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技術(shù)文章燃煤電廠電除塵,除灰系統(tǒng)中的料位計選用
更新時間:2019-11-21 點擊次數(shù):6078次一 前言
物位的測量,一直是工業(yè)自動化領(lǐng)域需要解決的問題之一。火電廠電除塵,除灰系統(tǒng)中料位的準(zhǔn)確的測量十分重要。
目前好多電廠由于料位計不好用,輸灰系統(tǒng)大多采用時間控制,而且由于灰斗下料速度不穩(wěn)定,從安全角度考慮,時間都設(shè)定的比較保守。
結(jié)果就是導(dǎo)致每次倉泵輸送的灰都很少,用掉的壓縮空氣卻很多。當(dāng)灰量比較大時,就來不及排灰,使得灰斗內(nèi)大量積灰。另一個副作用是,加大了輸送每噸灰塵的耗氣量,增加個對排灰管道,閥門的磨損。曾經(jīng),某電廠的電除塵器發(fā)生了坍塌事故,其原因是因為灰斗都裝滿了,料位計卻沒有報警,導(dǎo)致坍塌。當(dāng)然事后分析主要原因是除塵器廠家提供的支撐鋼材不達標(biāo),無法承受當(dāng)時的荷載,但如果當(dāng)時料位計能夠準(zhǔn)確報警,操作人員通過適當(dāng)?shù)牟僮鳎苍S就可以避免如此嚴(yán)重的事故。
那么,采用何種物位測量產(chǎn)品能夠真實的反應(yīng)現(xiàn)場實際工況下火電廠中灰斗,倉泵,灰?guī)斓牧衔荒?
二 原理
火電廠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(dǎo)納物位計,重錘式料位計,還有無源核子料位計。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(dāng)此音波達到物料表面時會有反射波傳回發(fā)射頭,此反射波經(jīng)由發(fā)射頭轉(zhuǎn)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間,再轉(zhuǎn)換成料位或距離。
雷達料位計工作時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(dǎo)納料位計:
所謂射頻導(dǎo)納,導(dǎo)納的含義為電學(xué)中阻抗的倒數(shù),它由電阻性成分,電容性成分,感性成分綜合而成。而射頻即高頻無線電波譜,所以射頻導(dǎo)納可以理解為用高頻無線電波測量導(dǎo)納。儀表工作時,儀表的傳感器與管壁及被測介質(zhì)形成導(dǎo)納值,物位變化時,導(dǎo)納值相應(yīng)變化,電路單元將測量導(dǎo)納值轉(zhuǎn)換成物位信號輸出,實現(xiàn)物位測量。射頻導(dǎo)納料位計有射頻導(dǎo)納連續(xù)料位計和射頻導(dǎo)納物位開關(guān)兩種,前者輸出模擬量信號,后者輸出開關(guān)量信號。
重錘式料位計:智能電機傳動系統(tǒng)控制著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方向?qū)⒅劐N收回。測量過程中,重錘式料位計通過雙光學(xué)傳感器的計量,獲取料位信號。
這里重點介紹下無源核子料位計,首先要知道什么是γ射線,他是原子核能級躍遷蛻變時釋放出的射線。γ射線有很強的穿透力,在穿過物質(zhì)時,強度減弱與物質(zhì)的密度密度相關(guān),符合指數(shù)規(guī)律。主要機理是γ射線光子與物質(zhì)發(fā)生光電效應(yīng),康普頓效應(yīng)和電子對效應(yīng)后損失其能量,從原射線束中消失。
核子料位計就是利用γ射線這三種效應(yīng)的原理。所謂無源,即無放射源。傳統(tǒng)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(yuǎn)大于環(huán)境的γ射線。當(dāng)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射線的強度有所不同。由此判斷物料是否到達安裝位置。而無源核子料位計是不需要設(shè)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(dāng)物料位置發(fā)生變化,物料數(shù)量的多少,與探測器距離的遠(yuǎn)近發(fā)生變化時,探測器測量到的物料自升的γ射線時不同的,由于物料的屏蔽作用,當(dāng)物料位置發(fā)生變化時,穿過容器的γ射線強度也會發(fā)生變化。
由此可見,無源核子料位計只是用了核方法,沒有輻射防護的必要。
上述幾種料位計哪些適合測量火電廠電除塵器,除灰系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備的物位呢?
