反应釜上的雷达液位,经常有一种情况:不搅拌的时候看着挺稳,搅拌一开,数字就开始上下跑。
碰到这种现象,先别急着说仪表有问题。
去现场看一眼,很多时候就能发现,液面已经和停车时完全不一样了。
搅拌速度上来以后,液体一直在转,液面会起浪,中间还会往下凹。有些介质容易起泡,泡沫跟着一起翻。再加上釜里的搅拌轴、桨叶、盘管、挡板,雷达打下去以后,收到的回波自然会比较杂。
普通储罐好测,是因为液面安静。
强搅拌反应釜难测,就难在液面一直在变。
一开搅拌,为什么液位就不稳?
这个现象在现场很常见。
反应釜没开搅拌时,液面比较平,雷达测出来的距离也比较稳定。
搅拌起来以后,中间会形成漩涡。转速越高,漩涡会越明显。
这时候釜里的物料量没变,液面高度却已经不是处处一样了。中间低,靠近边上的位置高。
雷达测的是它照到的那一片区域。
如果安装位置正好在漩涡上方,漩涡深一点,显示就往下走;漩涡浅一点,显示又回来。
从DCS上看,就是液位一直在晃。
所以现场碰到这种情况,可以先看雷达装在哪。
有些表直接装在釜顶中间,看起来位置很正,其实下面正对着搅拌轴和漩涡区。
这种位置,后面调参数往往也费劲。
有时候不是液面变,是回波太乱
反应釜里面有不少金属件。
搅拌轴、桨叶、挡板、盘管,都能把雷达信号反射回来。
如果这些东西落在雷达波束里,仪表收到的就不只有液面回波。
尤其是桨叶一直在转。转到不同位置,反射情况也会跟着变。有时液面信号比较清楚,有时旁边又冒出一个强回波。仪表识别受到影响以后,显示值就容易突然窜一下。
这种跳变和正常液面波动不太一样。
正常波动一般有个过程。干扰回波引起的跳变,往往来得比较突然。
现场看到液位一下高很多,过一会又回来,这时候我会先把回波曲线调出来看。
单盯着数字,很难判断。
回波曲线一出来,哪里有固定干扰,哪里信号忽强忽弱,基本就有方向了。
泡沫也经常添乱
有些反应釜不开搅拌还好,一开搅拌,泡沫马上就起来了。
这时候雷达数据也跟着不好看。
泡沫这东西比较麻烦。
有的泡沫比较松,雷达还能穿过去,看到下面的液面。
有的泡沫比较厚,含液量又高,自己就会形成回波。
泡沫层厚度一直变,雷达收到的信号也会跟着变。
所以现场看到“停搅拌正常,开搅拌就跳”,别光看转速。
还得看看液面上有没有泡沫。
如果泡沫已经很厚了,再怎么调阻尼,也只是让画面看着顺一点,源头还在那里。
现场雷达装哪?
