力和工业蒸汽系统中的应用,如锅炉汽包、蒸汽分离器、除氧器和高压给水加热器等。
若使用基于 HART的控制系统或资产管理系统,在安装罗斯蒙特液位变送器之前,请确认该系统的 HART 功能。安装之前,请先校验标签上的导波杆长度(L)。如需调整ROSEMOUNT导波雷达物位计导波杆长度,请参阅样册上的“调整导波杆长度”。管理低反射率、端温度和压力、重产品涂层和饱和蒸汽。蒸馏塔、给水罐和液化气的替代品。通常情况下,操作员并不能清楚得看到过程材料的堆积和表面状态的变化。测量设备可能具有监测表面状态的诊断功能,但接收信息却是另一大难题。如果采用模拟系统,则只能实现液位测量,限制了有价值的诊断信息的使用。
本公司主要代理经销欧洲、美国等厂家的工控机电设备、传感器、液位计、分析仪、流量计、变送器、编码器、泵阀、PLC、温度计等各种工控自动化产品和仪器仪表。经过长期的发展,公司汇集了国内价格及库存优势,具备全面业务进出口报关等,货期稳定、价格具有竞争力。
罗斯蒙特温度变送器644HAE5J5M5
ROSEMOUNT差压变送器3051CD3A22A1AS2B4E8M5HR5
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罗斯蒙特导波雷达液位计3301HA14
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ROSEMOUNT温度变送器644H5J6M5
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ROSEMOUNT液位计5900SPSF4
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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。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。
罗斯蒙特导波雷达液位计上位机界面简洁、直观,其主要的控制界面是在一个选项卡控件中添加三个模块,每个模块由相应的控件组成操作界面。在界面内还增加了通信串口设置、系统界面文本信息和时间显示等模块,通过窗体的属性对各个控件增添了彩和图片,并对文本信息进行了修饰。上位机系统程序启动后,计算机上显示出可视化界面,但上位机和下位机的通信链路尚未建立,无法发送控制命令。通过对端口参数的选择和设置,点击连接端口按键即可完成通信连接。主体控制部分显示出监控界面,在监控界面内可以实现液面高度显示和波形图,还可以显示测量环境的实时温度等。存储和参数设置模块与产品信息模块,可以通过按键点击对应的选项卡名称,即可转换到该界面中。
导波雷达液位计单缆或单杆产品概述
导波雷达物位计是一种微波物位计,它是微波(雷达)定位技术的一种运用。它是通过一个可以发射能量波(一般为脉冲信号)的装置发射能量波,能量波在波导管中传输,能量波遇到障碍物反射,反射的能量波由波导管传输至接收装置,再由接收装置接收反射信号。根据测量能量波运动过程的时间差来确定物位变化情况。由电子装置对微波信号进行处理,转化成与物位相关的电信号。
导波雷达液位计单缆或单杆适用范围及特点:
导波雷达物位计用于对液体、浆料及颗粒料等介电常数比较小的介质的进行接触连续测量,适用于温度、压力变化大、有惰性气体或蒸汽存在的场合。
1、通用性强:可测量液位及料位,可满足不同温度、压力、介质的测量要求,高测量温度可达800℃,大压力可达5MPa,并可应用于腐蚀、冲击等恶劣场合。
2、防挂料:电路设计和传感器结构,使其测量可以不受传感器挂料影响,无需定期清洁,避免误测量。
3、免维护:测量过程无可动部件,不存在机械部件损坏问题,无须维护。
4、抗干扰:接触式测量,抗干扰能力强,可克服蒸汽、泡沫及搅拌对测量的影响。
5、准确:测量量多样化,使测量更加准确,测量不受环境变化影响,稳定性高,使用寿命长。
