安装雷达液位计判断煤气管道内积水的设计思路与改造方案

 

1 立项背景

        目前，莱钢共有 9 套煤气净化系统，虽然均采用的全干法除尘技术，但是高炉在冶炼过程中原料中的水分在高温作用下形成的水蒸汽随着煤气气流进入煤气管道内，煤气在输送过程中由于自身温度的降低及煤气遇到冷的管壁极易产生大量冷凝水，冷凝水中含有瓦斯灰、酸性化学物等有害物质，沉积在管道底部，对煤气管道造成很大的危害，虽然现已经在煤气管道中设置了既可以排出管道内的冷凝水又可以排出管道内瓦斯灰等杂质的煤气排水器，但是并不能可靠判断管道内是否积水，尤其是在寒冷的冬季，为了保证煤气排水器的正常运行，通常会在煤气排水器中通入蒸汽进行保温，大量的蒸气冷凝水自煤气排水器中的溢流管外溢，而通常判断排水器是否正常运行的方式就是观察溢流管是否溢流，如果溢流则视为正常，如果出现排水器一二次阀堵塞，而煤气排水器还溢流正常，运行人员很难判断出排水器故障，很容易造成煤气管道内积聚大量的冷凝水，由于冷凝水的大量积聚加剧了管道内壁的腐蚀，容易造成煤气压力波动产生“潮涌”，严重时在低洼处形成水封导致煤气中断，危及后续用户的安全生产，甚至造成管道承载负荷过大而断裂、倒塌，引发恶性煤气事故。因此，我们引进了一种“雷达液位计”能够准确的判断煤气管道内是否存在积水现象。

 

2 总体思路

        针对在寒冷的冬季，受蒸汽冷凝水外溢现象的干扰，不能及时发现煤气排水器一二次阀堵塞的故障，导致煤气管道内积水的问题，我们经过对现场的勘察，决定在煤气管道地势较低、易形成积水的管段安装“雷达液位计”并将监测信号引至值班室内，实现实时监控煤气管道内的水位，确保煤气管网系统的安全运行。

 

3 技术难点

       （1）煤气管道内部不可见性，导致无法正确判断内部是否积水。由于煤气管道的材质一般选用的 45 # 钢制作而成，其固有的不透明的特性决定了煤气管道内的不可见性，单凭肉眼不能判断管道内是否积水，只能凭运行人员的经验来判断，判断不及时、不准确。

       （2）受蒸汽冷凝水外溢的干扰，不能及时判断煤气排水器一二次阀故障。由于在寒冷的冬季，煤气排水器内通入蒸汽进行保温，蒸汽及煤气冷凝水同时从溢流管中排出，如果出现排水器一二次阀堵塞，煤气冷凝水不能及时排出，而排水器溢流管还是正常溢流，实际上溢流出来的只是蒸汽冷凝水，运行人员很难发现一二次阀故障，由于发现不及时，容易出现煤气管道内大量积水，影响煤气管道的安全运行。

 

4 关键技术及创新点—— — “雷达探测器”的应用

       为了快速、及时判断煤气管道内的积水情况，我们积极与供货厂商取得联系，并学习关于雷达的相关技术并zui终引进了一种由北京慧博新锐科技有限公司提供的 H BRD802 型“雷达液位计”。先将“雷达液位计”及改造方案介绍如下：

 

4.1 雷达技术简介

       定义：所谓雷达液位计就是一种通过微波来测量煤气管道内液位的一种仪表。

 

       工作原理：发射—反射—接收，即雷达传感器的天线以波束的形式发射雷达波信号, 发射波在被测物料表面产生反射, 反射回来的回波信号仍由天线接收。发射及反射波束中的每一点都采用超声采样的方法进行采集。信号经智能处理器处理后得出介质与探头之间的距离，送终端显示器进行显示。

 

4.2 “雷达液位计”的选型

       经过对各种类型的雷达液位计进行分析、比较，结合现场实际情况认为由北京慧博新锐科技有限公司提供的 H BRD802 型雷达液位计能够满足我们的工艺要求。现将 H BRD802 型雷达液位计进行介绍：主要由主体、连接法兰、天线三部分构成，见图 1。

主要特点：

       （1）采用先进的非接触式测量；

       （2）测量液体的液位；

       （3）测量范围 0~20 m (可以扩展到 35 m )；

       （4）不受噪音、蒸汽、粉尘、真空等工况影响；

       （5）不收噪音、粉尘等工况的影响；

       （6）不受介质密度和温度变化的影响；

       （7）调试方式方便、快捷。

       以上几点特性可以看出 H BRD802 型“雷达液位计”完全满足工况的要求。

 

4.3 改造方案

       第一步，在低洼的煤气管道上方安装 DN100 闸板阀一台，并实施带压开孔作业。第二步，安装尺寸合适的短管 1 件。第三步，安装雷达液位计一只。第四步，敷设信号缆一条传输至电脑进行显示。第五步，参数设置。

5 应用效果

5.1 实施效果评价

       “雷达液位计”应用于煤气管网中后，实现了对煤气管网内部尤其是低洼处积水的情况的实时监测，能够及时、准确的判断出煤气管网内部积水状况，保证了煤气管网系统的安全运行，对指导生产有着重要的意义。

5.2 安全效果评价

       “雷达液位计”应用于煤气管网中后，判断管道内的积水及时、准确，可以指导检修人员及时对管道内的积水进行处理，保证后续生产单位的安全用气，避免了由于管道积水原因造成的“潮涌”及管道断裂等恶性煤气事故的发生，安全效益是无法衡量的。

6 结束语

       “雷达液位计”应用于煤气管网系统已经近一年的时间了，检修人员已经根据其反馈的信息，对煤气管道内部积水清理 4 次，保证了后续热线单位的安全生产，经济效益显著，安全效益是无法衡量的。实践证明： “雷达液位计”用于测量煤气管网内的积水，判断准确，传输数据可靠，值得广泛推广及应用。

 

作者：雷达液位计

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