中东化工厂循环水系统改造：磁翻板液位计升级为雷达液位计
在化工生产过程中，液位测控的可靠性直接影响装置的安全运行与生产效率。液位仪表不仅是过程控制的关键环节，更是保障设备平稳运行、防止溢流和干运转的重要手段。过去，由于技术条件所限，磁翻板液位计在许多储罐和分离罐场合中被广泛采用。然而，随着生产自动化水平的提升，传统磁翻板液位计在稳定性、维护性和信号输出等方面的不足日益突出。
近日，中东大型化工厂在其循环水系统及气液分离罐改造项目中，将原有磁翻板液位计全面升级为计为PRO系列雷达液位计。改造后的系统运行稳定，测量数据连续可靠，为该工厂液位自动化监测提供了新的解决方案。
一、原有设备问题突出，维护频繁
该化工厂的循环水系统用于为各生产装置提供冷却和工艺用水，介质为中水，温度常温，压力常压或轻微负压。系统内的多个储罐和分离罐过去均安装有磁翻板液位计，用于监测液位高度并作为泵启停和报警信号的控制依据。
随着运行时间的增加，现场操作人员发现磁翻板液位计频繁出现以下问题：
- 浮子卡滞、指示不准。
中水含有少量杂质和沉积物，长期运行后容易在浮子导管内形成附着层，导致浮子移动不畅，液位指示滞后或卡死。 - 现场指示与实际液位不符。
在罐体液面波动或产生微气泡时，浮子跟随性差，导致现场读数与DCS信号出现偏差。 - 维护频率高、人工依赖强。
由于磁翻板液位计为机械式结构，需定期清洗和校验，检修周期短、人工成本高。 - 信号输出不连续。
在需要实现远传输出的场合，附加的磁致伸缩或干簧管结构易受振动、温度和湿度影响，导致电信号中断或漂移。
这些问题不仅增加了设备的维护量，也给生产的连续性带来了隐患。为了从根本上提高液位测量的稳定性与自动化水平，工厂决定对液位测量仪表进行技术升级。
二、技术选型：雷达液位计取代磁翻板
在技术比选阶段，项目团队综合考察了超声波、静压式和雷达式等多种液位测量方案。考虑到循环水系统介质清洁度有限、罐内易产生波动，以及未来可能存在温度、压力变化的需求，最终决定采用非接触式雷达液位计替代原有的磁翻板液位计。
80G Hz雷达液位计采用高频微波脉冲原理，通过天线发射电磁波信号，经液面反射返回接收器后，根据信号传播时间计算液位高度。与传统磁翻板相比，雷达液位计具有以下显著优势：
- 非接触测量，无机械磨损。 无需与介质接触，不受污垢、结垢或浮沫影响；
- 维护量小，长期运行稳定。 无活动部件，免清洗、免调试；
- 适应性强。 可在常温常压、蒸汽、高湿等多种工况下保持准确测量；
- 信号输出标准化。 支持4~20mA和HART通讯，便于接入DCS系统。
在该项目中，雷达液位计被分别安装于循环水储罐与气液分离罐顶部法兰位置，使用原有接口规格，无需新增开孔或结构改造，大幅缩短了现场施工周期。
本次项目中选用的计为PRO系列80GHz高频雷达液位计，在设计上针对复杂工业现场进行了优化。其天线结构采用聚四氟乙烯（PTFE）全密封设计，具备出色的防结露、防腐蚀性能，可长期用于中水及含少量化学杂质的工况环境。仪表内部采用计为自主研发设计的新一代高速信号处理芯片，在面对液位波动或搅动气泡时，仍能有效识别真实液面回波，避免误判。
此外，计为PRO系列雷达液位计在抗干扰性方面表现尤为突出。其发射频率高达80GHz，波束角仅约3°，能够在狭小空间中精准聚焦，有效避免罐壁、支架等内部结构造成的虚假回波。配合动态信号曲线自适应算法，在气液交替、液位剧烈变化等情况下，依然能够输出稳定的测量信号。