导波雷达物位计主要技术参数:
正常工作条件:
环境温度:-20~50℃;
相对湿度:5%~100%(包括直接湿);
环境压力:86kPa~108 kPa;
测量范围: 0~6米,缆式大可达35米;
过程连接: 螺纹 或者法兰;
过程温度: -40 -250℃;
过程压力: 0.1~6Mpa;
工作频率: 1.8GHz;
响应速度: ≥0.2s(根据具体情况而定)
重 复 性: ± 3mm ;
分 辨 率: 1mm ;
电流信号: 4~20mA/HART;
精度: ‹0.1% ;
通讯接口: HART 通讯协议 ;
电源: 24V DC(+/-10%) /波纹电压:1Vpp;
耗 电 量: max22.5mA ;
防爆认: Exia II CT6 ;
外壳保护等级: IP68;
两线制接线: 供电和信号输出公用一根两芯线;
电缆入口: 两个M20ⅹ1.5(电缆直径5 … 9mm)。
三、导波雷达物位计型号及说明:
特殊工况定制解决方案
高温熔体(>400℃)测量采用水冷法兰(流量2m³/h),波导延伸管耐温800℃。强粘附性介质使用自清洁天线,维护周期延长至6个月。卫生型设计符合3A标准,Tri-Clamp接口表面粗糙度Ra<0.8μm。最新蓝宝石透波窗口可测ε<1.4介质。
RF2000系列导波雷达物位变送器是我公司与美国FOX仪表有限公司合作设计、制造的具有自主知识产权的导波雷达物位计,该产品经多年两地雷达液位专家的联合研究和开发。电 源:24VDC (12~30V)
输出信号:4~20mADC带HART通讯协议
负载电阻:≤650Ω
环境温度:-40~65℃
相对湿度:0~99%
大粘度:8000CP介电常数:εr≥1.4
重 复 性:≤2mm
诊断报警:低报3.6mA 高报:22mA
电气接口:标准1/2”NPT内螺纹
防护等级:IP67
阻尼时间: 0~30s可调
用户界面:3按键+LCD液晶显示
介质温度:常温≤120℃ 中温≤200℃ 高温≤520℃
公称压力:普通≤2.5MPa 中压≤10.0MPa 高压≤32.0MPa测量范围:同轴、杆式≤6.1m 缆式≤21m
精 度:同轴、杆式≤±0.1%FS 缆式≤±0.3%F
防爆等级:本安型:ExiaIICT1~T6 隔爆型:ExdIICT1~T6
导波雷达液位计中的导波杆有什么作用?导波雷达液位计的工作原理是沿导波杆向下引导微波脉冲到达测量的介质后,部分信号会被反射回来,然后通过测量信号发射到接收的时间差获得测量介质的液位高度。
一般导波雷达液位计主要适用于小量程储罐、几何形状以及内部有障碍物的复杂储罐的测量。主要用于测量带有蒸汽、起泡、冷凝水的工况。上文提到导波杆,就有客户很好奇导波杆在导波雷达液位计中,它有什么作用呢?本文接下来就主要对这一问题进行讲解。
导波雷达液位计的杆限长度为6m,可以直接安装,并且底部通常不需要固定。但是杆子大于3m以后,运输、安装、维护都会很不方便,因此在实际生活中,一般3m以下才会选用杆式导波雷达液位计。导波雷达液位计的杆主要是用来导波跟放大信号使用,使得波形更清晰,如此有利于准确测量,提高测量精度。
导波雷达液位计主要特点
1、通用性强:该液位计能够测量液位及料位,同时满足不同温度、压力、介质的测量要求,限的测量温度甚至能达800℃,而限压力甚至能达5MPa。并且该液位计还可应用在腐蚀、冲击等比较恶劣的场合。
2、防挂料:设计的电路设计跟传感器结构,让其测量能够不受传感器挂料影响,也不需要定期清洁,避免错误测量。
3、无需维护:由于该液位计在测量过程中没有可动部件,因此不会有机械部件损坏问题,也就不需要维护。4、抗干扰:该液位计是接触式测量,抗*力很强,能够克服蒸汽、泡沫及搅拌对正常测量的影响。5、准确:该液位计测量多样化,让测量变得更加准确,且测量不受环境变化的影响,工作稳定性较高,同时使用寿命较长。
以上就是关于导波雷达液位计中的导波杆有什么作用?这一问题的讲解,如果有其它见解或者不明白的地方都可以在评论区留言讨论哦!