屈剛

摘 要:本文以APM二代3D物位掃描器為例,介紹用3D雷達(dá)料位計(jì)在氯堿廠PVC粉倉粉位的測(cè)量技術(shù),并提出3D物位掃描器的正確安裝方法,解決聚氯乙烯生產(chǎn)中PVC料位連續(xù)測(cè)量的難題。

關(guān)鍵詞:PVC料倉料位測(cè)量3D物位掃描器正確安裝

中圖分類號(hào):TH816 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(b)-0111-01

齊魯石化公司氯堿廠20萬噸PVC裝置5個(gè)高17m容積600m3的PVC粉料大料倉的料位一直是PVC生產(chǎn)的最主要的測(cè)量參數(shù)之一。而針對(duì)料位的連續(xù)監(jiān)測(cè)也有很多種方式,常見的有雷達(dá)料位計(jì),超聲波料位計(jì),重錘式料位計(jì)等,但因PVC粉料的物理性質(zhì)決定了這幾種料位計(jì)的測(cè)量效果偏差較大,工藝人員經(jīng)常反映因料位不準(zhǔn)而送錯(cuò)料的情況發(fā)生,所以PVC料倉料位一直是我廠儀表人員需攻克重點(diǎn)難點(diǎn)之一。

1PVC粉料倉物位測(cè)量的難點(diǎn)分析

(1)PVC粉料的介電常數(shù)較小,對(duì)于超聲波雷達(dá)波等無法形成較強(qiáng)的反射。

(2)在連續(xù)下料及出料的情況下,由于介質(zhì)溫度較高,并且非常干燥,PVC粉料倉內(nèi)充滿厚重的PVC粉料,事實(shí)上只存在一個(gè)模糊的界面。

(3)采用常規(guī)的非接觸式測(cè)量方式,如超聲波等,由于物料表面反射波(主波)較弱,檢測(cè)裝置很難區(qū)分主波與來自塵質(zhì)的漫射波,尤其是在大量下料的情況下。因此非接觸式測(cè)量方式不適合在這種場(chǎng)合下運(yùn)用。

(4)采用電容式或射頻導(dǎo)納等測(cè)量技術(shù),由于檢測(cè)桿上物料的粘連及濃重塵質(zhì)存在,對(duì)電極有很大的影響,測(cè)量結(jié)果極不可靠。

(5)采用電動(dòng)重錘式測(cè)量,這一方式從理論上說簡(jiǎn)單可靠,但由于測(cè)量裝置必須安裝在塵質(zhì)較重的場(chǎng)合,機(jī)械磨損較嚴(yán)重,需要經(jīng)常維護(hù)；重錘易發(fā)生被物料埋住現(xiàn)象,發(fā)生掉錘頭、短繩的故障；機(jī)械式限位、保護(hù)開關(guān)長期工作的穩(wěn)定性不高,易老化失效,嚴(yán)重影響產(chǎn)品正常監(jiān)測(cè),且易造成產(chǎn)品損壞。此外,這種測(cè)試方式是非連續(xù)的。

(6)采用輻射式的測(cè)量裝置,不僅造價(jià)很高,而且也會(huì)受塵質(zhì)的影響,加上對(duì)輻射泄漏的恐懼,工藝儀表人員都不愿接受。

2APM二代3D物位掃描器簡(jiǎn)介

2012年4月份儀表車間經(jīng)過多次的技術(shù)研討決定引進(jìn)以色列APM公司生產(chǎn)的二代3D物位掃描器,它是雷達(dá)液位計(jì)的一種,是目前唯一能夠不受材料或產(chǎn)品特點(diǎn)、儲(chǔ)倉容器類型和尺寸、以及惡劣儲(chǔ)存環(huán)境影響而準(zhǔn)確測(cè)量散裝固體和粉末的設(shè)備。它采用了APM獨(dú)特的防灰塵滲透技術(shù),可以達(dá)到無與倫比的工藝測(cè)量和庫存控制水平。

APM二代3D物位掃描器采用了三個(gè)天線組成的陣列來發(fā)送低頻脈沖,并接收儲(chǔ)倉或容器內(nèi)物料所發(fā)出的脈沖回聲。借助三個(gè)天線,該設(shè)備不僅可以測(cè)量每個(gè)回聲的時(shí)間/距離,而且還可以測(cè)量其方向。設(shè)備的數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行采樣和分析,從而對(duì)存放的物料進(jìn)行精確的物位、體積和質(zhì)量測(cè)量,并通過3D方式呈現(xiàn)容器內(nèi)產(chǎn)品的實(shí)際分布情況,將其顯示出來或發(fā)送到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)屏幕上。這種獨(dú)特的設(shè)備可以測(cè)量在多種容器中存放的任何材料。他可以描繪出堆積的負(fù)載情況以及長時(shí)間存放過程中形成的其它不規(guī)則形狀,除了此類應(yīng)用,還可以為很多原來無法解決的高難度應(yīng)用問題提供解決方案。

