固體料倉是火力發(fā)電中必不可少的設(shè)備。而由于固體料倉粉塵大,介電常數(shù)低,存在負(fù)壓或正壓,測量距離長等特點,使得料位測量一直是物位測量技術(shù)中的一大難點。大唐魯北發(fā)電有限責(zé)任公司有三個15米干灰?guī)?,之前的物位測量選用的是傳統(tǒng)電容式料位計,由于灰?guī)齑娣诺母苫抑亓枯p,顆粒度小,在下料過程中易形成揚灰,并在料位計纜繩上附著結(jié)塊,影響測量準(zhǔn)確性,經(jīng)常因為料位誤報導(dǎo)致輸灰系統(tǒng)停運。
一、傳統(tǒng)電容式料位計的掛料問題:
傳統(tǒng)的電容式料位計結(jié)構(gòu)簡單,靈敏度高,有很好的穩(wěn)定性,抗干擾能力強,測點少。但由于煤粉密度、濕度、粉倉溫度等的變化對電容量有影響,故實際應(yīng)用時應(yīng)加入補償措施,以提高測量精度。傳統(tǒng)的電容式物位計對探頭發(fā)生粘附的導(dǎo)電液、漿料、顆粒等進行測量時,要發(fā)生電掛料問題,誤差較大,不能得到滿意的結(jié)果。從電學(xué)角度來說,電掛料層相當(dāng)于一個電阻抗,傳感元件被掛料覆蓋的部分相當(dāng)于一條由無數(shù)個無窮小長度單元上的電容和電阻元件組成的傳輸線。
發(fā)生掛料時,測量電容 C=Cw +Cg
其中Cw為物位的等效電容,Cg為掛料部分的等效電容。
不帶掛料的電容式料位傳感器電可等效為純電容形式,而掛料會引起測量電壓的能量損耗,這樣就造成物料無法真實準(zhǔn)確的被測量。
二、目前料位測量的主要手段和方式:
現(xiàn)在隨著科學(xué)發(fā)展,越來越多的測量方法可供選擇,如:阻旋、音叉、射頻導(dǎo)納等開關(guān)量測量方式和重錘、電容式、稱重式、雷達、超聲波、γ射線等連續(xù)量測量方式。但是,許多測量裝置受測量原理和現(xiàn)場、制造條件的制約,在電廠料倉中的應(yīng)用都不十分理想。能實現(xiàn)這種對工況要求嚴(yán)格的料位測量儀器寥寥無幾,常用的連續(xù)量測量方式有:重錘式料位計、雷達式料位計、超聲波料位計等。鑒于粉煤灰的特點,也考慮過進行人工重錘式料位計進行測量,這樣可以比較準(zhǔn)確、可靠的測量出真實料位。但是由于現(xiàn)場工況惡劣、危險性大,不適宜長時間采用人工測量。相比較而言雷達式料位計具有其顯著的優(yōu)點:非接觸式測量,應(yīng)用電磁脈沖進行快速測量,精度高,抗干擾能力強,耐腐蝕,耐壓高,耐溫高等。
三、雷達料位計測量原理:
雷達液位計是一種微波物位計,它是微波(雷達)定位技術(shù)的一種運用。發(fā)射-反射-接收是雷達液位計的基本工作原理。它是通過一個可以發(fā)射能量波(一般為脈沖信號)的裝置(天線)發(fā) 射能量波,能量波在波導(dǎo)管中傳輸,能量波遇到障礙物反射,反射的能量波由波導(dǎo)管傳輸至接收裝置,再由接收裝置接收反射信號。根據(jù)測量能量波運動過程的時間差來確定物位變化情況。由電子裝置對微波信號進行處理,終轉(zhuǎn)化成與物位相關(guān)的電信號。
因為雷達脈沖電磁波信號從發(fā)射到接收的運行時間t與探頭到介質(zhì)表面的距離L成正比,即:
L=v*t/2
式中v為雷達發(fā)射的電磁波速度
又因雷達發(fā)射端距測量介質(zhì)底部容器的高度是固定的,為H由此可計算出料位高度 h= H-L=H-v*t/2
四、雷達料位計測量料位的優(yōu)點:
(1)連續(xù)準(zhǔn)確地測量
由于電磁波的特點,不受環(huán)境的影響。故雷達料位計測量的應(yīng)用場合比較廣。雷達料位計的探頭與介質(zhì)表面無接觸,屬非接觸測量,能夠準(zhǔn)確、快速地測量不同的介質(zhì)。探頭幾乎不受溫度、壓 力、氣體等的影響。
(2)維護方便,操作簡單
雷達料位計具有故障報警及自診斷功能。根據(jù)操作顯示模塊提示的錯誤代碼分析故障,及時確 定故障予以排除,使維護校正更加方便、準(zhǔn)確,保障儀表的正常運行。由于***材料的使用,對情況其復(fù)雜的化學(xué)、物理條件都很耐用,它可以提供準(zhǔn)確可操、長期穩(wěn)定的模擬量或數(shù)字量的物位信號。
(3)適用范圍廣,幾乎可以測量所有介質(zhì)
微波幾乎不受干擾,與測量介質(zhì)不直接接觸,幾乎可以被應(yīng)用于各種場合,如真空測量、液位測量或料位測量等。從槽罐體的形狀來說,雷達液位計可以對球罐、臥罐、柱形罐、圓柱椎體罐等的液位進行測量;從罐體功能來說,可以對儲罐、緩沖罐、微波管、旁通管中的液位進行測量;從被測介質(zhì)來說,可以對液體、顆粒、料漿等進行測量。
(4)參數(shù)設(shè)定方便
可用料位計上的簡易操作鍵進行設(shè)定,也可用 HART 協(xié)議的手操器或 PC 機在遠程或直接接在液位計的通信端進行設(shè)定,十分方便。
五、安裝應(yīng)注意的問題
因為雷達料位計是依靠吸收反射電磁波來計量料位,所以雷達料位計對安裝位置有一定要求的:
(1)當(dāng)測量液態(tài)物料時,傳感器的軸線和介質(zhì)表面保持垂直;當(dāng)測量固態(tài)物料時,由于固體介質(zhì)會有一個堆角,傳感器要傾斜一定的角度。
(2)盡量避免在發(fā)射角內(nèi)有造成假反射的裝置。特別要避免在距離天線近的1/3錐形發(fā)射區(qū)內(nèi)有障礙裝置。
(3)要避開進料口,波束不得于進料相交,以免產(chǎn)生虛假反射。
(4)要避免安裝在有很強渦流的地方。如:由于攪拌或很強的化學(xué)反應(yīng)等,建議采用導(dǎo)波管或旁通管測量。
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