回流罐液位測量項目應用：JWrada®-35 雷達液位計現場投運案例

項目背景與裝置概況

　　在連續精餾工藝中，回流系統是決定分離效率與能耗水平的核心單元之一。其中，回流罐（Reflux Accumulator Drum）作為塔頂冷凝系統后的關鍵緩沖設備，承擔著冷凝液暫存、氣液進一步分離以及回流與外送產品分配的多重功能。其液位測量的可靠性，直接關系到回流比的穩定控制，進而影響塔板效率、理論板數利用率以及產品純度。

　　本案例來自鄭州精細化工企業的芳烴類溶劑連續精餾裝置。該裝置為常年運行裝置，設計負荷變化范圍大，對塔頂操作穩定性要求高。隨著裝置運行年限增加，原有回流罐液位測量方案逐漸暴露出適應性不足的問題，成為制約裝置穩定運行的薄弱環節。

回流罐工況特征與測量難點分析

　　該回流罐位于塔頂冷凝器之后，屬于典型的高要求液位測量場景，具體工況如下：

• 介質特性：塔頂蒸汽冷凝形成的有機溶劑混合液，介電常數低，且隨組分波動存在變化

• 溫度條件：正常運行溫度約 90–120 ℃，裝置啟停及工況切換時存在短時間高溫沖擊

• 壓力條件：微正壓運行，冷凝負荷變化導致罐內壓力與液位同步波動

• 工藝特征：

• 回流比需根據產品指標頻繁調整

• 回流泵對液位穩定性高度敏感

• 液位變化幅度有限，但變化頻繁

• 冷凝液落入罐內易造成液面擾動，局部伴隨泡沫

　　上述工況決定了回流罐液位測量不僅要求“測得準”，更要求“信號穩定、連續、可長期信賴”。

原測量方案存在的問題

　　在該精餾裝置早期，回流罐液位測量采用傳統的差壓式液位計。雖然這種儀表在常規液體儲罐中應用廣泛，但在精餾塔頂回流罐的工況下，其局限性逐漸顯現。首先，差壓式液位計的測量原理依賴介質密度穩定，而回流罐中的冷凝液成分復雜，溫度隨操作條件和冷凝負荷變化頻繁，這導致介質密度出現顯著波動。由于差壓信號與液位高度的換算關系基于固定密度，實際液位與儀表顯示之間往往存在偏差，嚴重時液位讀數與實際液位可能相差數厘米，直接影響回流比的精確控制。

　　其次，差壓式液位計對長期連續運行的適應性不足。儀表零點會隨著溫度周期變化、管路應力和長期使用而漂移，因此需要定期人工校準。每次校準不僅增加了維護成本，還必須在校準期間對裝置操作進行特殊管理，避免液位數據不準帶來的安全隱患和生產波動。這對連續運行的精餾塔來說，意味著額外的管理負擔和潛在的停工風險。

　　此外，在動態工況下差壓式液位計的響應速度存在滯后。回流比的調整通常需要在短時間內完成，以保證塔頂溫度和塔內負荷穩定，但儀表響應滯后導致液位信號更新滯緩，使回流泵控制出現延遲，影響塔頂液位的實時反饋和回流量調節，間接降低了分離效率。

　　關鍵的是，液位信號的不穩定放大了操作風險。在部分工況下，液位讀數偏低可能導致回流泵吸空，而液位讀數偏高則可能造成罐內液體溢出或塔頂液面淹沒，增加安全風險和設備損傷的可能性。這些問題綜合起來，使傳統差壓式液位計難以滿足回流罐對連續、精確、可靠液位測量的嚴格要求，也成為制約精餾裝置穩定運行和高效分離的薄弱環節。