3 APM二代3D物位掃描器優(yōu)點(diǎn)分析

(1)多點(diǎn)準(zhǔn)確測(cè)量。測(cè)量表面技術(shù)由單點(diǎn)進(jìn)化到多點(diǎn)測(cè)量,充分考慮材料表面的變化情況,粉塵穿透、基于聲學(xué)原理的低頻技術(shù)。測(cè)量結(jié)果不受粉塵影響,能夠在超聲和雷達(dá)無法測(cè)量的情況下給出精確的測(cè)量結(jié)果。

(2)非接觸式測(cè)量。適用于食品、化學(xué)品和藥品,不存在移動(dòng)部件所致的污染風(fēng)險(xiǎn)；不受材料類型影響,可以測(cè)量粉末、顆粒、小球和其他固體,沒有特殊的校準(zhǔn)要求。

(3)測(cè)量范圍大適用于高料倉測(cè)量范圍最高可達(dá)70m/230ft。

(4)功耗低,成本效益好。

(5)內(nèi)置系統(tǒng)冗余功能,內(nèi)置三個(gè)可靠的、獨(dú)立的變送器。

(6)遠(yuǎn)程配置。在安裝初期可直接鏈接客戶支持工程師保證在某些特殊場(chǎng)合掃描儀的自定義配置保證最佳的工作。

4APM二代3D物位掃描器安裝注意事項(xiàng)

(1)掃描儀安裝時(shí),其位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離流入材料。

(2)容器內(nèi)的安裝點(diǎn),從掃描儀中心到容器側(cè)的距離應(yīng)達(dá)到0.5m(20英寸)以上。

(3)掃描儀的最佳位置,為從中心到容器側(cè)的距離中點(diǎn)。

(4)掃描儀的安裝位置必須為立式安裝,使號(hào)角/天線對(duì)地形成90°夾角。

(5)掃描儀(天線)底部必須從插口伸出10mm(0.4英寸)以上。

(6)其0°應(yīng)指向容器中心(包括方形容器和無蓋桶)。

5APM二代3D物位掃描器設(shè)定和運(yùn)行方法

APM二代3D物位掃描器屬于智能儀表,可以通過RS-485連接用筆記本電腦設(shè)置,通過HART手操器設(shè)置,通過3DLink Pro(通過GSM/GPRS通信)遠(yuǎn)程設(shè)置,通過LCD面板設(shè)置。

下面主要介紹一下最常用的通過RS-485連接用筆記本電腦進(jìn)行設(shè)置。

(1)安裝軟件CD中的APM Level Scanner.msi,安裝完成后雙擊打開桌面上的3Dlevelscanner,轉(zhuǎn)到技術(shù)員模式,輸入初始密碼techAPM(區(qū)分大小寫)。

(2)進(jìn)入軟件設(shè)置向?qū)Ш笫紫日{(diào)整裝置的系統(tǒng)參數(shù),對(duì)容器的位號(hào),距離單位,溫度單位進(jìn)行設(shè)置,設(shè)置完成后點(diǎn)擊下一步。

(3)設(shè)置容器參數(shù),主要是對(duì)容器的幾何形式設(shè)定特定形狀:頂部形狀,中間形狀,底部形狀等等,設(shè)置完成后點(diǎn)擊下一步。

(4)設(shè)置物位掃描器在容器上的具體位置,加料的灌注點(diǎn)和出料點(diǎn)。

(5)設(shè)置容器的高級(jí)線性化,對(duì)輸出容積進(jìn)一步調(diào)整,使3D物位掃描器輸出更加精確。

6 結(jié)語

自今年4月份對(duì)2#料倉進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)來看,APM二代3D物位掃描儀的測(cè)量效果確實(shí)令人滿意。測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確,工藝人員反映良好,再未出現(xiàn)過送錯(cuò)料,誤報(bào)警等現(xiàn)象。我們將對(duì)剩余四個(gè)料倉逐步進(jìn)行改造,徹底解決這一困擾多年的難題。

參考文獻(xiàn)

[1] APM公司.APM二代3D物位掃描器技術(shù).

[2] 朱樹明.用雷達(dá)料位計(jì)測(cè)量粉倉粉位[J].廣東科技,2007,10.