一、電力行業(yè)物位測(cè)量面臨的挑戰(zhàn)

電廠儀表工作中常遇到這樣的場(chǎng)景：除氧器水位報(bào)警時(shí)有時(shí)無(wú)，汽包水位計(jì)三天兩頭要校準(zhǔn)，變壓器油位表看著看著就模糊了。電力生產(chǎn)各環(huán)節(jié)需要連續(xù)監(jiān)測(cè)的液位點(diǎn)很多——汽包水位、除氧器水位、凝結(jié)水箱、脫硫吸收塔漿液、變壓器絕緣油、燃料油罐/柴油罐、水庫(kù)前池水位、蓄電池電解液，幾乎每套系統(tǒng)都離不開一臺(tái)靠譜的液位計(jì)。

這些測(cè)點(diǎn)大多不"友好"：除氧器和汽包蒸汽濃、溫度高、壓力大；變電站周邊電磁干擾強(qiáng)；脫硫漿液粘稠易結(jié)垢；有些容器接管小，內(nèi)部還有攪拌槳、加熱盤管。超聲波、浮球、磁翻板在這些場(chǎng)合常常測(cè)不準(zhǔn)——盲區(qū)大、被蒸汽泡沫干擾誤報(bào)、天線太粗裝不進(jìn)接管。這也是電廠近幾年轉(zhuǎn)向80GHz雷達(dá)液位計(jì)的原因。

二、80GHz雷達(dá)液位計(jì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

頻率越高，波長(zhǎng)越短，天線也能做得越小、波束越窄。80GHz波長(zhǎng)約3.75毫米，波束角可窄到4°左右。聲科電子這兩年主推的80GHz雷達(dá)液位計(jì)系列走的就是這條技術(shù)路線，實(shí)際用下來(lái)主要有幾點(diǎn)好處。

抗干擾：波束窄，容器內(nèi)攪拌槳、加熱管、扶梯造成的雜波反射少，誤報(bào)率明顯降低。盲區(qū)?。航嗣^(qū)可壓縮到幾厘米，小容器、高位安裝也能測(cè)到接近滿量程。精度高：±2mm，滿足嚴(yán)格的工藝控制要求。穿透力強(qiáng)：毫米波穿透蒸汽、粉塵的能力遠(yuǎn)超低頻雷達(dá)和超聲波，除氧器、汽包這類蒸汽彌漫的環(huán)境也能穩(wěn)定工作。安裝靈活：小天線可直接裝在小接管上，老設(shè)備改造很方便。

三、電力行業(yè)典型應(yīng)用場(chǎng)景

火電中，除氧器水位是老大難問(wèn)題——溫度常年104℃左右，壓力0.02～0.6MPa，蒸汽干擾大，傳統(tǒng)差壓變送器需頻繁標(biāo)定。聲科電子為多個(gè)電廠做除氧器測(cè)點(diǎn)改造后，客戶反饋校準(zhǔn)頻次明顯減少。汽包水位同理，配合PTFE或陶瓷耐高溫天線可連續(xù)可靠測(cè)量，是安全監(jiān)控的重要冗余手段。凝結(jié)水箱、疏水箱空間局促，小天線的優(yōu)勢(shì)同樣明顯。

脫硫脫硝系統(tǒng)中，石膏漿液池和吸收塔漿液粘稠易結(jié)垢，普通雷達(dá)天線容易被糊住失靈。聲科電子的產(chǎn)品對(duì)天線做了防粘處理，減少結(jié)垢導(dǎo)致的信號(hào)衰減。

變壓器和開關(guān)設(shè)備方面，傳統(tǒng)機(jī)械式油位表怕密封老化、指針卡死，還有漏油風(fēng)險(xiǎn)。換成非接觸雷達(dá)液位計(jì)后，無(wú)需擔(dān)心密封問(wèn)題，油位數(shù)據(jù)可直接傳到監(jiān)控后臺(tái)，對(duì)無(wú)人值守變電站尤為實(shí)用。