測量方案優化思路

　　基于前期差壓式液位計在回流罐液位測量中暴露出的多項問題，業主在技術改造方案設計階段明確提出了對新測量方案的核心要求。

　　１.　液位測量原理必須盡量擺脫介質密度、溫度以及壓力變化的影響，以保證在冷凝液成分波動或操作溫度、壓力波動情況下，仍能提供穩定、準確的液位信號。

　　２.　測量方式應適應連續運行的精餾裝置特性，具備長期穩定性，降低日常維護及校準頻率，從而減少對生產運行的干擾并提升操作可靠性。

　　３.　液位輸出信號需滿足 DCS 回流控制系統的實時性和穩定性要求，能夠為回流泵及相關控制環節提供高精度、連續、可追蹤的數據支撐。

　　在充分分析回流罐的工況特性及操作需求后，項目組對多種液位測量方案進行了綜合評估，包括差壓式、浮球式、導波雷達以及高頻非接觸雷達等方案。通過對各方案在溫度適應性、介質密度變化響應、維護成本、動態響應能力以及與 DCS 系統兼容性等方面的對比，最終確定采用 JWrada®-35 雷達液位計 作為回流罐的連續液位測量儀表。該儀表不僅能夠克服傳統差壓式液位計在復雜工況下的不穩定問題，還可在精餾裝置長期運行條件下提供可靠、連續、精確的液位數據，為回流比調節與塔頂操作控制提供堅實保障。位測量儀表。

JWrada®-35 雷達液位計技術方案說明

　　JWrada®-35 采用 FMCW（調頻連續波）雷達測量原理，通過發射高頻電磁波并接收液面反射回波，計算液位高度。該測量方式具備以下顯著優勢：

• 具有獨特的軟件優勢，包括軟件更新、工況調試、參數設置、故障碼查看等功能

• 工程師可通過云服務器與現場人員一對一遠程調試，實現回波曲線和EFT曲線的實時查看與分析

• 所有功能均由計為自主研發，目前國內其他廠家尚無同類解決方案

• JWrada®-35 采用 FMCW（調頻連續波）雷達測量原理，通過發射高頻電磁波并接收液面反射回波計算液位高度

• 非接觸式測量，不與介質直接接觸，不受腐蝕、結垢及工藝污染影響

• 與介質物性參數無關，基本不受密度、黏度、溫度變化影響

• 對低介電常數介質具有良好適應性，適合有機溶劑冷凝液測量

• 信號穩定性高，適用于液位變化頻繁但幅度有限的工況

　　在本項目中，JWrada®-35 采用頂部安裝方式，配置適合小口徑接口的高增益天線，確保在回流罐內部結構及氣相擾動存在的情況下，仍能獲得清晰、可靠的液位回波信號。

安裝調試與參數優化

　　儀表安裝過程中，充分考慮了回流罐內部液體落點、進出口位置及可能產生的虛假回波源。安裝完成后，通過現場調試完成以下關鍵步驟：

• 建立回波學習曲線，區分真實液位回波與罐內結構反射

• 設置合理的測量量程與盲區參數

• 優化信號濾波與阻尼設置，提高輸出平穩性

• 將 4–20 mA 信號接入 DCS，用于回流控制與液位聯鎖

　　調試結果表明，即使在裝置負荷波動、冷凝量變化明顯的情況下，液位信號仍保持連續、平滑，無跳變現象。

運行效果與工程價值

　　JWrada®-35 雷達液位計投入運行后，回流罐液位測量的可靠性顯著提升：

• 液位信號長期穩定，無明顯漂移

• 回流泵運行工況改善，未再發生吸空問題

• 回流比控制更加平穩，塔頂溫度波動明顯減小

• 精餾塔整體分離效率與產品質量穩定性得到提升

　　業主反饋認為，該雷達液位計有效消除了回流罐液位測量的不確定性，為精餾裝置的長期、穩定、高效運行提供了關鍵數據支撐。

案例總結

　　回流罐雖屬于精餾裝置中的輔助設備，但其液位測量卻直接影響塔頂操作與分離效果。通過在該工況中引入 JWrada®-35 雷達液位計，成功解決了傳統測量方式在復雜工況下穩定性不足的問題。

　　該案例表明，在對連續性和穩定性要求高的精餾裝置中，采用成熟可靠的雷達液位測量方案，是保障回流系統精準控制、提升整體工藝效率的重要技術手段。