三 對比
首先說電除塵器的灰斗和輸灰系統(tǒng)的倉泵,由于工藝設(shè)備及流程的原因,無法采用頂裝式,故超聲波料位計,雷達料位計,射頻導(dǎo)納料位計,重錘式料位計不能采用。那么采用側(cè)裝的射頻導(dǎo)納料位開關(guān)和無源核子料位計呢,它們有哪些優(yōu)缺點呢,從安裝方法來說,射頻導(dǎo)納料位開關(guān)必須在設(shè)備本體上開孔,把探頭伸進去做接觸測量。
設(shè)備內(nèi)部環(huán)境惡劣,特別是電除塵灰斗,內(nèi)部溫度160℃以上,而且灰塵無法避免的附著在儀表探頭上,盡管射頻導(dǎo)納料位開關(guān)在設(shè)計上使用了*抗粘附電路,采用多參量的測量,交流鑒相采樣器的實現(xiàn)手段從數(shù)學(xué)理論上解決了在開關(guān)掛料上的問題,采用的材料也可以抗磨損,但在如此惡劣的工況中,難免會出現(xiàn)誤報警和損害。
從成本上講,雖然射頻導(dǎo)納料位開關(guān)相比較便宜,但經(jīng)常需要更換,維護量大,總體投資費用會比無源核子料位計高,而無源核子料位計無需與被測介質(zhì)接觸,環(huán)境因素再惡劣對它也沒有絲毫影響,不存在磨損的問題,它測量的是安裝位置的灰的總量,容器壁掛灰量與真實的料滿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,避免了掛料問題,且維護更換方便,不影響本體運行。還有個方面,射頻導(dǎo)納料位開關(guān)僅能夠輸出開關(guān)量信號,而無源核子料位計不僅能夠輸出開關(guān)量,還能輸出模擬量,雖不能實現(xiàn)連續(xù)料位的測量,但是可以準(zhǔn)確的反映出測點位置灰位的變化過程,十分有利于運行人員了解系統(tǒng)的運行狀況。
另外,射頻導(dǎo)納料位計再使用前需要調(diào)試,調(diào)試時,需要經(jīng)過有灰和無灰兩種狀態(tài),才能準(zhǔn)確的標(biāo)定料位計。所以在調(diào)試時,特別時在過168時,讓積灰到高位測量點,而這個時候料位計還處于調(diào)試狀態(tài),不能可靠指示灰位,對系統(tǒng)運行有一定的風(fēng)險。
那么在灰?guī)斓牧衔粶y量中,哪些料位計比較適用呢?灰?guī)旄叨雀撸臻g大,飛灰嚴(yán)重,而超聲波料位計無法穿透重粉塵,無法正常工作,因此不能選用。若采用雷達料位計,系統(tǒng)運行一段時間內(nèi)會在喇叭口結(jié)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(shù),電導(dǎo)率,導(dǎo)熱率影響的優(yōu)點,用來測量灰?guī)炝衔贿€是比較適用的,不過安裝時要盡量避開下料口,障礙物等干擾因素,還有它具有機械部分,雖結(jié)構(gòu)簡單,但難免發(fā)發(fā)生斷鏈等機械故障。
射頻導(dǎo)納料位計前面提過,有很好的抗磨損,放掛料,抗沖擊,抗高溫和腐蝕的能力,但是它屬于接觸類的測量儀表,這點是無法和無源核子料位計相比的。可是在灰?guī)斓倪B續(xù)料位的監(jiān)視上,無源核子料位計是無法實現(xiàn)的,但由于無源核子料位計不僅僅是對當(dāng)前設(shè)備中料位的高低判斷,還能夠反應(yīng)出測點位置的料位變化,可以通過在灰?guī)焐细叩筒煌奈恢茫惭b多個無源核子料位計,從而可以判斷灰?guī)炝衔坏拇笾伦兓_到間接的連續(xù)料位的監(jiān)視目的,當(dāng)然這樣就提高了一次投入的成本。
四 結(jié)束語
可見無源核子料位計在火電廠除塵,除灰系統(tǒng)中料位測量上有很好的優(yōu)勢,能夠提高系統(tǒng)運行的可靠性,降低維護費用,起到節(jié)能降耗的作用。現(xiàn)在越來越多的電廠用戶對無源核子料位計在除塵除灰系統(tǒng)上測量的準(zhǔn)確性,維護的方便性得到了認(rèn)可。既然無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(jié)果呢,根據(jù)廠家和用戶的介紹,無源核子料位計在煤位的測量不理想,還需要進一步的探索和研究。