美國BlueLevel重錘料位計電廠灰?guī)炝衔粶y量應用
作者：介可視技術部 供稿：介可視（北京）機電技術有限公司
「簡介」：本文以電廠灰?guī)炝衔粶y量的應用為例，主要介紹BlueLevel重錘料位計和其他料位測量產(chǎn)品的性能特點和對比。
「關鍵詞」：灰?guī)炝衔挥?料倉重錘料位計,雷達料位計,射頻導納料位計,電廠灰?guī)炝衔粶y量
「概述」：進入21世紀以來*的工業(yè)發(fā)展日新月異，于此同時為了滿足工業(yè)市場的需求自動化測量技術隨之得到了迅速的發(fā)展；如今市場的自動化測量技術與儀表種類繁多，實際生產(chǎn)中對測量儀表的選擇提供了很大的空間，同時也帶來了合理選型的難度。合理的選用儀表將大大提高系統(tǒng)的控制性能，從而提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
目前市場上測量料位的儀表很多，連續(xù)動態(tài)測量的有：重錘式料位計,稱重式料位傳感器,超聲波料位計,γ射線料位計,射頻導納料位計,電容式料位計等，開關量輸出的并且及特殊的產(chǎn)品有：德國MuTec微波物位開關,德國MOLLET阻旋料位計,德國PTL振動桿物位開關等。
案例分析：
火電廠的灰?guī)?原煤倉,石灰石粉倉,渣倉等固體料倉，因為現(xiàn)場工況的粉塵大,介電常數(shù)低,易粘料易掛料等特點，使得料位測量成為一大難點。料位測量中*傳統(tǒng)的方法是人工測量。但是由于現(xiàn)場工況極其惡劣、危險性大，不適宜人工操作。并且，存在諸多*隱患。我們根據(jù)現(xiàn)場實際工況，美國BlueLevel重錘式料位計完全可以實現(xiàn)電廠灰?guī)炝衔粶y量的任務。
測量難度：
原煤倉：經(jīng)過汽運或者海運到火電廠的原煤通常采取露天堆放，再經(jīng)過皮帶輸送機輸送到原煤倉內(nèi)，并通過犁煤器將原煤分送*原煤倉內(nèi)，一般的原煤倉有4或6個進料口，多數(shù)為塊料，并且進料的速度很快，干燥時進料過程中揚起的粉塵很大，潮濕時易產(chǎn)生掛料現(xiàn)象，以及造成塌料等現(xiàn)象，倉內(nèi)堆料面不平，雷達料位計很難*測量真正的料面，易受掛料干擾，出現(xiàn)虛假料位的現(xiàn)象；
原料煤粉倉：常溫常壓料倉，原煤經(jīng)過磨煤機磨成煤粉后經(jīng)過輸送管道進入料倉內(nèi)，其特點為：下料速度很快揚塵大，并且很頻繁，工況非常惡劣，雷達波(電磁波)或超聲波經(jīng)過吸收，非常容易產(chǎn)生“失波”“虛假物位”等情況；
石灰石粉倉：常溫常壓料倉，石灰石粉是脫硫工藝的主要原料，經(jīng)過輸送管道進入料倉內(nèi)，石灰石粉容易吸附空氣中水分，出現(xiàn)掛料，結(jié)料等情況，易糊住雷達料位計或超聲波料位計等的喇叭口并出現(xiàn)誤報現(xiàn)象；
灰?guī)欤?/strong>煤粉蒸汽鍋爐燃燒后的粉煤灰經(jīng)過灰斗、倉泵，經(jīng)過氣力輸送管道輸送到灰?guī)齑鎯Γ涮攸c為：有一定的壓力及溫度，介電常數(shù)很低，易吸收雷達波(電磁波)或超聲波，倉內(nèi)粉塵較大，易粘附雷達料位儀或超聲波料位儀的喇叭口；
由于燃煤火電廠內(nèi)各個料倉的狀況都很復雜，工況惡劣，粉塵很大。為此，很多用戶嘗試過各種原理的非接觸式或接觸式的料位儀表，但仍未找到比較適合的解決方案。因此通過如下方案比較及在電廠的實際應用，我們推薦美國BlueLevel重錘料位計來技改，替換雷達料位儀或超聲波料位儀，以解決火電廠連續(xù)料位測量方面的難題。
