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料位計(jì)選型和在火電廠的應(yīng)用
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料位計(jì)選型和在火電廠的應(yīng)用

時(shí)間:2017-12-13

 [摘 要]介紹了不同料位計(jì)測(cè)量原理和優(yōu)缺點(diǎn),根據(jù)所測(cè)介質(zhì)物理特性,結(jié)合料位計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備選型,經(jīng)試用取得良好效果。qTb壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

 
        料位計(jì)在火電廠廣泛應(yīng)用,對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行起到極為重要的作用。例如,鍋爐系統(tǒng)原煤斗、電除塵灰斗、灰?guī)、渣倉(cāng),脫硫系統(tǒng)石灰倉(cāng)等固體料位測(cè)量;脫硫系統(tǒng)吸收塔、石灰漿液箱、除灰系統(tǒng)灰水混合池等固液混合物測(cè)量;汽水系統(tǒng)高、低加熱器、汽包水位測(cè)量;水處理系統(tǒng)酸堿罐、脫硝系統(tǒng)尿素罐、尿素?cái)嚢璩氐雀g性液體液位測(cè)量。由于料位失真導(dǎo)致設(shè)備停運(yùn)、系統(tǒng)停運(yùn)、機(jī)組減負(fù)荷等情況時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重危及電廠安全運(yùn)行。
 
        針對(duì)這一難題,本文分析了被測(cè)介質(zhì)物理特性,各種料位計(jì)測(cè)量原理,提出了針對(duì)不同介質(zhì),采用不同料位計(jì),并將設(shè)備改型前后使用效果對(duì)比,解決了困擾多年的難題,為安全生產(chǎn)提供保證,為設(shè)備維護(hù)減輕工作量。
 
1 被測(cè)介質(zhì)特性分析
        電廠中各種被測(cè)介質(zhì)物理特性差異較大。按介質(zhì)形態(tài)分為固體、液體和固液混合體。固體介質(zhì)有原煤、灰渣等;液體介質(zhì)有水、酸堿、尿素溶液等;固液混合體介質(zhì)有石灰漿等。固體介質(zhì)又可細(xì)分為粉狀的,如灰;和顆粒狀的,如原煤和渣。液體介質(zhì)按腐蝕性分為無(wú)腐蝕性和腐蝕性。如水和油無(wú)腐蝕性,酸、堿和尿素有腐蝕性。根據(jù)被測(cè)介質(zhì)溫度分為常溫和高溫。介質(zhì)特性對(duì)料位計(jì)選擇有至關(guān)重要的作用,應(yīng)保證料位計(jì)在適合介質(zhì)和環(huán)境下穩(wěn)定工作。
 
2 料位計(jì)特性分類
        料位計(jì)按與被測(cè)介質(zhì)接觸與否分為接觸式和非接觸式。接觸式如音叉料位計(jì),非接觸式如無(wú)源核輻射料位計(jì)。料位計(jì)按輸出信號(hào)分為模擬量測(cè)量和開關(guān)量測(cè)量。電容料(液) 位計(jì)是模擬量料位計(jì),干簧管液位計(jì)是開關(guān)量料位計(jì)。料位計(jì)按測(cè)量方式分為直接測(cè)量和間接測(cè)量。雷達(dá)和超聲波料位計(jì)是直接測(cè)量,壓力變送器屬于間接測(cè)量。料位計(jì)按時(shí)代分為傳統(tǒng)與新式。重錘式料位計(jì)、差壓變送器,屬傳統(tǒng)測(cè)量方式;射頻導(dǎo)納近些年才出現(xiàn),屬新式測(cè)量方式。
 
3 料位計(jì)測(cè)量原理
3.1 電容料位計(jì)
        電容料位計(jì)采用分段阻容傳感器,結(jié)合射頻鎖相測(cè)量技術(shù)和等電位技術(shù),對(duì)介質(zhì)進(jìn)行分段逐層掃描,實(shí)現(xiàn)對(duì)煤粉倉(cāng)、原煤倉(cāng)、灰?guī)斓确刍壹邦w粒狀物料的連續(xù)監(jiān)測(cè)。
 
        電容料位計(jì)具有:自動(dòng)校準(zhǔn),免調(diào)試、免維護(hù)、測(cè)量精度高;采用智能化判斷和等電位技術(shù)消除掛料、飛灰等干擾;全量程無(wú)誤差積累;誤差可消除在段內(nèi),不會(huì)疊加;采用射頻鎖相技術(shù),增加信號(hào)穩(wěn)定性和可靠性。
 
3.2 音叉料位計(jì)
        音叉料位計(jì)利用聲波在空氣中按其固有頻率振動(dòng),當(dāng)音叉觸及介質(zhì)時(shí),頻率減小,由此判斷出料位高低。它的優(yōu)點(diǎn)是:原理簡(jiǎn)單,故障率低。缺點(diǎn):容易掛灰,造成料位誤判;對(duì)被測(cè)物質(zhì)濕度要求高,不能對(duì)料位連續(xù)測(cè)量。
 
