摘要：牡丹江第二發(fā)電廠自投產(chǎn)以來，一直用石油煉制過程中排出的殘余物——渣油作為燃料。由于渣油油位難以測量與控制，而給鍋爐穩(wěn)燃和低負(fù)荷安全運行造成嚴(yán)重威脅。自從安裝大連瑞達(dá)自動化儀表有限責(zé)任公司提供的 L2000系列非接觸式雷達(dá)液位儀表以來，實現(xiàn)了燃料油區(qū)在線連續(xù)油罐。

　　1 概述

　　牡丹江第二發(fā)電廠地處黑龍江省東北部，冬夏兩季溫差可達(dá)70℃左右。為確保鍋爐點火，穩(wěn)燃和低負(fù)荷的安全運行，燃料油區(qū)共設(shè)四座9000mmX9200mm的地上式露天油罐。由于設(shè)計原因，一直用渣油作燃料。渣油具有濃度大，流動性差，雜質(zhì)多，脫水困難，閃點及沸點高等特點，所以燃用前必需預(yù)熱，以利用油循環(huán)和霧化。由于油溫較高（可達(dá) 80℃），造成油罐內(nèi)回油蒸氣大，特別是冬季，油罐內(nèi)外溫差較大，測量油位十分困難。

　　自一九九九年一月開始安裝大連瑞達(dá)自動化儀表有限責(zé)任公司提供的L2000系列雷達(dá)液位儀表以來，解決了在北方惡劣的環(huán)境條件下油罐油位測量問題，經(jīng)過一年多運行，達(dá)到滿意效果。
　　2 L2000系列雷達(dá)液位儀表工作原理

　　L2000系列雷達(dá)液位儀表的工作原理如圖1所示。LRG雷達(dá)液位計中的線性調(diào)頻源產(chǎn)生的高頻振蕩信號通過天線發(fā)射電磁波，電磁波遇到被測介質(zhì)液面被反射回來，發(fā)射波與反射波經(jīng)混頻后得到差頻信號。此信號與延遲時間I相關(guān)，并與天線至液面的距離 H相對應(yīng)。差頻信號經(jīng)放大，A/D變換，F(xiàn)FF 等計算，分析處理后，將液位數(shù)據(jù)信號輸出，送至現(xiàn)場FDU顯示，同時可通過串行總線送至遠(yuǎn)距離的集中處理單元CTP進(jìn)行顯示。

　　PDU現(xiàn)場顯示單元由電源模塊，顯示接口電路，LCD模塊等組成，其原理框圖如圖2
　　圖2中，顯示接口電路將液位數(shù)據(jù)輸入信號調(diào)制解調(diào)后編譯送至LCD顯示模塊，顯示液位值。同時將液位信號變換成抗*力強(qiáng)，適宜長線傳輸?shù)年?mdash;485串行數(shù)據(jù)信號，輸至遠(yuǎn)距離的集中處理單元CTP。

　　LCD顯示模塊采用16（字符）x2（行）的字符模塊，具有低功耗，高可靠性，顯示清晰等優(yōu)點。

　　安放在非危險場所的CTP集中處理單元，根據(jù)其型號不同，分別提供不同的工作模式：一種是將FDU現(xiàn)場顯示單元傳來的串行 RS---485信號轉(zhuǎn)換成RS—232C信號與計算柵目連，如圖3。另一種是將變換后的4--- 20mA電流信號引出，與用戶自配顯示表頭相連
　　3 系統(tǒng)構(gòu)成

　　L2000系列雷達(dá)液位儀表的構(gòu)成分三大 部分：LRG雷達(dá)液位計，F(xiàn)DU現(xiàn)場顯示單元， CTP集中處理單元。

　　（1） LRG雷達(dá)液位計

　　雷達(dá)液位計是雷達(dá)液位儀表的探測器，其作用是獲得液位數(shù)據(jù)。UlC雷達(dá)液位計的外形圖如圖4，它包括主機(jī)和天線反饋系統(tǒng)裝置等。

