一、項目背景與行業工況

　　在精細化工、醫藥中間體及部分新能源材料生產過程中，腐蝕性液體伴隨大量泡沫生成是一種非常典型、卻又極具挑戰性的工況。這類工況普遍存在于反應后緩沖罐、中間儲罐、氣液分離罐以及洗滌塔循環罐等設備中，液位測量的可靠性直接關系到工藝穩定性和裝置安全。

　　寧波精細化工的裝置用于生產高附加值有機化學品。反應完成后，物料進入一臺反應中間緩沖罐（Intermediate Holding Tank），用于暫存、脫氣并向下游連續輸送。該罐長期存在強腐蝕性介質 + 持續泡沫層 + 工況波動頻繁的特點，液位測量一直是裝置運行中的難點。

 二、罐體結構與具體工況說明

　　該設備為立式圓筒結構碳鋼襯氟罐，容積約 12 m3，頂部設有進料口、放空口和儀表接口，底部連接輸送泵。其主要工況特征如下：

? 介質特性 物料為含有機酸與溶劑的混合液，腐蝕性強，對金屬和密封材料要求高 反應殘余表面活性物質導致液面持續生成泡沫

? 泡沫特征 泡沫層厚度不穩定，通常在 100–300 mm 之間波動 泡沫密度低、結構松散，但會覆蓋真實液面

? 溫度與壓力 常年運行溫度約 70–95 ℃ 常壓或微正壓工況

? 工藝要求 液位用于聯鎖控制輸送泵啟停 防止罐體溢流及泵空轉 要求信號連續、穩定，不允許頻繁誤報警

三、原有測量方案的問題

　　項目初期，該中間罐采用投入式液位計 + 防腐護套的測量方案。然而在長期實際運行過程中，該方案逐步暴露出多方面問題。

　　首先，泡沫對測量的干擾十分明顯。運行過程中，中間罐內液體表面長期覆蓋泡沫，投入式液位計探頭易被泡沫包裹，導致壓力傳遞失真，液位信號出現頻繁波動和漂移，測量穩定性難以保證。

　　其次，腐蝕性介質加速了儀表老化。盡管選用了防腐材質并加裝護套，但在高腐蝕性工況下，傳感器膜片仍不可避免地出現老化現象，零點逐漸漂移，儀表需要定期校準甚至更換，維護頻率和成本持續上升。

　　此外，清洗與結垢對長期運行穩定性造成影響。裝置在定期清洗或工況切換過程中，儀表往往需要拆卸或重新標定，不僅增加了現場維護工作量，也對連續生產運行造成干擾。

　　同時，誤報警風險較高。在泡沫突然增多或工況波動時，液位信號容易出現異常跳變，曾多次觸發液位誤報警，導致泵誤停，影響裝置正常運行。

　　上述問題的疊加，使得液位測量逐漸成為該裝置穩定運行中的薄弱環節，也成為后續測量方案優化的主要原因。

四、測量方案優化思路

　　針對上述問題，業主在技術改造中明確提出三點核心需求：

? 測量方式必須避開介質腐蝕與泡沫直接接觸

? 液位信號不受泡沫層頻繁變化影響

? 滿足連續運行工況，降低維護與人工干預

　　在綜合評估浮球、導波雷達、差壓及高頻雷達等多種方案后，最終選用JWrada? 系列 FMCW 雷達液位計，用于該腐蝕性泡沫工況下的連續液位測量。

五、雷達液位計技術方案說明

 JWrada? 雷達液位計支持遠程調試、回波分析，軟件自主研發，維護方便

　　本項目最終選用 JWrada? 系列雷達液位計 作為中間罐液位測量方案，主要基于其在腐蝕性、泡沫型工況下的穩定性與長期可靠性。該儀表在測量原理、結構形式及軟件系統層面，均針對復雜化工工況進行了系統性優化。

