西門子雷達(dá)液位計在上海賽科聚苯乙烯裝置上的成功應(yīng)用
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圖一：上海賽科30萬噸聚苯乙烯裝置
遇到的難題
采用最穩(wěn)定可靠的過程測量儀表是提高裝置生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、有效控制生產(chǎn)成本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
如何穩(wěn)定可靠地測量PS脫揮罐上(Devolatilization,簡稱DV)熔融狀態(tài)下的聚苯乙烯液位，這個難題在PS工藝等塑料熔融物化工領(lǐng)域中一直都沒有得到很好地解決。在過去曾經(jīng)運(yùn)用多種液位測量技術(shù)，但都沒有得到理想地效果。這個工藝點(diǎn)的液位測量的主要特點(diǎn)是：過程溫度在260℃左右，含有少量的水汽，負(fù)壓，測量介質(zhì)呈熔融狀，并具有很強(qiáng)的粘附性。聚苯乙烯在常溫下的介電常數(shù)為2.8，在高溫狀態(tài)下介電常數(shù)會降地更小。整個過程罐高5.8米，直徑約3米，進(jìn)料口位于裝置的側(cè)面上方（如圖二）。
圖二：PS脫揮罐結(jié)構(gòu)圖
圖三：原先的雷達(dá)液位計測量數(shù)據(jù)DSC歷史曲線圖
一時間，在這一問題上無法找到理想的答案，產(chǎn)品質(zhì)量依然無法有效的控制。
解決方案
偶然的機(jī)會，我們看到了發(fā)表在“化工自動化儀表”雜志上的《Siemens雷達(dá)液位計在復(fù)雜工況中的測量試驗(yàn)》一文。我們試著聯(lián)系了西門子中國有限公司過程儀表及分析儀器部(簡稱: 西門子PI)，西門子PI馬上研究了我們的應(yīng)用工況，并提出了他們的解決方案—Sitrans LR400雷達(dá)液位計。令我們吃驚的是，西門子PI的解決方案非常簡單，基本上沒有提出任何安裝要求。在沒有更好的方案的情況下，我們提出了試用的要求。西門子PI在最短的時間內(nèi)滿足了我們的要求，并很快他們送來了儀表— Sitrans LR400高溫型雷達(dá)液位計，同時安排了經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)服務(wù)工程師來為我們調(diào)試。
經(jīng)介紹我們了解了Sitrans LR400的技術(shù)特點(diǎn)：
四線制的設(shè)計，保證雷達(dá)液位計發(fā)射的能量最大化；
連續(xù)調(diào)頻(FMCW)的微波測量原理大大提高了儀表的測量可靠性；
24GHz高頻微波信號，極大地提高了信噪比；
高溫型的設(shè)計，能夠使用在高達(dá)250℃的過程應(yīng)用中，完全能滿足我們的要求；
由于其獨(dú)特的設(shè)計原理，使它能夠測量最小至1.5介電常數(shù)的介質(zhì)；
最小至9°的波束角(通常微波的發(fā)射頻率越高，波束角可以做得越小)，可以有效地避開罐內(nèi)和罐壁的各種干擾；
獨(dú)特的喇叭天線及附件設(shè)計，可以有效地防止聚合物的粘附影響；
專利的聲智能回波處理技術(shù)，擁有全球超過50萬臺物位儀表的現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累，是世界上最早推出、最強(qiáng)大的物位測量回波處理技術(shù)；
簡單易用，但功能強(qiáng)大的Labview和PDM調(diào)試軟件提供了參數(shù)設(shè)置、記錄回波圖形、故障診斷、各種不同類型的回波干擾的處理等強(qiáng)大的功能；
提供了本安防爆的紅外線手操器作為調(diào)試工具，使調(diào)試工作變得安全、快速而簡單。
圖四：Sitrans LR400在DV2裝置上的使用
在經(jīng)過簡單的安裝和調(diào)試后，Sitrans LR400開始在現(xiàn)場的工作。通過西門子雷達(dá)液位計的調(diào)試軟件，我們驚喜地看到LR400的回波圖形比原先的雷達(dá)液位計的回波圖形要強(qiáng)的多（如圖五）。
圖五：原先的雷達(dá)液位計和Sitrans LR400的回波圖形比較
注：左圖為原先的雷達(dá)液位計回波圖形；右圖為LR400的回波圖形
通過這次和西門子PI的合作，使我們了解到了西門子雷達(dá)液位計產(chǎn)品的優(yōu)良的性能，也感受到了西門子PI認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ骼砟睢I(yè)的技術(shù)服務(wù)能力和積極熱情的服務(wù)態(tài)度。
參考文獻(xiàn)：
1、西門子（中國）有限公司. Sitrans LR400 雷達(dá)物（液）位計操作手冊. 2005.2
2、黃波. Siemens雷達(dá)液位計在復(fù)雜工況中的測量試驗(yàn).化工自動化儀表.2005.8
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