雷達物位計在鐵水罐液面測量中出現的實際問題及解決方案

摘要：敞開式鐵水罐內鐵水液面的準確測量，直接關系到鐵水運輸沿線人員、設備的安全，以及鐵水“一罐到底”的運行效率。文章結合多年現場安裝經驗，針對生產中發現的一些實際問題，提出相應解決方案。

一.雷達物位計的工作原理

雷達物位計的工作原理是雷達傳感器的天線激發電磁波信號，并由天線接收反射回來的信號。根據公式

h=H-vt/2

式中：h為料位高度;H為雷達下方空間高度;v為雷達波速度;t為雷達從發射到接收的時間間隔。

可知，所求鐵水液面高度為雷達安裝位置的空間高度，減去雷達到鐵水液面的空間距離。

二.設備安裝過程中的技術問題

敞開式鐵水罐內鐵水液面的準確測量，直接關系到鐵水運輸沿線人員、設備的安全，以及鐵水“一罐到底”的運行效率，所以各冶金企業均對其實施了嚴格管理。現階段，比較普遍的觀測方法是通過人工（經驗）目視和軌道衡稱重系統相結合測量。但受制于高爐鐵口的現場工況環境特點，以上兩種測量方式的可靠性均不理想。其中，目視方法主要受限于鐵口粉塵以及各人不同的觀察經驗;而軌道衡稱重系統則因鐵水罐接鐵水時的噴濺，以及事故狀態下的鐵水灑落，都會對設備造成損壞，從而影響設備測量的準確性。

綜合以上兩種測量方式，我們得出現場存在測量難點為：

1.出鐵水時的大量粉塵影響觀測效果;

2.以及鐵水飛濺和灑落損壞設備。

為此我們引入了調頻連續波雷達物位計。

雷達物位計為非接觸式測量，避免了鐵水飛濺和灑落造成的影響。其次，目前現場采用的雷達物位計發射頻率多為80GHz以上的高頻雷達，超高的發射頻率能夠保證對出鐵時粉塵的良好穿透性。

生產實際過程中，經常會出現鐵水罐上部大面積結渣現象，所結鐵渣可對雷達波束造成阻擋，不能真實測量出實際罐深。這就要求雷達物位計的發射角在2°到4°左右，同時，安裝時雷達波束應避開鐵水流的同時盡可能靠近中心位置。

雷達物位計的量程一般選擇30m，確保安裝高度對量程的需求。

三.設備安裝過程中的環保與安全問題

隨著各企業環保與安全意識的逐漸加強，現場已經不再允許粗放的安裝方式，而是采用密閉式，嵌入式的安裝方式。

本文以蓋板式出鐵口舉例。

部分廠家在安裝雷達物位計時，采用蓋板上開通孔，在蓋板上方放置可移動支架來安放雷達物位計。造成出鐵水時粉塵上竄，不僅損壞設備而且污染現場環境;不出鐵水時，當空鐵水罐過來時，鐵水罐內留存的高溫造成對設備的高位炙烤，不利于設備的長久使用。

可行的解決方案為：將雷達物位計封入一個鐵制箱體中，雷達物位計用可調節萬向法蘭固定于箱體內。箱體內雷達正對的下部開小圓孔，足夠雷達波穿過同時能保證一定角度調整雷達物位計即可。再將箱體連同雷達物位計一同嵌入蓋板夾層當中，同時箱體下部外側加裝50mm左右厚度耐火泥。另外壓縮空氣對雷達本體及箱體內部進行吹掃。

因為出鐵水時除塵系統處于工作狀態，箱體內部有壓縮空氣吹掃，粉塵不能從箱體下部小孔進入箱體內部，粉塵和熱氣一同被除塵系統抽走，也就不存在高溫。當停止出鐵水時，除塵系統停止工作。鐵水罐空罐過來時雖內部存留高溫，但是箱體下部耐火泥能夠隔絕大部分的熱量，同時箱體內部壓縮空氣能夠再帶走一部分熱量。從而保證儀表設備的環境溫度正常。

采用此安裝方法，不僅對設備起到良好的保護作用，還是現場看起來美觀衛生。

作者簡介：

魏利凱（1987.06），男 漢族 石家莊元氏人 大專學歷 技術員 儀表自動化方向

（作者信息：天津市一諾天地科技有限公司）