方案比對：
重錘料位計
W55重錘式料位計是用*電子器件，智能電機控制和傳統(tǒng)測量方法相結(jié)合的智能儀表。測量原理簡單、可靠耐用。能很好的避免濕度、粉塵和介電常數(shù)等參數(shù)的影響。
W55重錘式料位計的測量原理是傳感器控制錘頭快速下降*物料表面，感應錘頭接觸到被測料面后做收回動作，返回待測位置。傳感器內(nèi)的編碼器發(fā)出與重錘位移相應的脈沖信號，由嵌入式處理器進行運算并處理，輸出與料位相對應的4~20mA的標準信號。其關系式：(H-M)/H=(I-4)/20-4；其中，H為料倉高度，M為實際測量距離，I為輸出電流值，實際料位高度為：H-M。
雷達料位計
雷達波是一種特殊形式的電磁波，雷達料位計采用了電磁波的特殊性能來完成料位測量。電磁波的物理特性與可見光類似，傳播的速度相當于光速。其頻率為300MHz-3000GHz。電磁波可穿透空間粉塵、蒸汽等干擾源，如遇到障礙物易被反射，被測介質(zhì)的介電常數(shù)越大或?qū)щ娦栽胶茫夭ㄐ盘柕姆瓷湫Ч胶谩＠走_波的頻率越高，發(fā)射角就越小，單位面積上的*就越大(磁通量或場強)，波的衰減越小，雷達料位計的測量效果也就越好。雷達式料位計的組成：發(fā)射和接收裝置、信號處理器、操作面板、顯示、天線、故障報警等幾部分組成。發(fā)射—反射—接收是雷達料位計的基本工作原理。雷達傳感器的天線以波束的形式發(fā)射*小5.8GHz的雷達信號。反射回來的信號仍由天線接收，雷達脈沖信號從發(fā)射*接收的運行時間與傳感器到介質(zhì)表面的距離及料位成比例。即：h=(H+vt)/2式中h為料位；H為料倉高度；v為雷達波速度；t為雷達波發(fā)射到接收的間隔時間。
但由于固體物料的介電常數(shù)都很低，導致雷達料位計的回波信號減弱，極大的影響長距離檢測的穩(wěn)定性和準確性。所以在工藝比較復雜的固體測量應盡量避免采用這種類型的料位計。
超聲波料位計
超聲波料位計是檢測一個超聲波脈沖從發(fā)射到接收整個過程所需時間。超聲波傳感器垂直安裝在物料的上面，變送器向料面發(fā)射超聲波脈沖，經(jīng)過一段時間，超聲波變送器接收到從料面發(fā)射回的信號，信號經(jīng)過傳感器電路的選擇和處理，根據(jù)超聲波發(fā)射或接收的時間差，計算出料位到傳感器的距離。但是由于料倉的粉塵嚴重，這對于超聲波原理的料位計在這種長距離的檢測很難正常完成的，在這種條件下除非選用超大聲波發(fā)射功率的超聲波料位計才能勉強檢測。目前，國內(nèi)外品牌中還沒有適合選擇的儀表。
綜上所述，總結(jié)幾種常見料位測量儀表，如表所示：
| 測量方式 | 重錘料位計 | 雷達/超聲波式料位計 |
1 | 測量原理 | 電子機械式（接觸式測量） | 電磁波（非接觸式測量） |
2 | 安裝要求 | 料倉頂部安裝，遠離進料口及倉壁掛料，需要考慮料倉結(jié)構(gòu)。 | 料倉頂部安裝,對發(fā)射/接收天線的角度有要求。 |
3 | 進料時測量可能性 | 進料時可以測量，不受粉塵影響，但應避開空倉時進料瞬間5-6分鐘內(nèi)，如倉壁有掛料易造成塌料或埋錘。 | 無法測量，持續(xù)進料時揚塵較大，易產(chǎn)生虛假回波，導致跳變，出現(xiàn) 虛假滿料位信號。 |
4 | 被測物料顆粒度 | 根據(jù)不同粒度選擇不同的感應錘頭 | 根據(jù)不同顆粒度選擇不同的頻率，不規(guī)則的介質(zhì)表面可能導致反射波發(fā)生散射。 |
5 | 粉塵、介電常數(shù) | 不受影響 | 粉塵介電常數(shù)低，能夠吸收電磁波，導致"失波"誤報現(xiàn)象。 |