反应釜顶部中间的位置,不少人喜欢用。开孔方便,外观看着也规整。
但搅拌釜的中间,经常正好是搅拌轴。
下面再带一个漩涡,这个位置对雷达就不太友好。往旁边错一点,一般会好一些。
但也不能挨着釜壁。太靠边以后,釜壁、焊缝、挂料、接管又会影响回波。
还有进料口,也尽量别正对。有些现场一加料,料液直接冲到液面上,飞溅很厉害。
雷达就在上面照着,数据肯定不好看。
现在很多反应釜会用高频雷达。它的波束比较窄,这一点对反应釜确实有帮助。波束窄,碰到釜壁、盘管、挡板的机会会少一些。但不能理解成“换了高频就没事了”。
位置装错,一样会跳。
所以安装前需把设备图翻出来。搅拌轴在哪,桨叶直径多少,盘管怎么布置,挡板在哪,进料口朝哪个方向。
这些搞清楚以后,再定安装点。
没有图纸,就找设备人员一起看看。
先把釜里面有什么弄明白,再决定孔开在哪。这件事看着简单,后面省不省事,差别挺大。
阻尼别一上来就调很大
液位跳,现场有人喜欢直接加阻尼。
原来5秒,改10秒。
还不行,再改20秒。
这么调,曲线确实会顺下来。但响应也跟着慢了。
如果这个液位只是给操作员看看趋势,问题不大。
如果还参与自动加料、出料或者联锁,就要注意了。
现场液位已经变了,仪表输出还在慢慢跟,这时候就容易影响控制。
所以我处理这类问题,一般不会先碰阻尼。
先看安装点。
再看回波。
看看有没有固定干扰,有没有泡沫,漩涡是不是太深。
这些因素处理完,再根据工艺需要把阻尼调到合适的值。
这样比单纯把曲线“压平”靠谱。
回波曲线要会看
雷达液位出了问题,回波曲线很有用。
现场可以做个简单对比。
停搅拌时看一遍。
低速时看一遍。
正常转速下再看一遍。
如果停搅拌时只有一个比较清楚的液面峰,转起来以后旁边多了好几个峰,那就说明搅拌以后回波环境变复杂了。
如果某个距离一直有一个固定强回波,可以对着设备图找。很多时候就是盘管、挡板、接管或者搅拌轴。
有些问题看DCS趋势看半天也看不出来,对一下回波和结构位置,很快就能找到原因。
如果液面回波一直很清楚,数值还是乱,再去检查量程、空罐距离、干扰回波屏蔽、测量窗口和阻尼。
按这个顺序查,现场会省很多时间。
雷达不好用,也别急着换
有些人看到非接触雷达不稳,马上想到导波雷达。
这个思路也得看工况。
导波雷达有探杆或者缆绳伸进釜里。强搅拌的时候,液体一直冲刷,探杆会受力。如果物料比较黏,还会挂在探杆上。桨叶离探杆近了,风险也会增加。
所以导波雷达在搅拌釜上用,除了测量,还得看机械条件。
有些场合反而差压更省心。
差压看的是液柱压力,液面起一点浪,对它影响没那么直接。不过反应过程中密度变化大的介质,就要小心了。
密度一变,同样的液位,压力也会变。这时候差压换算出来的液位会有偏差。
密闭釜还要处理气相压力。
还有一种现场经常被忽略的办法,就是称重。
称重不管液面是平的还是起浪,它看的是釜里有多少物料。
对泡沫、漩涡这类现象没那么敏感。
但称重也有自己的问题。管道拉力、硬连接、搅拌振动、支撑结构,都会影响信号。
所以没有哪一种方法拿过来就能直接套。
还是得看现场。
选方案前,先把几个问题问清楚
到现场看反应釜液位,可以先问工艺。
介质起不起泡?
搅拌转速多少?
物料黏不黏?
反应过程中密度会不会变?
釜里有没有盘管?
挡板怎么布置?
液位只是显示,还是要参与控制?
这些问题弄清楚以后,仪表方案就好判断多了。
有时候问题出在雷达位置。有时候是泡沫。有时候是漩涡太深。也有时候,工况确实不适合现在这套测量方式。
现场仪表不能单独看。设备结构、工艺状态、安装条件,少看一项,都容易绕弯路。
小结
强搅拌反应釜的液位,确实比普通储罐难做。
液面一直在动,釜里又有不少金属构件,雷达回波很容易变复杂。
遇到数据乱跳,别急着换表,也别一上来就把阻尼调得很大。
先去现场看看液面。
再看看雷达装的位置。有条件就把回波曲线调出来。
漩涡、泡沫、桨叶、盘管、挡板,一个一个排。问题找准了,参数才好调。
如果现场工况和雷达确实不太合适,再换思路。
仪表现场很多问题就是这样。
表面看着是仪表在跳,顺着工艺和设备往下查,原因往往就在安装和工况里。
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