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E+H重錘式料位計(jì)在水泥行業(yè)的應(yīng)用及選型
閱讀:1576 發(fā)布時(shí)間:2014-1-23隨著水泥生產(chǎn)自動(dòng)化水平和控制系統(tǒng)可靠性要求的提高,料位測(cè)量控制的作用日益突出。料位測(cè)量的方法很多,通常分為接觸式測(cè)量?jī)x表(重錘、導(dǎo)波雷達(dá)、射頻導(dǎo)納、電容、音叉、阻旋等)和非接觸式測(cè)量?jī)x表(γ射線、超聲波、雷達(dá)等)。
工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中料位是主要測(cè)量參數(shù)之一,隨著工藝要求的提高,料位作為一個(gè)重要的過(guò)程參數(shù)日益引起大家的關(guān)注。水泥生產(chǎn)中的原料、半成品、成品均為粒塊狀或粉狀固體物料,對(duì)其進(jìn)行料位測(cè)量的場(chǎng)合很多如石灰石庫(kù)、粘土庫(kù)、鐵粉庫(kù)、煤粉庫(kù)、生料均化庫(kù)、熟料庫(kù)、混合材庫(kù)、石膏庫(kù)、水泥庫(kù)等工藝環(huán)節(jié)都有應(yīng)用,均為固體粉狀、塊狀物料。隨著水泥生產(chǎn)自動(dòng)化水平和控制系統(tǒng)可靠性要求的提高,料位測(cè)量控制的作用日益突出。
常用料位測(cè)量方法
料位測(cè)量的方法很多,通常分為接觸式測(cè)量?jī)x表(重錘、導(dǎo)波雷達(dá)、射頻導(dǎo)納、電容、音叉、阻旋等)和非接觸式測(cè)量?jī)x表(γ射線、超聲波、雷達(dá)等)。
按生產(chǎn)工藝要求,料位測(cè)量裝置有兩類,一是極限料位檢測(cè),即料位開(kāi)關(guān),一般有上、下限2個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。二是連續(xù)料位測(cè)量,有定時(shí)測(cè)定和需要時(shí)進(jìn)行測(cè)定2種工作方式,用于較掌握料面高度的場(chǎng)合。以下簡(jiǎn)要介紹各類儀表的原理。
E+H重錘式料位計(jì):料位探測(cè)過(guò)程由控制器發(fā)出的信號(hào)來(lái)控制,當(dāng)傳感器接到探測(cè)命令時(shí),電機(jī)正轉(zhuǎn),使鋼絲繩下放,帶動(dòng)重錘由倉(cāng)頂下降,當(dāng)重錘降至料面被測(cè)面托起而失重,鋼絲繩松弛,檢測(cè)單元發(fā)出信號(hào),控制器得到該信號(hào)即發(fā)出電機(jī)反轉(zhuǎn)命令,重錘上升返回,,重錘回到倉(cāng)頂原位置完成一次探測(cè)過(guò)程。此過(guò)程中控制器計(jì)算出鋼纜放出長(zhǎng)度,得出重錘從倉(cāng)頂?shù)搅厦娴木嚯x。測(cè)量不受介質(zhì)密度、顆粒大小的影響
2.E+H導(dǎo)波式雷達(dá)料位計(jì):通常采用脈沖波方式工作,而是通過(guò)1根(或2根)從倉(cāng)頂伸入、直達(dá)倉(cāng)底的導(dǎo)波體傳播。導(dǎo)波體可以是金屬硬桿或柔性金屬纜繩,微波脈沖沿桿或纜的外側(cè)向下傳播,在被測(cè)物料表面被反射,回波被天線接收,由發(fā)射與回波脈沖的時(shí)間差即可計(jì)算出傳播距離
3.E+H射頻導(dǎo)納料位開(kāi)關(guān)和E+H電容物位計(jì):原理是插入料倉(cāng)的電極與料倉(cāng)壁之間構(gòu)成電容器,當(dāng)倉(cāng)內(nèi)物料料位變化引起電容量的變化,通過(guò)轉(zhuǎn)換電路得到相應(yīng)的料位。要求被測(cè)介質(zhì)穩(wěn)定。
4.E+H阻旋料位開(kāi)關(guān):基本原理是同步微電動(dòng)機(jī),帶動(dòng)檢測(cè)葉片旋轉(zhuǎn),當(dāng)被測(cè)物料的料位上升使葉片轉(zhuǎn)動(dòng)受阻,檢測(cè)機(jī)構(gòu)便圍繞主軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)位移。該位移首先使一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作,發(fā)出有料位信號(hào)。隨后另一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作,切斷電動(dòng)機(jī)電源使其停轉(zhuǎn)。當(dāng)料位下降至葉片失去阻擋時(shí),檢測(cè)機(jī)構(gòu)便依靠彈簧拉力使其恢復(fù)原始狀態(tài),一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)先動(dòng)作,接通電動(dòng)機(jī)電源使其旋轉(zhuǎn),隨后另一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作發(fā)出無(wú)料信號(hào)。
5.E+Hγ射線料位計(jì)工作原理是在料庫(kù)一側(cè)設(shè)置同位素源,另一側(cè)設(shè)置探測(cè)器,同位素源向探測(cè)器定向發(fā)射γ射線,若庫(kù)內(nèi)料面低于它,探測(cè)器檢測(cè)料空信號(hào);若料面高于它,則物料遮擋、吸收γ射線,得出料滿信號(hào)。
6.E+H超聲波料位計(jì):主要利用回波測(cè)距原理,通過(guò)測(cè)量換能器發(fā)射和接收到聲波的時(shí)間,計(jì)算出換能器到物料表面距離。高溫、蒸汽、大量粉塵等環(huán)境不可用。