電廠儲(chǔ)罐——燃料油罐、應(yīng)急柴油罐——罐體高，量程常達(dá)十幾米。聲科電子80GHz雷達(dá)液位計(jì)安裝于罐頂，天線垂直向下發(fā)射毫米波并接收液面回波，按回波往返時(shí)間換算液位，全程非接觸；窄波束能避開罐壁、扶梯等構(gòu)件的雜波干擾，罐體越高、內(nèi)部構(gòu)件越多，這一優(yōu)勢(shì)越明顯。儀表輸出4-20mA或HART信號(hào)，直接用于連續(xù)液位監(jiān)控和庫(kù)存核算，配合高低限位報(bào)警實(shí)現(xiàn)防溢流、防抽空保護(hù)，運(yùn)維人員不用再爬罐頂人工測(cè)量。

水電站的水庫(kù)、前池、尾水位監(jiān)測(cè)屬于室外大量程測(cè)量，風(fēng)浪、結(jié)冰對(duì)超聲波影響較大，80GHz雷達(dá)適應(yīng)性更好。儲(chǔ)能電站的液冷系統(tǒng)、電解液罐空間緊湊，小尺寸天線加高精度測(cè)量正好匹配安裝尺寸要求。

四、與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的對(duì)比

同等安裝條件下，超聲波怕蒸汽、怕溫度梯度，80GHz雷達(dá)基本不受影響；跟26GHz低頻雷達(dá)比，波束更窄、天線更小，在小接管、多障礙物容器中優(yōu)勢(shì)更突出；跟磁翻板、伺服式液位計(jì)比，非接觸測(cè)量沒(méi)有機(jī)械磨損部件，免維護(hù)對(duì)電力行業(yè)來(lái)說(shuō)是實(shí)打?qū)嵞苁″X省事的。

五、選型與安裝要點(diǎn)

防爆認(rèn)證是diyi關(guān)——變壓器油區(qū)、燃料儲(chǔ)罐區(qū)屬于爆炸性氣體環(huán)境，需確認(rèn)產(chǎn)品滿足ExdIIBT6、ExiaIICT6等相應(yīng)等級(jí)。電磁兼容也不能忽視，電廠內(nèi)變頻器、大電機(jī)多，儀表需扛得住IEC 61000系列EMC考驗(yàn)。天線材質(zhì)要匹配工況：高溫高壓場(chǎng)合用PTFE或陶瓷天線更穩(wěn)妥，法蘭材質(zhì)需兼顧介質(zhì)腐蝕性。安裝位置盡量選容器中心線附近，避開進(jìn)料口和攪拌區(qū)，離容器壁保持一定距離，避免邊緣反射干擾。通信協(xié)議方面，支持HART、Modbus的產(chǎn)品更易接入電廠DCS系統(tǒng)——聲科電子的80GHz系列在這幾點(diǎn)上基本都是標(biāo)配，可直接對(duì)接電廠原有控制系統(tǒng)。

六、應(yīng)用效果

從聲科電子服務(wù)過(guò)的幾個(gè)火電、水電客戶反饋看，換裝80GHz雷達(dá)液位計(jì)后，誤報(bào)少了，校準(zhǔn)維護(hù)頻次也降了下來(lái)，運(yùn)維人員不用再三天兩頭往除氧器、汽包這些不好接近的地方跑，機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)的可靠性也提升了不少。

七、發(fā)展趨勢(shì)

電力系統(tǒng)往少人值守甚至無(wú)人值守方向走是大趨勢(shì)，80GHz雷達(dá)液位計(jì)接下來(lái)大概率會(huì)和無(wú)線通信、邊緣計(jì)算結(jié)合得更緊，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)診斷和故障預(yù)警。聲科電子也在往這個(gè)方向摸索，希望讓物位測(cè)量在智慧電廠里變得