　　雷達(dá)液位計安裝在貯罐頂部，具有防爆性能其以天線不同可分為二種：一種為空氣傳輸式，另一種為波導(dǎo)管傳輸式。

　　波導(dǎo)管傳輸式雷達(dá)液位計的優(yōu)點是：管內(nèi)液位相對平穩(wěn)，可以達(dá)到較高檢測精度，還可以避開罐內(nèi)各種亂反射干擾，特別適用于罐內(nèi)空間相對狹窄或儀表安裝位置離罐壁太近的情況。我廠露天油罐的油位測量采用波導(dǎo)傳輸式雷達(dá)液位計。

　　（2） FDU現(xiàn)場顯示單元 現(xiàn)場顯示單元的作用是把罐頂上LRG 雷達(dá)液位計的信號變換成RS—485串行數(shù)據(jù)信號輸至集中處理單元，并提供用戶在罐下觀察液位值的方便。此外，F(xiàn)DU現(xiàn)場顯示單元可將AC220V電源變?yōu)镈C24V為LRG雷達(dá)液位計供電;可以用磁棒在其玻璃表盤上設(shè)置罐上LRG的參數(shù);還可以作為罐內(nèi)溫度，壓力等工藝參數(shù)變換和傳輸通道。

　　現(xiàn)場顯示單元可根據(jù)用戶需要安裝在貯罐下部或現(xiàn)場工作間內(nèi)。安裝在罐下的FDU 現(xiàn)場顯示單元如圖5所示。由于它安裝在危險場合，同樣具有防爆性能。

　?。?） CTP集中處理單元

　　集中處理單元的作用是把液位數(shù)據(jù)集中顯示，報警。它也有多種類型，其中一種具有字符顯示處理功能，可分別顯示1—8個貯罐液位值的CTP集中處理單元如圖6所示。對于顯示處理功能不同的CTP，外形結(jié)構(gòu)不同。

　　CTP集中處理單元均安裝在安全區(qū)，通過電纜與用戶自配的配機(jī)或顯示表頭連接。
　　4 系統(tǒng)配置

　　燃料油區(qū)共有四座拱頂儲油罐，一臺集中處理單元CTP2001，可以接受1—8個油罐油位信號。因此，室內(nèi)儀表采用一臺 CTP2001即可。其系統(tǒng)配置見圖7。

　　如果需要也可以在罐下安裝FDU現(xiàn)場顯示單元，這樣不用登罐頂，也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)觀察和參數(shù)設(shè)定。

　　5 儀表安裝

　　因為我們油區(qū)貯罐上儀表測量口距罐壁僅有0.7米;因此不能采用空氣傳輸式雷達(dá)液位計，應(yīng)用波導(dǎo)管式雷達(dá)液位計。安裝圖如8。

　　根據(jù)渣油特性我們對波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，對流通孔尺寸也酌情加大，取得比較好的使用效果。

　　另外因為油溫較高，為了確保儀表使用安全，我們采用熱環(huán)隔離的方法。

　　6 運行結(jié)論

　　該系統(tǒng)從一九九九年一月運行至今，儀表運行正常，免維護(hù)，工人不再用室外讀數(shù)，可在控制室內(nèi)直接提取數(shù)據(jù)，為燃料油區(qū)實現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控，無人值班奠定了基礎(chǔ)。該儀表優(yōu)點為：

　　1.在北方運行，環(huán)境溫度在—35℃到+ 35℃;風(fēng)力經(jīng)常在6級以上，儀表經(jīng)住環(huán)境考驗。

　　2.被測介質(zhì)為渣油，其特點為粘稠，流動性極差，介質(zhì)溫度在80℃以上，油蒸氣濃度大，儀表經(jīng)住介質(zhì)考驗?？梢栽诃h(huán)境惡劣、溫度變化范圍大的條件下長期正常運行。

　　3.該儀表抗*力強(qiáng)，度高（小于5mm），穩(wěn)定性好，支窗可靠，免維護(hù)，特別適宜惡劣環(huán)境下應(yīng)用，應(yīng)用前景廣闊，具有推廣價值。

　　通過一年的實踐，使我們增強(qiáng)了雷達(dá)液位儀表在北方寒冷地區(qū)電廠使用的信心。