雷達(dá)物位計(jì)可靠、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)河流水位

上海上自儀公司位于 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，現(xiàn)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(qū)，被認(rèn)為是蒂羅爾同類棲息地之一。

幾年前，TIWAG 發(fā)起了一項(xiàng)改造計(jì)劃，以進(jìn)一步提高發(fā)電廠的效率，以及保護(hù)和升級(jí)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)電廠安裝了一個(gè)附加渦輪機(jī)的“摻雜”發(fā)電站，以及對(duì)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)，不僅確保魚類通過(guò)因環(huán)路遷移，而且現(xiàn)在還用于發(fā)電。這不僅將足夠的水引入 Inn 環(huán)路以支持魚類和其他水生生物，而且還可以向蒂羅爾電網(wǎng)提供額外的 6 GWh 電力。項(xiàng)目完成后，Kichbichl 發(fā)電廠每年將產(chǎn)生總計(jì) 1.65 億千瓦時(shí)的能源。

當(dāng)談到與液位測(cè)量相關(guān)的問(wèn)題時(shí)，TIWAG 依賴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(rèn)證的測(cè)量解決方案，它實(shí)際上仍在測(cè)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(yàn)， ”在TIWAG 負(fù)責(zé)系統(tǒng)規(guī)劃和規(guī)劃以及調(diào)試的 Georg Dworschak 回憶道。這就是為什么傳感器不僅安裝在 Kirchbichl 發(fā)電廠的原因——的測(cè)量?jī)x器也可以在屬于 TIWAG 的其他發(fā)電廠中找到。在開始規(guī)劃 Kirchbichl 工廠的改造和擴(kuò)建時(shí)。

在液位測(cè)量領(lǐng)域， 看到了采用連續(xù)測(cè)量方法，尤其是雷達(dá)測(cè)量技術(shù)的明顯趨勢(shì)。如今，為了控制目的，更多的測(cè)量值被輸入到過(guò)程控制系統(tǒng)中。但是，與此同時(shí)，還會(huì)收集各種類型的附加數(shù)據(jù)。

“今天只是有更多的法定要求和規(guī)定。需要比過(guò)去更多的數(shù)據(jù)，無(wú)論是來(lái)自主電廠、興奮劑電站、廢水等。這些數(shù)據(jù)不僅須比以前準(zhǔn)確得多，還必須經(jīng)過(guò)驗(yàn)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(dāng)前自動(dòng)化的發(fā)展。

這不僅適用于 Kirchbichl 的工廠。每個(gè)單獨(dú)的測(cè)量值還流入一個(gè) Scada 系統(tǒng)，該系統(tǒng)監(jiān)控蒂羅爾的所有 TIWAG 發(fā)電廠——9 個(gè)大型發(fā)電廠和 34 個(gè)小型發(fā)電廠。測(cè)量值也報(bào)告給奧地利水文研究所。

盡管基希比希爾仍有一些建設(shè)工作要做，但傳感器已經(jīng)通過(guò)了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。來(lái)自新的雷達(dá)物位計(jì)傳感器現(xiàn)在正在沿水道連續(xù)監(jiān)測(cè)水位：在入口通道、中間測(cè)量點(diǎn)、前海灣和渦輪機(jī)下方的下游區(qū)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(duì)價(jià)格更敏感的應(yīng)用，例如在水/廢水中發(fā)現(xiàn)的應(yīng)用行業(yè)。它們的優(yōu)勢(shì)在于，由于采用 80 GHz 技術(shù)，雷達(dá)波束可以準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)介質(zhì)。因此，不會(huì)在狹窄的豎井中產(chǎn)生干擾信號(hào)，這些信號(hào)來(lái)自容器壁上的沉積物或管道或泵等內(nèi)部構(gòu)件。這意味著——與超聲波傳感器相比——不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤信號(hào)，因此不需要。

“我很高興新傳感器如此緊湊，因?yàn)檫@使其非常適合在泵軸中使用。最初雷達(dá)物位計(jì)計(jì)劃用于該測(cè)量點(diǎn)， ”Dworschak 說(shuō)。“我已經(jīng)考慮過(guò)安裝可能帶來(lái)的困難，以及錯(cuò)誤信號(hào)的可能性，但有了新傳感器，這不再是問(wèn)題。”

這里的背景故事是，規(guī)劃水電站所需的時(shí)間通常很長(zhǎng)，由于地形原因，水電站不是標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。在規(guī)劃的早期，新的緊湊型雷達(dá)物位計(jì)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(dá)傳感器對(duì)灰塵堆積不敏感。這些都是經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致其他類型的測(cè)量設(shè)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(hù)設(shè)計(jì)。

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

上海上自儀公司根據(jù) Dworschak 的說(shuō)法，安裝本身順利進(jìn)行?！爸挥型ㄟ^(guò)軸中的雷達(dá)測(cè)量，他們才看到出現(xiàn)了輕微的波浪，但這些可以通過(guò)濾波器功能輕松調(diào)整?！?自 2020 年春季以來(lái)，緊湊型雷達(dá)物位計(jì)一直在提供可靠和準(zhǔn)確的測(cè)量值，證明了它們?cè)谌粘２僮髦械膶?shí)用性。這使 Dworschak 能夠?qū)Ｗ⒂谄渌蝿?wù)，直到 2020 年 11 月完成廣泛的項(xiàng)目。