　　在測量原理上，JWrada? 雷達液位計采用 FMCW（調頻連續波）雷達技術，通過發射高頻電磁波并對回波信號進行頻差分析，精確識別真實液面位置。相較于壓力式或接觸式測量方式，該原理不依賴介質密度與物性參數，對液體表面存在泡沫、波動或擾動的工況具有更強的適應能力。在本項目中，即便中間罐內泡沫層厚度和形態隨反應階段變化，儀表仍能穩定區分泡沫反射與真實液面回波，避免液位信號虛高或漂移。

　　在結構形式上，儀表采用 非接觸式測量 方案，雷達天線不與介質直接接觸，從根本上避免了腐蝕性介質對傳感器本體的侵蝕問題，也消除了結垢、污染對測量精度的長期影響。這一特點顯著降低了維護頻率和備件消耗，特別適合連續運行、清洗周期較短的化工反應中間罐工況。

　　針對泡沫與液面擾動并存的實際工況，JWrada? 雷達液位計結合 回波學習機制與信號識別算法，可對罐內固定結構、進料擾動以及泡沫層反射進行區分和抑制，從而保持液位信號的連續性與平滑性。這一特性在中間罐液位頻繁小幅波動的運行條件下尤為關鍵，有效避免了誤報警和誤聯鎖動作。

JWrada? 雷達液位計適應波動液位環境，測量穩定，隨時監控各項數據（該功能可選配）

　　在可靠性方面，雷達液位計無機械運動部件，不存在膜片老化、零點漂移等問題，長期運行穩定性明顯優于投入式液位計或浮子類儀表，適合化工裝置全年連續運行的管理要求。

　　本項目中，儀表采用 頂部安裝方式，并配置適用于小口徑接管的高性能天線結構，在有限安裝空間內仍可獲得清晰、穩定的回波信號，滿足現場結構條件限制。

　　此外，JWrada? 雷達液位計具備完善的軟件系統優勢，包括 軟件更新、工況調試、參數設置及故障碼查看 等功能。通過云服務器，工程師可與現場人員進行一對一遠程調試，實時查看并分析回波曲線與 EFT 曲線，實現快速診斷和參數優化。上述軟件功能均為自主研發，在國內同類產品中具有明顯差異化優勢，也為裝置后期運行提供了更高的可維護性與技術支持能力。

六、安裝調試與參數優化

　　在現場調試階段，重點完成了以下工作：

? 建立液面回波學習模型，屏蔽罐內結構與泡沫干擾

? 優化回波濾波與阻尼參數，提高信號平滑度

? 設置合理的高低液位報警點，與泵聯鎖系統聯動

? 將 4–20 mA 信號接入 DCS，實現連續監控

　　調試完成后，即使在泡沫快速生成或消散的工況下，液位曲線依然連續、無跳變。

七、運行效果與工程價值

　　雷達液位計投入運行后，現場運行情況逐步穩定，測量效果得到驗證。

　　在連續生產條件下，液位信號保持良好一致性，長期運行過程中未出現明顯漂移現象；液位變化能夠真實反映罐內工況，信號連續、平穩。受此影響，相關泵組運行狀態明顯改善，運行過程中未再出現因液位誤判導致的誤停、空轉等情況。

　　同時，由于液位控制更加可靠，中間罐發生溢流的風險得到有效控制，裝置運行安全裕度明顯提升。與原有測量方案相比，儀表日常維護和校驗工作量顯著減少，基本不再需要因測量問題頻繁介入現場處理。

　　業主在運行評估中認為，該雷達液位計較好地解決了腐蝕性泡沫工況下長期存在的測量不穩定、可信度不足、維護頻繁等問題，為裝置實現連續、穩定、安全運行提供了可靠的液位數據支持。

八、案例總結

　　在存在腐蝕性介質與泡沫并存的工況下，傳統接觸式液位測量方式往往難以兼顧可靠性與長期穩定性。通過在本項目中引入 JWrada? 雷達液位計，成功實現了對反應中間罐液位的連續、穩定測量。

　　該案例表明，在復雜化工工況中，選擇合適的雷達液位測量方案，是提升裝置運行可靠性、降低維護成本、保障生產安全的重要技術手段。