带搅拌反应釜液位测量的干扰分析与解决方案客户案例
发布时间:2024/11/28 11:43:00产品介绍: 我司的新版120Ghz调频连续波雷达液位计。型号为:SAIPU-RD1200-02。该款雷达液位计的优势特点: 1、屏幕显示采用新的OLED显示技术。屏幕显示高清高亮。突破传统数据显示方式。黑暗环境下,仪表显示数据清晰可见。为现场仪表工程师巡检提供方便安全保证。对于仪表数据实时监控读取。 图1.设备信息画面 2、非接触式测量液位,安装简单方便。无需其他安装附件实现真正非接触测量,使安装维护大幅简单方便。 图2 设备测量显示画面 3、先进的电磁波数据分析算法技术,可实现储罐液位的测量和监控。仪表显示精度1mm.,测量精度可以达到+-3mm。仪表读取时间为6s。响应速度快。实时动态监控储罐液位值变化。 4、120Ghz调频连续波雷达液位计采用的频率为122GZH。波束角度小。正常小于3度。性能大大优于26Ghz脉冲雷达。实现目标距离的测量。无 图3.回波曲线画面 5、仪表工作电流低。140MA.。仪表可以实现参数设置工作静默状态。大大降低表的功耗。 6.信号输出为4-20Ma.也可以实现数字信号输出 RS485 MODBUS. 7.我司新版120Ghz雷达液位计SAIPU-RD1200-02采用触摸屏方式调试。突破常规按键操作局限。人机界面更丰富。 图4 测量信号反馈 8..SAIPU-RD1200-02款雷达液位计设备采用全彩LCD320 240触摸显示屏幕。可以左右滑动进行参数配置查询。 9.SAIPU-RD1200-02款主页面显示。空高,电流值,温度和电压显示检测。测量结果输出料高和空高可以实现切换输出。 图5.现场安装图 10.回波频谱分析。目标和峰值的位置及强弱显示。CFAR阈值显示控制。回波频谱显示控制。距离段和测量范围指示。 11.具备回波学习功能(底噪生成)。测量区间的起始值和终点站我们可以修改。底噪曲线显示控制,清除起点到终点区间的底噪数据。 12.应用类型里面的所测介质的介电常数可以进行选择。影响采样积累帧数,噪声边界点和门限因子N.F 。应用空间特点,可以区分储罐类型,进行测量储罐类型选择。该参数主要影响保护单元数,参考单元数,前后峰比值。 13.目标发现参数检测。噪声边界点数,保护单元数,是参考单元数,门限因子,前后峰比值。 14.稳定性处理界面,可以实现波动范围平均数据个数设定。保证外环境对波的影响尽可能小。实现测量的数据稳定性高。 15.可以实现测量距离段屏蔽功能。我们可以修改起始段和终止段距离。屏蔽影响测量数据结果的距离段。保证在复杂工况条件下对目标物的测量 图6.精蒸反应釜雷达现场安装图 现场工况条件 客户现场实际情况是车间有3台精蒸反应釜,工艺介质来之粗蒸反应釜。该反应釜筒体部分高度为3000mm、封头高度为785mm。内部结构有三层搅拌叶片。工艺操作复杂。通过负压抽取粗蒸反应釜的介质。目的就是蒸发介质中的苯。苯的介电常数较小。反应釜周围有封闭的过热油系统。在精蒸釜蒸发过程中。搅拌会开启。处于不断搅拌状态。通过加热系统给蒸发反应釜加热,温度到200℃。其目的提高蒸发效率。该设备进液过程通过负压抽取形式。伴随有冲氮气动作。雷达液位计安装位置根据设备图纸确定安装远离进出液口。远离氮气口。以减小外环境对其测量干扰。升液过程中,雷达液位计要对其液位变化进行实时监控,信号反馈至中央控制室。方便操作人员对其监控。从而更好的操作工艺流程。从而提高生产效率。 图7.精蒸反应釜设备总图 图8.精蒸反应釜设备图 雷达液位计分析 雷 达 液 位 计 一 般 适 用 于 易 燃、 易 爆、 强 腐 蚀 性 等 物料的液位,尤其是用在大型立罐、卧罐、球罐,和各种反应釜设备的测量上。物 料 的 操 作 压 力 可 以 从 负 压 到 小 于 等 于 4.0MPa, 温 度 从 -200℃~ +230℃都能正常工作 。可以配置不同的输出 信号,如 4mA ~ 20mA 标准信号,也可配置 485 通讯接口, 实现不同的参数测量要求,还可以采用不同的安装方式来 满足球罐、立罐、内浮顶气柜和外浮顶气柜的测量要求。 图9.蒸发反应釜DCS趋势画面 雷达液位计由一次仪表和二次仪表组成。雷达液位计 的一次仪表通常是法兰连接的,在罐顶部安装,由安装法 兰、电子部件、天线、波导连接器等组成。而电子部件由 混频电路、振荡器、差频放大器、调制器、A/D 转换器等 组成。二次仪表基本上是盘装型的,由 A/D 转换、集成电 路、显示屏及电源组成。一次仪表和二次仪表之间用一根 多芯屏蔽专用电缆连接,其作用是向一次仪表供电,并将 A/D 转换信号送至二次仪表。