3.3 超聲波和雷達(dá)料位計(jì)
        由探頭發(fā)出超聲波或電磁波脈沖,遇到被測(cè)介質(zhì)表面被反射回來(lái),探頭接收回波,轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。從發(fā)射到接收回波所需時(shí)間間隔與探頭到被測(cè)介質(zhì)表面距離成正比。
 
        這類料位計(jì)要求粉塵或水蒸汽少、介質(zhì)表面平整。優(yōu)點(diǎn)是不需要接觸待測(cè)量物料,不存在物料對(duì)探頭的機(jī)械磨損和化學(xué)腐蝕。
 
3.4 射頻導(dǎo)納料位計(jì)
        射頻導(dǎo)納料位計(jì)由傳感器和控制儀表組成,利用高頻技術(shù),通過(guò)探頭發(fā)射小功率射頻信號(hào),將物位變化轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào),采用射頻檢測(cè)技術(shù)將變化檢測(cè)出來(lái),并轉(zhuǎn)換為料位,實(shí)現(xiàn)料位連續(xù)測(cè)量。
 
        射頻導(dǎo)納料位計(jì)采用射頻檢測(cè)技術(shù)和微機(jī)處理技術(shù),解決了傳統(tǒng)料位計(jì)溫漂大,標(biāo)定難、怕粘附的難題,具有:無(wú)漂移、不粘附、易標(biāo)定、wuxu維護(hù)、使用可靠、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。
 
3.5 無(wú)源核輻射料位計(jì)
        不像傳統(tǒng)核子料位計(jì)需要人工放射源,無(wú)源核輻射料位計(jì)充分利用自然環(huán)境中廣泛存在的微量天然放射性核素。當(dāng)物料位置發(fā)生變化,物料數(shù)量的多少、與探測(cè)器距離的遠(yuǎn)近發(fā)生變化時(shí),探測(cè)器測(cè)量到的物料自身的γ射線是不同的;由于物料的屏蔽作用,當(dāng)物料位置發(fā)生變化時(shí),穿過(guò)容器的γ射線強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生變化。采用了隨機(jī)小信號(hào)識(shí)別技術(shù)和專用的信號(hào)處理程序,有效地將物位信號(hào)從噪聲中提取了出來(lái),來(lái)判斷物料的位置。
 
無(wú)源核輻射料位計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是不需要接觸待測(cè)量物料,不存在物料對(duì)探頭的機(jī)械磨損和化學(xué)腐蝕,不需要在本體上開孔、打洞、切割等破壞性操作,不受溫度、水氣、粉塵等影響。
無(wú)源核輻射料位計(jì)安裝示意圖
4 常見(jiàn)故障分析和選型
        以上料位計(jì)中,音叉料位計(jì)為非連續(xù)測(cè)量型,其他為連續(xù)測(cè)量型。根據(jù)音叉料位計(jì)的特點(diǎn),它適合測(cè)量精度不高,濕度不大,顆粒狀的物料,如渣斗料位。應(yīng)用于半干法脫硫硫化底倉(cāng)料位、灰?guī)炝衔弧⒚摿蚴覀}(cāng)料位、電除塵灰斗料位時(shí),由于物料特性,經(jīng)常出現(xiàn)音叉掛灰或粘結(jié)的現(xiàn)象,導(dǎo)致料位信號(hào)誤發(fā)。無(wú)源核輻射料位計(jì)不需要接觸待測(cè)量物料,不需要在本體上做破壞性操作,維護(hù)量低,可應(yīng)用在電除塵灰斗料位和渣斗料位測(cè)量中。由于電除塵灰斗中的灰,經(jīng)電除塵電場(chǎng)排出,灰?guī)в幸欢姾桑瑢?duì)以測(cè)量電容為工作原理的電容料位計(jì)產(chǎn)生干擾,容易出現(xiàn)測(cè)量值突變的現(xiàn)象,故不適和測(cè)量電除塵灰斗料位。超聲波料位計(jì)和雷達(dá)料位計(jì)對(duì)環(huán)境要求較高,如粉塵、霧氣等,灰?guī)爝M(jìn)灰、石灰倉(cāng)進(jìn)料的過(guò)程中,產(chǎn)生大量粉塵,使料位計(jì)誤判為滿倉(cāng)。射頻導(dǎo)納料位計(jì)因其優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各種物料的測(cè)量。
 
5 應(yīng)用效果
        改造前,音叉料位計(jì)廣泛應(yīng)用于半干法脫硫硫化底倉(cāng)、灰?guī)臁⒚摿蚴覀}(cāng)、電除塵灰斗、渣斗料位的測(cè)量。改造后,電除塵灰斗使用無(wú)源核輻射料位計(jì),灰?guī)焓褂蒙漕l導(dǎo)納料位計(jì)。使用兩年來(lái),徹底解決了料位測(cè)量難題,料位測(cè)量準(zhǔn)確,設(shè)備維護(hù)方便。
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