雷達物位計可靠、準確地監測河流水位

上海上自?xún)x公司位于 Kirchbichl 的 TIWAG (Tiroler Wasserkraft AG) 發(fā)電站巧妙地融入了因河的環(huán)流中，自 1940 年代以來(lái)一直為蒂羅爾可靠地供電。它的位置無(wú)疑是將蜿蜒的“客棧環(huán)路”與河流的主干道分開(kāi)，現在是殘留水的路徑。這創(chuàng )造了一個(gè)特殊的環(huán)境，有礫石灘和靜水區，被認為是蒂羅爾同類(lèi)棲息地之一。

幾年前，TIWAG 發(fā)起了一項改造計劃，以進(jìn)一步提高發(fā)電廠(chǎng)的效率，以及保護和升級鄰近的棲息地。另一個(gè)重要的問(wèn)題須解決：客棧河的流速，幾十年來(lái)發(fā)生了變化。目前，剩余的幾個(gè)工地仍然占地位，但這些都將在今年完成。改進(jìn)包括在主發(fā)電廠(chǎng)安裝了一個(gè)附加渦輪機的“摻雜”發(fā)電站，以及對源頭水道進(jìn)行大修。還修建了額外的防洪措施，還修建了魚(yú)道。

特別巧妙：自 2018 年 5 月以來(lái)，“摻雜”水（殘留水）以 15 立方米/秒的速度從堰上釋放出來(lái)，不僅確保魚(yú)類(lèi)通過(guò)因環(huán)路遷移，而且現在還用于發(fā)電。這不僅將足夠的水引入 Inn 環(huán)路以支持魚(yú)類(lèi)和其他水生生物，而且還可以向蒂羅爾電網(wǎng)提供額外的 6 GWh 電力。項目完成后，Kichbichl 發(fā)電廠(chǎng)每年將產(chǎn)生總計 1.65 億千瓦時(shí)的能源。

當談到與液位測量相關(guān)的問(wèn)題時(shí)，TIWAG 依賴(lài)SANCHANG，并且已經(jīng)這樣做了超過(guò) 15 年。早期，該公司正在尋找一種通過(guò)SIL2 認證的測量解決方案，它實(shí)際上仍在測量點(diǎn)使用。

“我們欣賞傳感器的可靠性，重要的是耐用性，并且在過(guò)去有很多很好的使用經(jīng)驗， ”在TIWAG 負責系統規劃和規劃以及調試的 Georg Dworschak 回憶道。這就是為什么傳感器不僅安裝在 Kirchbichl 發(fā)電廠(chǎng)的原因——的測量?jì)x器也可以在屬于 TIWAG 的其他發(fā)電廠(chǎng)中找到。在開(kāi)始規劃 Kirchbichl 工廠(chǎng)的改造和擴建時(shí)。

在液位測量領(lǐng)域， 看到了采用連續測量方法，尤其是雷達測量技術(shù)的明顯趨勢。如今，為了控制目的，更多的測量值被輸入到過(guò)程控制系統中。但是，與此同時(shí)，還會(huì )收集各種類(lèi)型的附加數據。

“今天只是有更多的法定要求和規定。需要比過(guò)去更多的數據，無(wú)論是來(lái)自主電廠(chǎng)、興奮劑電站、廢水等。這些數據不僅須比以前準確得多，還必須經(jīng)過(guò)驗證。由于一切都是自動(dòng)化的，因此須保證 96% 的可用性，”Dworschak 解釋說(shuō)，暗指當前自動(dòng)化的發(fā)展。

這不僅適用于 Kirchbichl 的工廠(chǎng)。每個(gè)單獨的測量值還流入一個(gè) Scada 系統，該系統監控蒂羅爾的所有 TIWAG 發(fā)電廠(chǎng)——9 個(gè)大型發(fā)電廠(chǎng)和 34 個(gè)小型發(fā)電廠(chǎng)。測量值也報告給奧地利水文研究所。

盡管基希比希爾仍有一些建設工作要做，但傳感器已經(jīng)通過(guò)了現場(chǎng)測試。來(lái)自新的雷達物位計傳感器現在正在沿水道連續監測水位：在入口通道、中間測量點(diǎn)、前海灣和渦輪機下方的下游區域以及泵軸中。

產(chǎn)品組合中添加了一個(gè)新的緊湊型儀器系列。這些儀器還適用于對價(jià)格更敏感的應用，例如在水/廢水中發(fā)現的應用行業(yè)。它們的優(yōu)勢在于，由于采用 80 GHz 技術(shù)，雷達波束可以準確瞄準介質(zhì)。因此，不會(huì )在狹窄的豎井中產(chǎn)生干擾信號，這些信號來(lái)自容器壁上的沉積物或管道或泵等內部構件。這意味著(zhù)——與超聲波傳感器相比——不會(huì )出現錯誤信號，因此不需要。

“我很高興新傳感器如此緊湊，因為這使其非常適合在泵軸中使用。最初雷達物位計計劃用于該測量點(diǎn)， ”Dworschak 說(shuō)?！拔乙呀?jīng)考慮過(guò)安裝可能帶來(lái)的困難，以及錯誤信號的可能性，但有了新傳感器，這不再是問(wèn)題?！?/p>

這里的背景故事是，規劃水電站所需的時(shí)間通常很長(cháng)，由于地形原因，水電站不是標準系統。在規劃的早期，新的緊湊型雷達物位計系列還不存在。

除了不受溫度波動(dòng)、真空或高壓的影響外，重要的是，雷達傳感器對灰塵堆積不敏感。這些都是經(jīng)常會(huì )導致其他類(lèi)型的測量設備（例如超聲波液位變送器）發(fā)生故障的因素。此外，該系列具有固定電纜連接，并采用IP66/IP68防護設計。

“對于河流發(fā)電廠(chǎng)的測量系統來(lái)說(shuō)，洪水事件是一個(gè)巨大的挑戰， ”Dworschak 警告說(shuō)?！叭绻l(fā)生洪水，即使是冗余測量也可能很快失敗，因為例如，一棵連根拔起的樹(shù)卡在入口處?！?過(guò)去，Dworschak 的一位同事總是不得不前往問(wèn)題現場(chǎng)檢查測量點(diǎn)并迅速采取補救措施。因此，在翻新過(guò)程中，工程團隊決定使用 3 分之 2 的測量解決方案?！叭绻粋€(gè)傳感器出現故障，我仍然可以依靠另外兩個(gè)讀數， ”Dworschak 解釋說(shuō)。因為與其他傳感器不同，它在發(fā)生洪水時(shí)仍能可靠運行。

上海上自?xún)x公司根據 Dworschak 的說(shuō)法，安裝本身順利進(jìn)行?！爸挥型ㄟ^(guò)軸中的雷達測量，他們才看到出現了輕微的波浪，但這些可以通過(guò)濾波器功能輕松調整?！?自 2020 年春季以來(lái)，緊湊型雷達物位計一直在提供可靠和準確的測量值，證明了它們在日常操作中的實(shí)用性。這使 Dworschak 能夠專(zhuān)注于其他任務(wù)，直到 2020 年 11 月完成廣泛的項目。