燃煤電廠(chǎng)電除塵，除灰系統中的料位計選用

一 前言

物位的測量，一直是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域需要解決的問(wèn)題之一?；痣姀S(chǎng)電除塵，除灰系統中料位的準確的測量十分重要。

目前好多電廠(chǎng)由于料位計不好用，輸灰系統大多采用時(shí)間控制，而且由于灰斗下料速度不穩定，從安全角度考慮，時(shí)間都設定的比較保守。

結果就是導致每次倉泵輸送的灰都很少，用掉的壓縮空氣卻很多。當灰量比較大時(shí)，就來(lái)不及排灰，使得灰斗內大量積灰。另一個(gè)副作用是，加大了輸送每噸灰塵的耗氣量，增加個(gè)對排灰管道，閥門(mén)的磨損。曾經(jīng)，某電廠(chǎng)的電除塵器發(fā)生了坍塌事故，其原因是因為灰斗都裝滿(mǎn)了，料位計卻沒(méi)有報警，導致坍塌。當然事后分析主要原因是除塵器廠(chǎng)家提供的支撐鋼材不達標，無(wú)法承受當時(shí)的荷載，但如果當時(shí)料位計能夠準確報警，操作人員通過(guò)適當的操作，也許就可以避免如此嚴重的事故。

那么，采用何種物位測量產(chǎn)品能夠真實(shí)的反應現場(chǎng)實(shí)際工況下火電廠(chǎng)中灰斗，倉泵，灰庫的料位呢?

二 原理

火電廠(chǎng)中目前采用的測量料位的產(chǎn)品主要有超聲波料位計，雷達料位計，射頻導納物位計，重錘式料位計，還有無(wú)源核子料位計。下面先了解他們的測量原理。

超聲波料位計：

音波發(fā)射頭能發(fā)射一束強烈音波脈沖，當此音波達到物料表面時(shí)會(huì )有反射波傳回發(fā)射頭，此反射波經(jīng)由發(fā)射頭轉換成電氣信號，然后被送到超聲波控制器，由控制器計算音波反射傳送時(shí)間，再轉換成料位或距離。

雷達料位計工作時(shí)的基本原理和超聲波料位計一樣：發(fā)射-反射-接收，不同的是采用的為雷達波。

射頻導納料位計：

所謂射頻導納，導納的含義為電學(xué)中阻抗的倒數，它由電阻性成分，電容性成分，感性成分綜合而成。而射頻即高頻無(wú)線(xiàn)電波譜，所以射頻導納可以理解為用高頻無(wú)線(xiàn)電波測量導納。儀表工作時(shí)，儀表的傳感器與管壁及被測介質(zhì)形成導納值，物位變化時(shí)，導納值相應變化，電路單元將測量導納值轉換成物位信號輸出，實(shí)現物位測量。射頻導納料位計有射頻導納連續料位計和射頻導納物位開(kāi)關(guān)兩種，前者輸出模擬量信號，后者輸出開(kāi)關(guān)量信號。

重錘式料位計：智能電機傳動(dòng)系統控制著(zhù)系在不銹鋼鋼纜上的重錘向下降，重錘接觸介質(zhì)表面的瞬間停止下降，而后重錘式料位計改變電機的傳動(dòng)方向將重錘收回。測量過(guò)程中，重錘式料位計通過(guò)雙光學(xué)傳感器的計量，獲取料位信號。

  這里重點(diǎn)介紹下無(wú)源核子料位計，首先要知道什么是γ射線(xiàn)，他是原子核能級躍遷蛻變時(shí)釋放出的射線(xiàn)。γ射線(xiàn)有很強的穿透力，在穿過(guò)物質(zhì)時(shí)，強度減弱與物質(zhì)的密度密度相關(guān)，符合指數規律。主要機理是γ射線(xiàn)光子與物質(zhì)發(fā)生光電效應，康普頓效應和電子對效應后損失其能量，從原射線(xiàn)束中消失。

  核子料位計就是利用γ射線(xiàn)這三種效應的原理。所謂無(wú)源，即無(wú)放射源。傳統的核子料位計忽略自然環(huán)境中廣泛存在的微量的天然放射性核素，利用人工放射源發(fā)出的強度遠大于環(huán)境的γ射線(xiàn)。當物料位置發(fā)生變化，高于或低于探測器和源容器的安裝位置，探測器探測到的放射源發(fā)出的γ射線(xiàn)的強度有所不同。由此判斷物料是否到達安裝位置。而無(wú)源核子料位計是不需要設置人工放射源的，充分利用自然環(huán)境中廣泛存在的微量天然放射性核素。當物料位置發(fā)生變化，物料數量的多少，與探測器距離的遠近發(fā)生變化時(shí)，探測器測量到的物料自升的γ射線(xiàn)時(shí)不同的，由于物料的屏蔽作用，當物料位置發(fā)生變化時(shí)，穿過(guò)容器的γ射線(xiàn)強度也會(huì )發(fā)生變化。