在系统集成层面，计为PRO系列雷达液位计支持多种通讯协议（如HART、Modbus等），并可通过现场显示界面快速设置零点、量程及信号输出方式，大大简化了调试流程。其宽范围电源设计（DC 12–36V）使仪表可灵活适配不同供电系统，同时具备反极性与浪涌保护功能，保证仪表在复杂工业电气环境下长期稳定运行。
针对本项目的循环水储罐与气液分离罐工况，计为PRO系列雷达液位计还提供了专用的过程连接和安装导向结构，确保信号在不同罐型中均能获得最佳反射效果。安装后，无需额外标定即可投入使用，测量精度可达±1mm，完全满足项目对液位连续监测与远传控制的要求。
通过此次技术选型和升级，不仅解决了原磁翻板液位计存在的卡滞、误差和维护频繁等问题，也进一步提升了系统的自动化水平和数据可靠性。计为PRO系列雷达液位计凭借其高频精度、稳定性能与易维护性，为该化工厂循环水系统的长期稳定运行提供了坚实保障。
三、现场调试与运行表现
仪表安装完成后，技术团队对系统进行了通电调试与校准。计为PRO系列雷达液位计具备智能自适应算法，在启动后可自动识别罐体高度与液面反射波特征，并对复杂信号进行动态滤波与回波优化处理，确保测量结果稳定可靠。
测试结果显示：
- 在常温常压条件下，液位信号波形清晰，回波能量充足；
- 液位变化响应迅速，信号刷新周期短；
- 在泵启停引起的液面波动中，仪表读数稳定，无明显跳动或漂移；
- 通过HART通讯可实时监控液位趋势，数据与人工测量结果误差小于±3mm。
运行一段时间后，维护人员反馈计为PRO系列雷达液位计表现出极高的稳定性。仪表在长期运行中无需定期清理或机械维护，即使罐体内部出现轻微结垢或冷凝现象，测量性能仍未受到影响。
此外，该系列雷达采用一体化密封结构与耐腐蚀天线材料，具备优异的防护与抗干扰性能，可在湿热、高振动等工况下持续保持高信噪比输出。其可靠性与免维护特性，使得现场仪表运行更加省心，也为后续扩展至其他储罐系统提供了可复制的技术路径。
四、改造成效与用户反馈
此次液位测控系统改造共涉及多个储罐与分离罐。改造完成后，系统总体运行稳定，现场与控制室液位显示一致，报警动作准确。客户反馈主要集中在以下几点：
- 可靠性显著提升。 计为PRO系列雷达液位计运行半年后未出现漂移或误报，避免了因仪表失准导致的误动作；
- 维护成本大幅降低。 仪表免清洗，减少了人员巡检频率；
- 安装便捷、改造周期短。 利用原有法兰接口，施工周期由原计划的三天缩短至一天；
- 系统兼容性强。 通过标准信号接入现有DCS，无需额外模块或程序修改。
工厂技术负责人表示，改造后的液位测量系统不仅运行更稳定，也让操作人员从繁琐的日常维护中解放出来。尤其在循环水系统这种看似简单、但工况长期运行的场合，仪表的稳定性和可靠性更能体现价值。
五、项目意义：从传统到智能的升级
磁翻板液位计在工业领域应用多年，其结构简单、直观可视的优势在早期阶段具有不可替代性。然而，随着工厂自动化与信息化水平的不断提高，企业对于液位测控设备的要求也从“可读”逐步升级为“可联、可控、可维护”。
此次中东化工厂的改造实践表明，计为PRO系列雷达液位计不仅在高温、高压、腐蚀等复杂工况下展现出优越性能，在常温常压的循环水系统中同样以其稳定、可靠、免维护的特性，显著提升了现场仪表的运行体验和管理效率。
该项目的成功实施，充分验证了雷达液位计在传统磁翻板应用场景下的可替代性，为类似工况的仪表升级改造提供了可借鉴的经验。同时，也体现出液位测控技术在化工行业的总体发展趋势——从机械式向电子式演进，从单点显示向系统互联转变，从定期维护向智能运维升级。
未来，随着雷达技术的持续迭代与成本结构的优化，更多传统磁翻板液位计将在智能化改造浪潮中被高性能雷达液位计所替代，帮助企业实现更安全、更高效、更智能的过程监测与控制。
