安钢冷轧酸洗区液位计实际应用技巧

杨 磊 高 敏 李川平 程 浩 安钢集团冷轧有限责任公司 455004



安钢冷轧酸洗区液位计实际应用技巧

杨 磊 高 敏 李川平 程 浩 安钢集团冷轧有限责任公司 455004

由于生产工艺及技术装备特性，安钢酸洗冷轧生产线通过各种仪表信号的采集、采用工业自动化控制TMEIC系统，实现了全线的自动化控制，设备工艺先进。仪表设备的运行状况直接影响到生产顺行。

酸洗生产线即是酸洗商品卷的最后一道工序，又是其他生产线的第一道工序。安钢酸洗冷轧生产线采用连续卧式浅槽紊流酸洗机组，通过拉矫、酸洗、漂洗、烘干等技术手段实现了热轧带钢表面的氧化物的去除；为下一工序的冷轧钢板提供了可靠的原材料的供应。酸洗即利用盐酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物。

酸洗区域涉及到盐酸、冷凝水、脱盐水、废漂洗水等流体介质，需要大量的各式容器。各种液位检测成为酸洗区域内仪表组成的重要一环。液位检测起到显示、控制、报警、故障等多种功能，其重要性不言而喻。但是在实际现场调试和应用中却遇到各种问题。通过调试和应用后的结果现进行以下分析和总结。

液位计根据其工作原理大致可分为：静压式液位计、雷达测量、接触式测量、磁致伸缩型、伺服式液位计、非接触式测量等类型。根据现场实际应用情况，本文着重分析一下静压式液位计和雷达测量液位计两种应用情况。

静压式液位计：其利用均匀液体的压强与高度成正比的关系通过测量液体底部的压力来折算液位高度。当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力公式为：Ρ = ρ .g.H + Po式中：P ：变送器迎液面所受压力ρ：被测液体密度g ：当地重力加速度Po ：液面上大气压H ：变送器投入液体的深度。同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的 Po ，使传感器测得压力为：ρ .g.H ，显然 , 通过测取压力 P ，可以得到液位深度。在酸洗区密闭冷凝水罐的应用中，当液位高度低于设定值时控制进水阀门自动注水。由于冷凝水需要用蒸汽加热到40℃-60℃之间，在蒸汽阀打开的瞬间，液位高度迅速跳变至最大值，PLC据此判断液位已达到进水阀门关闭要求、执行进水阀门关闭命令；但此时实际水位并未升高。根据静压式液位计的工作原理分析得知：由于罐内蒸汽引起压强突变造成液位计数据与实际液位值不一致。后在罐体顶部开口与外部大气连通后液位计数据正常采集。静压式液位计在酸洗区域酸雾净化塔液位的测量中，由于风机运行造成塔内大气压强减少，使实际液位总是偏大于测量液位20%，在PLC程序中修正20%偏差量后正常使用。由此总结出静压式液位计根据其工作原理受环境大气压强变化测量精度变化很大，所以常常精度比较差，而为消除这些影响，需要根据现场实际使用情况做出相应的解决方案。

脉冲式雷达液位计的原理和超声波式基本一致。雷达发射短微波脉冲，脉冲在液面处被反射，雷达接收到反射回波通过信号处理，得到目标距离。在酸罐的实际应用中，脉冲式雷达液位计安装于罐体顶部；由于盐酸的挥发特性，经常会在探头表面形成浓度较高的盐酸液滴，影响短微波脉冲采集，导致液位测量不准，需要经常清洁擦拭。所以脉冲式雷达液位计在应用时一定要保证探头及到液位之间的环境状况良好，没有意外干扰。

酸洗区域漂洗段液位计主要起到保证五段漂洗液位满足生产要求，当低于设定液位时自动控制冷凝水泵注水，高于设定时自动停泵。由于五段漂洗之间通过隔板从五段到一段由高到底相互隔开，通过液位高度溢流到一段，而现场只在一段加装一个静压式液位计，经常造成五段液位因实际液位低而使系统停止。经过现场分析后，结合一段液位计测量数据，在PLC程序中加入时间自动注水程序；经过反复试验后设备运行正常。通过此处修改，使我们认识到测量仪表不单单应用于测量，而且可以结合PLC的逻辑运算功能，实现更广泛的控制应用。

液位计在现场实际应用中，由于安装及使用环境的不同，经常会出现各种外在干扰使其测量数据的不准确。比如：液位计选型、测量范围、安装位置的偏离、电磁干扰、接线端子氧化阻值大等等均会造成实测数据与实际数据的偏差。根据现场施工和调试经验，在安装使用过程中要做好以下几点措施。

1）钢带液位计的导管应垂直安装，钢带应处于导管的中心并滑动自如。

2）用差压计或差压变送器测量液位时，仪表安装高度不应高于下部取压口(吹气法及利用低沸点液体汽化传递压力的方法测量液位时，不受此规定限制)。

3）双法兰式差压变送器毛细管的敷设应有保护措施，其弯曲半径不小于50mm，周围温度变化剧烈时应采取隔热措施。

4）一般测量污水液位，安装变送器不要在底部安装。投入式和导压式液位计是从顶部投入，距池底要留有一定距离，300mm以上为好，差压/压力/液位变送器安装在容器的侧面，也要距地面有一定的距离。300mm即可。

5）液位计安装时要注意远离抽水泵、排污泵和循环泵。避免引起水池浪花使测量精度不准。

6）模拟量信号传输应选用带屏蔽的控制电缆并使其单端接地。

通过液位计现场规范的安装和实际调试应用中的合理改造，安钢冷轧酸洗区液位计设备一直以来均未出现过设备故障而影响整个生产线的正常运行。