由此可見(jiàn)，無(wú)源核子料位計只是用了核方法，沒(méi)有輻射防護的必要。

上述幾種料位計哪些適合測量火電廠(chǎng)電除塵器，除灰系統中相關(guān)設備的物位呢？

三 對比

首先說(shuō)電除塵器的灰斗和輸灰系統的倉泵，由于工藝設備及流程的原因，無(wú)法采用頂裝式，故超聲波料位計，雷達料位計，射頻導納料位計，重錘式料位計不能采用。那么采用側裝的射頻導納料位開(kāi)關(guān)和無(wú)源核子料位計呢，它們有哪些優(yōu)缺點(diǎn)呢，從安裝方法來(lái)說(shuō)，射頻導納料位開(kāi)關(guān)必須在設備本體上開(kāi)孔，把探頭伸進(jìn)去做接觸測量。

設備內部環(huán)境惡劣，特別是電除塵灰斗，內部溫度160℃以上，而且灰塵無(wú)法避免的附著(zhù)在儀表探頭上，盡管射頻導納料位開(kāi)關(guān)在設計上使用了先進(jìn)的抗粘附電路，采用多參量的測量，交流鑒相采樣器的實(shí)現手段從數學(xué)理論上解決了在開(kāi)關(guān)掛料上的問(wèn)題，采用的材料也可以抗磨損，但在如此惡劣的工況中，難免會(huì )出現誤報警和損害。

從成本上講，雖然射頻導納料位開(kāi)關(guān)相比較便宜，但經(jīng)常需要更換，維護量大，總體投資費用會(huì )比無(wú)源核子料位計高，而無(wú)源核子料位計無(wú)需與被測介質(zhì)接觸，環(huán)境因素再惡劣對它也沒(méi)有絲毫影響，不存在磨損的問(wèn)題，它測量的是安裝位置的灰的總量，容器壁掛灰量與真實(shí)的料滿(mǎn)畢竟再總量上有很大差異，所以能分辨到底是掛料還是料位真的到了，避免了掛料問(wèn)題，且維護更換方便，不影響本體運行。還有個(gè)方面，射頻導納料位開(kāi)關(guān)僅能夠輸出開(kāi)關(guān)量信號，而無(wú)源核子料位計不僅能夠輸出開(kāi)關(guān)量，還能輸出模擬量，雖不能實(shí)現連續料位的測量，但是可以準確的反映出測點(diǎn)位置灰位的變化過(guò)程，十分有利于運行人員了解系統的運行狀況。

  另外，射頻導納料位計再使用前需要調試，調試時(shí)，需要經(jīng)過(guò)有灰和無(wú)灰兩種狀態(tài)，才能準確的標定料位計。所以在調試時(shí)，特別時(shí)在過(guò)168時(shí)，讓積灰到高位測量點(diǎn)，而這個(gè)時(shí)候料位計還處于調試狀態(tài)，不能可靠指示灰位，對系統運行有一定的風(fēng)險。

  那么在灰庫的料位測量中，哪些料位計比較適用呢？灰庫高度高，空間大，飛灰嚴重，而超聲波料位計無(wú)法穿透重粉塵，無(wú)法正常工作，因此不能選用。若采用雷達料位計，系統運行一段時(shí)間內會(huì )在喇叭口結上很多灰塵，影響測量，雖然可以采用加裝吹掃裝置的方法，但是無(wú)法*解決積灰，還需要定期清灰，增加儀表維護量，所以不太適用。重錘式料位計有抗粉塵干擾能力，不受介質(zhì)介電常數，電導率，導熱率影響的優(yōu)點(diǎn)，用來(lái)測量灰庫料位還是比較適用的，不過(guò)安裝時(shí)要盡量避開(kāi)下料口，障礙物等干擾因素，還有它具有機械部分，雖結構簡(jiǎn)單，但難免發(fā)發(fā)生斷鏈等機械故障。

  射頻導納料位計前面提過(guò)，有很好的抗磨損，放掛料，抗沖擊，抗高溫和腐蝕的能力，但是它屬于接觸類(lèi)的測量?jì)x表，這點(diǎn)是無(wú)法和無(wú)源核子料位計相比的?？墒窃诨規斓倪B續料位的監視上，無(wú)源核子料位計是無(wú)法實(shí)現的，但由于無(wú)源核子料位計不僅僅是對當前設備中料位的高低判斷，還能夠反應出測點(diǎn)位置的料位變化，可以通過(guò)在灰庫上高低不同的位置，安裝多個(gè)無(wú)源核子料位計，從而可以判斷灰庫料位的大致變化，達到間接的連續料位的監視目的，當然這樣就提高了一次投入的成本。

四 結束語(yǔ)

可見(jiàn)無(wú)源核子料位計在火電廠(chǎng)除塵，除灰系統中料位測量上有很好的優(yōu)勢，能夠提高系統運行的可靠性，降低維護費用，起到節能降耗的作用?，F在越來(lái)越多的電廠(chǎng)用戶(hù)對無(wú)源核子料位計在除塵除灰系統上測量的準確性，維護的方便性得到了認可。既然無(wú)源核子料位計在測灰位上有這么好的*性，那么在其他的物位測量上，比如煤粉倉，煤斗的測量是否有好的結果呢，根據廠(chǎng)家和用戶(hù)的介紹，無(wú)源核子料位計在煤位的測量不理想，還需要進(jìn)一步的探索和研究。