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用雷达料位计测量煤粉仓物位的满意效果
发布日期:2019/11/6 16:14:02
煤粉仓的粉位连续测量是个大难题,以往电厂采用传统粉标测量劳动强度大,维护工作量也大,又不具备连续性。现在很多电厂用上了雷达料位计,但在电厂能用好雷达料位计并不容易。要用好雷达料位计,必须领会雷达料位计的工作原理和技术特点,了解粉仓测量的难点,以及正确安装雷达料位计。下面以杆式雷达为例,介绍如何用雷达料位计来测量粉仓粉位。
 
1.基本原理
雷达物位计是以时域反射(T.D. R Time Domain Refiectometry)原理为基础设计的,T.D.R原理原用于通信电缆的连续测试,成功地应用于工业物位的测量。如图1所示,周期为1ns的低功率电磁波通过两根钢性的或柔性的导体探头)导向发射下来,波以速度V1和液体相遇形成反射,通过返回时间的计算即可测量物位Leve。如果容器中有两种分层介质,而且上层介质的介电常数远小于下层介质,通过透射波(以速度V2传播)的反射可测量两种介质的分界面)。

 
2.煤粉仓物位测量的难点分析
(1)煤粉的介电常数较小,对于超声波雷达波等无法形成较强的反射。
(2)在连续下料及出料的情况下,由于介质温度较高,而且干燥,煤粉仓内充满浓重的尘质,事实上只存在一个模糊的界
(3)采用常规的非接触式测量方式,如超声波等,由于物料表面反射波主波)较弱,检测装置很难区分主波与来自尘质的漫射波,尤其是在大量下料的情況下。因此非接触式测測量方式不适合在这种场合下运用。
(4)采用电容式或射频导纳等测量技术,由于检测杆上物料的粘连及浓重尘质存在,对电极有很大的影响,測量结果极不可靠。
(5)采用电动重锤式测量,这一方式从理论上说简单可靠,但由于测量装置须安装在尘质较重的场合输煤皮带层),机械装置极易出现卡涩,影响测量的准确性,而且容易出现断链现象。此外,这种測试方式是非连续的。
(6)采用辐射式的测量装置,不仅造价很高,而且也会受尘质的影响,加上对辐射泄漏的恐惧,用户不愿接受。
 
3.雷达料位计的技术特点分析
(1)沿导体(检测杆)传输的微波,是以光的速度在导体中传输的,与超声波相比,它对压力和温度的变化不敏感。
(2)由于导体检测杆)的导向作用,发射或反射的微波能量没有什么衰减,比起非接触式的声波、雷达波测量要强得多,因此泡沫、粉末、蒸汽等外界干扰对其测量无影响,也不受被测容器形状的影响。
(3)采用特有的罐底反射原理 TBF tank bottom reflec-tion)用于测量介电常数εr<2的物料。对于介电常数εr<2的介质,反射波的能量很小,如果在一充满尘质的环境中采用直接测量模式得不到可靠的效果。

如图2所示,在空罐中微波以速度V1往返,检测杆A的长度 probe length=L)是固定的,当微波进入介质后,速度减慢为V2(V2<V1),因此通过同一距离
(杆长)的时间延长,其滞后时间(delay)与介质物位(level=h)及其介电常数直接成比例。
空仓时:
V1=光速C0,1=初始脉沖,2=速度为V1的脉冲,3=短路环反射,4=信号到达电子元件,仓中有介质时:5=速度为V2的脉冲,
,V2=CO/VE
传导时间T2=(L-h)/1+h/根号εr
(4)智能化程度较高,抗干扰设计巧妙,比如说其滤波阀值能根据实际反射波的强弱自动地增大或减小,这样能很好地解决干扰对测量的影响。如图3所示,阀值呈阶梯形变化,浮出阶梯的脉冲为有效的物位脉冲。

(5)输出功能较强,设置灵活方便,能充分满足测控系统的各种要求。
 
4.雷达料位计安装注意事项
4.1安装距离
双缆型:探头导缆至仓壁距离C≥100mm
单缆型:探头导缆至仓壁距离C≥500mm见图4)
(1)探头导缆不能太过弯曲。(见图5)

(2)避免锋利的安装颈口。
ZUI好避免用安装颈,而直接焊接于安装孔上这样得到很好的测量效果.
(3)当需要用安装颈时见图4,通常要戒B>A,且要求A100mm,B>80mm
(4)当同一容器上装有两台BM100时要求两台设备之间的距离≥2m。
(5)安装于带有搅拌器的容器时注意探头末端一定要固定于容器底部,且要远离下料口及搅拌器。
(6当装于开口容器上时,确保设备法兰至被测物ZUI高表面的距离と安装颈高+400mm,以确保正确测量。
4.2注意事项
安装时注意记录实际仓高及探头导缆长度,并使仓高≥探头导缆长,当探头导缆长>仓高时,可以于导缆末端切除一部分以满足以上条件。
 
5.雷达料位计在电厂粉仓中的安装
5.1开孔尺寸
在粉仓顶部的开孔直径D1为200mm(200mm<D1250mm
(1)开孔位置原则要求;
(2)尽量远离下粉管大于1.5m以上为宜;
(3)确保导波缆与仓壁的ZUI小距离大于500mm;
(4)确保导波缆与重锤粉标的距离大于500mm实例图如6所示。

(1)L1<200mm,40mm<L2<80mm;L1可采用直径大于200mm的普通钢管,L2采用直径为130mm的普通钢管。下法兰采用普通钢材制作
(2)喉部与法兰焊接密封并做好接地措施。
(3)上、下法兰之间采用有弹性的橡胶垫密封。
5.3为了便于调试比较,安装BM100前须明确粉仓的实际内部尺寸以及重锤式粉标的实际零位。
5.4下法兰的尺寸(按实到货确定,如图8

d1=220mm(法兰外圆直径);
d2=157mm(法兰内圆直径);
d3=20mm(螺丝孔直径);
h=15~20mm(法兰厚度);
I1=180mm(螺丝孔中心距);
 
6.以下常见的不正确安装会使雷达料位计测量产生错误
(1)安装颈过长或直径过小,敏感部位如图9周围空间不够,阻碍微波的收发。

(2)同一粉仓上装有两台BM100之间距离太近,雷达之间微波互相干扰。
(3)安装位置不密封。如上下法兰之间密封不好,由于粉仓内外温差大,而且处于负压运行状态,外面的空气进入雷达敏感部位附近,煤粉容易在这些部位受潮结团,造成错误的测量。
(4)粉仓顶部的开孔孔边附近有横梁等障碍物,同样影响微波收发。
 
7.总结
从多个电厂的实际使用情况来看,摸清雷达料位计的特性,正确的安装,在粉仓粉位测量中能取得满意效果。目前雷达料位计应用范围已经扩展到中低温负压容器液位测量,如凝汽器、高低加水位测量。
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