7.E+H雷達(dá)料位計(jì):利用回波測(cè)距原理,其喇叭狀或桿式天線向被測(cè)物料面發(fā)射微波,微波傳播到不同相對(duì)介電率的物料表面時(shí)被反射,并被天線接收。發(fā)射波和接收波的時(shí)間差與物料面和天線的間距成正比,測(cè)出傳播時(shí)間即可得知距離。
水泥行業(yè)的物料特點(diǎn)
1.顆粒狀物料:在水泥廠原料大多是顆粒狀物料,少數(shù)是塊料,如石灰石、原煤、頁(yè)巖等,其半成品熟料也是顆粒狀物料,儲(chǔ)存在庫(kù)或倉(cāng)里,
2.粉狀物料 :在水泥廠和粉磨站里水泥庫(kù)、生料均化庫(kù)和粉煤灰?guī)斓?,這些物料全是粉料,粉料表面非常疏松。
3. 測(cè)量范圍較寬,從幾米至幾十米都有;測(cè)量環(huán)境惡劣,倉(cāng)內(nèi)粉塵極大、并伴有生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的高溫、水汽等,大量的粉塵會(huì)粘付在傳感器上,影響測(cè)量。
水泥物料對(duì)常用連續(xù)量物位儀表的影響
1.E+H重錘式料位計(jì):zui早應(yīng)用的物位儀表,測(cè)量不受介質(zhì)密度、顆粒大小、粉塵干擾等的影響。 缺點(diǎn):機(jī)械內(nèi)部易落灰塵影響測(cè)量效果;機(jī)械磨損較嚴(yán)重,需經(jīng)常維護(hù);重錘易發(fā)生被物料埋住現(xiàn)象,發(fā)生掉錘頭、斷帶故障。
2.E+H導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì):同介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān),要注介電常數(shù)大于1.5以上。 缺點(diǎn):介質(zhì)會(huì)在纜繩周圍結(jié)塊,影響測(cè)量;埋在物料中的纜繩由于物料重力會(huì)產(chǎn)生較大的下拉力,造成纜繩被拉斷等故障。
3.E+H超聲波料位計(jì):缺點(diǎn):超聲波屬于機(jī)械波,常常以空氣作為傳播介質(zhì),而空氣的溫度、濕度等變化會(huì)影響超聲波傳播速度,故在一些有溫度、壓力、蒸汽等場(chǎng)合,該料位計(jì)不能正常工作;料庫(kù)空氣中的粉塵也衰減超聲波信號(hào),影響測(cè)量效果;由于粉倉(cāng)料位表面在下料時(shí)非常疏松,對(duì)超聲波信號(hào)有較強(qiáng)衰減,故對(duì)粉倉(cāng)料位的測(cè)量效果較差。
4.E+H射線料位計(jì):缺點(diǎn):放射源污染環(huán)境;放射源衰減使料位控制不可靠。
5.E+H射頻導(dǎo)納料位開(kāi)關(guān)和E+H電容物位計(jì):埋在物料中的纜繩由于物料重力會(huì)產(chǎn)生較大的下拉力,造成纜繩被拉斷等故障。另外被測(cè)介質(zhì)如果發(fā)生變化,也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。
6.調(diào)頻連續(xù)波E+H雷達(dá)物位計(jì):由于電磁波不受溫度、蒸汽、粉塵干擾,雷達(dá)料位計(jì)能適應(yīng)水泥粉倉(cāng)環(huán)境。但對(duì)粉塵在雷達(dá)探頭上結(jié)垢問(wèn)題,比較難處理,一般要求現(xiàn)場(chǎng)加吹掃裝置,增加了儀表的不可靠性。雷達(dá)采用回波測(cè)距原理,對(duì)返回波的有效捕捉是非常重要的,要求根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)料情況調(diào)整探頭角度,但由于料位變?nèi)A較大,很難找到zui合適的角度。另外,雷達(dá)調(diào)試時(shí),需要專業(yè)工程師依靠專門分析軟件,根據(jù)雷達(dá)波在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際反射波形,來(lái)分析倉(cāng)內(nèi)情況,排除干擾。對(duì)使用者的技術(shù)要求較高。
有對(duì)水泥行業(yè)zui合適的物位儀表嗎?
因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)條件惡劣,各類儀表都有相應(yīng)的缺點(diǎn),那么那種物位儀表更適合水泥行業(yè)呢?答案是:E+H重錘料位計(jì)。
傳統(tǒng)E+H重錘料位計(jì)做為zui早應(yīng)用的物位儀表,在水泥行業(yè)應(yīng)用多年,探頭部分無(wú)任何光學(xué)電子原件,不受現(xiàn)場(chǎng)的高溫、粉塵、結(jié)垢等影響,整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固。在應(yīng)用過(guò)程中也發(fā)生一些故障:
1.檢測(cè)單元采用微動(dòng)開(kāi)關(guān),使用一段時(shí)間后,開(kāi)關(guān)的靈敏性下降,導(dǎo)致埋錘事故發(fā)生。
2.當(dāng)發(fā)生埋錘時(shí),無(wú)法判斷,電機(jī)繼續(xù)工作,導(dǎo)致斷線事故。
3.采用交流電機(jī)加減速箱方式控制錘頭上升或下降,粉塵對(duì)機(jī)械部件磨損嚴(yán)重,影響使用壽命。
以上這些問(wèn)題,隨著儀表科技的發(fā)展,都有相應(yīng)的解決辦法了。當(dāng)傳統(tǒng)的E+H重錘料位計(jì)加入了新的技術(shù),他又煥發(fā)了青春,再次回到了水泥行業(yè),這也是眾多水泥廠用過(guò)了很多先進(jìn)技術(shù)的儀表后,重新選擇重錘式料位計(jì)的原因。