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傳統電容式料位計的掛料問題和雷達液位計的優點

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固體料倉是火力發電中必不可少的設備。而由于固體料倉粉塵大,介電常數低,存在負壓或正壓,測量距離長等特點,使得料位測量一直是物位測量技術中的一大難點。大唐魯北發電有限責任公司有三個15米干灰庫,之前的物位測量選用的是傳統電容式料位計,由于灰庫存放的干灰重量輕,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塊,影響測量準確性,經常因為料位誤報導致輸灰系統停運。 一、傳統電容式料位計的掛料問題: 傳統的電容式料位計結構簡單,靈敏度高,有很好的穩定性,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,故實際應用時應加入補償措施,以提高測量精度。傳統的電容式物位計對探頭發生粘附的導電液、漿料、顆粒等進行測量時,要發生電掛料問題,誤差較大,不能得到滿意的結果。從電學角度來說,電掛料層相當于一個電阻抗,傳感元件被掛料覆蓋的部分相當于一條由無數個無窮小長度單元上的電容和電阻元件組成的傳輸線。發生掛料時,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確的被測量。二、目前料位測量的主要手段和方式:現在隨著科學發展,越來越多的測量方法可供選擇,如:阻旋、音叉、射頻導納等開關量測量方式和重錘、電容式、稱重式、雷達、超聲波、γ射線等連續量測量方式。但是,許多測量裝置受測量原理和現場、制造條件的制約,在電廠料倉中的應用都不十分理想。能實現這種對工況要求嚴格的料位測量儀器寥寥無幾,常用的連續量測量方式有: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,這樣可以比較準確、可靠的測量出真實料位。但是由于現場工況惡劣、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點:非接觸式測量,應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)定位技術的一種運用。發射-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射能量波(一般為脈沖信號)的裝置(天線)發 射能量波,能量波在波導管中傳輸,能量波遇到障礙物反射,反射的能量波由波導管傳輸至接收裝置,再由接收裝置接收反射信號。根據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,終轉化成與物位相關的電信號。

因為雷達脈沖電磁波信號從發射到接收的運行時間t與探頭到介質表面的距離L成正比,即:L=v*t/2 式中v為雷達發射的電磁波速度又因雷達發射端距測量介質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點:(1)連續準確地測量 由于電磁波的特點,不受環境的影響。故雷達料位計測量的應用場合比較廣。雷達料位計的探頭與介質表面無接觸,屬非接觸測量,能夠準確、快速地測量不同的介質。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、準確,保障儀表的正常運行。由于高級材料的使用,對情況其復雜的化學、物理條件都很耐用,它可以提供準確可操、長期穩定的模擬量或數字量的物位信號。   (3)適用范圍廣,幾乎可以測量所有介質 微波幾乎不受干擾,與測量介質不直接接觸,幾乎可以被應用于各種場合,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;從被測介質來說,可以對液體、顆粒、料漿等進行測量。(4)參數設定方便 可用料位計上的簡易操作鍵進行設定,也可用 HART 協議的手操器或 PC 機在遠程或直接接在液位計的通信端進行設定,十分方便。 五、安裝應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)當測量液態物料時,傳感器的軸線和介質表面保持垂直;當測量固態物料時,由于固體介質會有一個堆角,傳感器要傾斜一定的角度。    (2)盡量避免在發射角內有造成假反射的裝置。特別要避免在距離天線近的1/3錐形發射區內有障礙裝置。 (3)要避開進料口,波束不得于進料相交,以免產生虛假反射。       (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反應等,建議采用導波管或旁通管測量。


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