6 | 物料潮濕度 | 黏附物料，自動刮除。 | 發(fā)射接收喇叭口容易掛料，產(chǎn)生虛假料位，須定期清理黏附物。 |
7 | 啟動方式 | 定時器/手動操控/ PLC | 手動操控/PLC |
8 | 其它干擾源 | 不受電磁波、噪音的影響。 | 電磁波、噪音，需濾波處理。 |
9 | 維護/校準 | 完全免維護/自動校準 | 需經(jīng)常清理喇叭口，時常需要校準。 |
10 | 調(diào)試/*性 | 隨時可以調(diào)試、安裝簡易。 | 需空倉調(diào)試 |
推薦品牌：美國BlueLevel重錘料位計
概述：
美國BlueLevel W55型智能重錘料位計是用于監(jiān)測料斗、筒倉和其他類型容器內(nèi)粉末、顆粒和液體的第三代智能傳感器。W55型智能重錘料位計直接測量頂部無料空間距離，間接測量料倉內(nèi)的物料高度。
測量原理：重錘式料位計W55的*電子器件采用智能電機控制。每個測量周期均以測錘/鋼纜組件降*容器內(nèi)部的方式啟動。鋼纜下降/提升的量等于在W55安裝點下方自測量起始點*物料表面之間的無料空間距離。該距離使用霍爾效應探測技術和微控制器計時器電路進行測量，測量分辨率在0.045"之內(nèi)。在探測與物料表面接觸時還采用了磁技術。測量數(shù)據(jù)刷新后，電機反向運行，測錘/鋼纜返回*初始位置。在上升過程中對距離進行測量和校驗。 根據(jù)測得的距離和在配置過程中由操作員或安裝員設定的有效測量范圍確定料位。料位報警(高位和低位)與測得的料位進行比對，如必要，高位和低位報警繼電器輸出將改變狀態(tài)。
技術優(yōu)勢：與其他物位計不同，W55型智能重錘料位儀的測量數(shù)據(jù)不會受到聲、粉塵、光、顏色、介電常數(shù)、濕度和溫度變化的影響。
1、每套設備均配有多種測量輸出標準，其中包括MODBUS串行通訊、0/4-20mA 模擬信號、直流晶 體管脈沖信號和交流繼電器脈沖輸出信號。
2、輔助容器料位控制物料的高位低位報警輸出。
3、采用智能的自校驗技術，在測量周期內(nèi)出現(xiàn)包括斷纜、埋錘以及探頭閉鎖問題時，通過故障信號發(fā)出報警。
4、采用第三代智能重錘料位計技術，其中包括AutoReturn?和SmartStart?測量周期性啟動技術。
5、自動模式、手動模式和SmartStart?模式，三種啟動模式可選。
6、智能測量控制系統(tǒng)始終以有序編程方式將重錘/鋼纜牽引返回原始位置，為提高測量可靠性，返回過程甚*可以延緩。
7、*大測量距離為30米（超過30米定制）。
8、采用通用100-240VAC電源。
9、AutoReturn?功能可讓測錘/鋼纜根據(jù)操作員設定的距離返回。
10、采用磁霍爾效應技術和微控制器實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的高分辨率和可靠性。
11、內(nèi)置 LCD顯示屏和按鍵，簡易的參數(shù)設置。
12、可更換的擦塊和清潔刷令鋼纜保持清潔狀態(tài)。
13、選配Model RCU遠程控制裝置實現(xiàn)重錘料位計的遠程訪問和顯示，每兩個MODBUS網(wǎng)絡可連接多達128個料位計。
結(jié)構(gòu)優(yōu)勢：
「總結(jié)」：BlueLevel重錘式料位計通常都是用在電廠、水泥廠等粉塵特別嚴重的工況，用來測量燃料倉、水泥倉等的料位；因此，建議使用BlueLevel料位計來解決貴電廠在灰?guī)臁⑹沂蹅}、原煤倉、渣倉、灰斗、落煤斗等固體料位測量方面的難題。 