雷达液位计是由一次仪表的振荡器产生高频振荡电磁 波,经过调制电压调制后以等幅振荡的形式,通过耦合器 等元件由天线向被测物料液面发射,高频波经过液面反射 回来后再次被天线接收,返回的波通过一些电气元件进入 混频器,混频器接收到发送的波和返回的波信号后产生差 频信号。这个差频信号经差频放大器放大后,经 A/D 转换 后送到计算装置进行频谱分析,即通过频差和时差计算出 液位高度,并通过显示单元显示。 图10.精蒸反应釜DCS画面反馈 在本装置精蒸反应釜所使用的雷达液位计品牌为赛谱自仪 (SAIPU AUTOMATIC)SAIPU-RD1200系列雷达液位计,是法兰连接的非接触式线性调频雷达液位 计。它通过从储罐顶部天线发射的雷达信号对储罐内产品 的液位进行测量,变送器向产品表面发送频率连续变化的 微波信号,在雷达信号被产品表面反射后,回波被天线接 收。由于信号频率不断变化,与此时发射的信号相比,回 波的频率稍微有所不同,从而产生与产品表面距离成比例 的低频信号。变送器使用快速傅立叶变换(FFT)技术从 而得到储罐内所有回波的频谱,从该频谱可求出表面液位, 从而实现对储罐液位的快速、可靠和精确测量。 图11.精蒸反应釜DCS曲线画面 反应釜分析 反应釜是有着物理或化学反应的容器,根据不同的工 艺条件其结构的设计与参数也不一样,即反应釜的结构也 就不一样,是一种非标准的容器设备。反应釜可以实现工 艺要求的混配、加热、冷却及蒸发等反应功能。一般分为 压力容器和常压容器,根据反应过程中的压力要求选择不 同的来适应工艺要求,气生产必须严格按照相应的标准加 工、检测并试运行 。 反应釜是综合反应容器,根据反应条件的不同对反应 釜结构功能及配置附件进行设计。从开始的进料 - 反应 - 出料都要有自动化的检测来观察反应釜的反应过程,对反 应过程的温度、压力、液位等重要参数进行严格的调控。其结构一般由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴 封装置、支承等组成。搅拌装置在高径比较大时,可用多 层搅拌桨叶,也可根据用户的要求任意选配。根据反应釜 需求壁外可以设置夹套,或在反应釜内设置换热管,还可 以通过外循环进行换热,转速高的可使用齿轮减速机。开 孔数量、规格或其它要求可根据用户要求设计、制作。本装置精蒸反应釜反应需要在一定的温度 下进行,所以带过热油夹套并要不断进行搅拌。搅拌为两层 搅拌叶轮,用电机拖动。 历史数据曲线分析 雷达液位计的常见故障有误差、失真、波动、失波 4 种情况 。 1)误差 :故障现象为被测物料的液位变化的真实值和 雷达液位计测量出测量值的变化趋势一致,但是两者数值 表 雷达液位计主要技术参数 不一致。这种故障经常是由于参数设置错误引起的,比如 空罐高度、实际罐高等,所以在投用仪表前必须按照实际 高度填写参数。另外,还需确认仪表量程与 DCS 系统组态 数据是否一致 图12.出料过程中DCS历史画面 2)失真 :故障现象为被测物料的液位变化,但是雷达 液位计测量出测量值一直不变。这种故障经常是因为天线 附近有污垢产生了干扰回波或者空罐时罐内有结构件引起 强烈回波。对上述情况应仔细清理天线和天线附近的附着 物,或者是激活并合理地设置“窗口抵制”距离,进行“固 定组件回波抑制”。 3)波动 :反应釜由于搅拌物料的表面起伏跌宕,或者 进料物料对液面临时性干扰回波增强,使雷达液位计测量 出测量值波动。这种故障除了修改应用参数激活现场抑制, 增大输出阻尼外,还应该考虑雷达液位计的安装位置 图13.进料过程DCS画面 4)失波 :故障现象为雷达液位计没有波形或者死机。这种故障经常是因为低介电常数物料反射能力弱而导致。对 这种情况,应根据容器内工艺特性设定最优的应用参数。根据 DCS系统画面雷达液位计历史趋势,可以判断该 液位波动是由某种干扰引起的。对于雷达液位计的信号来 说,产生干扰的原因有很多,干扰源也是多种多样,主要 有外部干扰、内部干扰、直流干扰、交流干扰 。 a)外部干扰 :外部干扰主要有天体、天电干扰、机械 干扰、湿度干扰、化学干扰、热干扰、光干扰。 b)内部干扰 :干扰不仅仅来自于外部,也来自于雷达 液位计内部,例如其中的导线,电源变压器电子元件之间 的电感、电容等所产生的干扰,此外内部元件还会产生噪声干扰。 图14.充氮气过程DCS画面 c)直流干扰 :在雷达物位计测量回路中,出现附加直 流电压时,即为直流干扰。严重时,将使测量仪表不能正 常工作。 d)交流干扰:交流干扰又可分为线间干扰和对地干扰。 现场售后技术工程师通过实际驻场服务,结合各种因素反复判断做出分析。面对各种不确定因素分析判断。从而拿出解决方案。尽可能帮助客户解决实际测量中的问题,总之通过该化工项目的实施使我们对于同类型的工况条件雷达液位计的测量问题的解决更有信心。得到客户的认可。