NRP8313雷達(dá)料位計在電廠固體料倉方面的應(yīng)用
概述：
固體料倉是火力發(fā)電中必不可少的設(shè)備。而由于固體料倉粉塵大,介電常數(shù)低，存在負(fù)壓或正壓，測量距離長等特點(diǎn)，使得料位測量一直是物位測量技術(shù)中的一大難點(diǎn)，某發(fā)電廠有三個15米干灰?guī)?，之前的物位測量選用的是傳統(tǒng)電容式料位計，由于灰?guī)齑娣诺母苫抑亓枯p，顆粒度小，在下料過程中極易形成揚(yáng)灰，并在料位計纜繩上附著結(jié)塊，影響測量準(zhǔn)確性，經(jīng)常因?yàn)榱衔徽`報導(dǎo)致輸灰系統(tǒng)停運(yùn)。
一、傳統(tǒng)電容式料位計的掛料問題：
傳統(tǒng)的電容式料位計結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，有很好的穩(wěn)定性，抗干擾能力強(qiáng)，測點(diǎn)少。但由于煤粉密度、濕度、粉倉溫度等的變化對電容量有影響，故實(shí)際應(yīng)用時應(yīng)加入補(bǔ)償措施，以提高測量精度。傳統(tǒng)的電容式物位計對探頭發(fā)生粘附的導(dǎo)電液、漿料、顆粒等進(jìn)行測量時，要發(fā)生電極掛料問題，誤差較大，不能得到滿意的結(jié)果。從電學(xué)角度來說，電極掛料層相當(dāng)于一個電阻抗，傳感元件被掛料覆蓋的部分相當(dāng)于一條由無數(shù)個無窮小長度單元上的電容和電阻元件組成的傳輸線。
發(fā)生掛料時，測量電容 C=Cw +Cg
其中Cw為物位的等效電容，Cg為掛料部分的等效電容。
不帶掛料的電容式料位傳感器電極可等效為純電容形式，而掛料會引起測量電壓的能量損耗，這樣就造成物料無法真實(shí)準(zhǔn)確的被測量。
二、目前料位測量的主要手段和方式：
現(xiàn)在隨著科學(xué)發(fā)展，越來越多的測量方法可供選擇，如：阻旋、音叉、射頻導(dǎo)納等開關(guān)量測量方式和重錘、電容式、稱重式、雷達(dá)、超聲波、γ射線等連續(xù)量測量方式。但是，許多測量裝置受測量原理和現(xiàn)場、制造條件的制約，在電廠料倉中的應(yīng)用都不十分理想。能實(shí)現(xiàn)這種對工況要求嚴(yán)格的料位測量儀器寥寥無幾，最常用的連續(xù)量測量方式有：重錘式料位計、雷達(dá)式料位計、超聲波料位計等。鑒于粉煤灰的特點(diǎn)，也考慮過進(jìn)行人工重錘式料位計進(jìn)行測量，這樣可以比較準(zhǔn)確、可靠的測量出真實(shí)料位。但是由于現(xiàn)場工況惡劣、危險性大，不適宜長時間采用人工測量。相比較而言雷達(dá)式料位計具有其顯著的優(yōu)點(diǎn)：非接觸式測量，應(yīng)用電磁脈沖進(jìn)行快速測量，精度高，抗干擾能力強(qiáng)，耐腐蝕，耐壓高，耐溫高等。
三、雷達(dá)料位計測量原理：
雷達(dá)液位計是一種微波物位計，它是微波（雷達(dá)）定位技術(shù)的一種運(yùn)用。發(fā)射-反射-接收是雷達(dá)液位計的基本工作原理。它是通過一個可以發(fā)射能量波（一般為脈沖信號）的裝置（天線）發(fā) 射能量波，能量波在波導(dǎo)管中傳輸，能量波遇到障礙物反射，反射的能量波由波導(dǎo)管傳輸至接收裝置，再由接收裝置接收反射信號。根據(jù)測量能量波運(yùn)動過程的時間差來確定物位變化情況。由電子裝置對微波信號進(jìn)行處理，最終轉(zhuǎn)化成與物位相關(guān)的電信號。
因?yàn)槔走_(dá)脈沖電磁波信號從發(fā)射到接收的運(yùn)行時間t與探頭到介質(zhì)表面的距離L成正比，即：
L=v*t/2
式中v為雷達(dá)發(fā)射的電磁波速度
又因雷達(dá)發(fā)射端距測量介質(zhì)底部容器的高度是固定的，為H由此可計算出料位高度 h= H-L=H-v*t/2
四、雷達(dá)料位計測量料位的優(yōu)點(diǎn)：
（1）連續(xù)準(zhǔn)確地測量
由于電磁波的特點(diǎn)，不受環(huán)境的影響。故雷達(dá)料位計測量的應(yīng)用場合比較廣。雷達(dá)料位計的探頭與介質(zhì)表面無接觸，屬非接觸測量，能夠準(zhǔn)確、快速地測量不同的介質(zhì)。探頭幾乎不受溫度、壓 力、氣體等的影響。
（2）維護(hù)方便，操作簡單
雷達(dá)料位計具有故障報警及自診斷功能。根據(jù)操作顯示模塊提示的錯誤代碼分析故障，及時確 定故障予以排除，使維護(hù)校正更加方便、準(zhǔn)確，保障儀表的正常運(yùn)行。由于高級材料的使用，對情況極其復(fù)雜的化學(xué)、物理?xiàng)l件都很耐用，它可以提供準(zhǔn)確可操、長期穩(wěn)定的模擬量或數(shù)字量的物位信號。
（3）適用范圍廣，幾乎可以測量所有介質(zhì)
微波幾乎不受干擾，與測量介質(zhì)不直接接觸，幾乎可以被應(yīng)用于各種場合，如真空測量、液位測量或料位測量等。從槽罐體的形狀來說，雷達(dá)液位計可以對球罐、臥罐、柱形罐、圓柱椎體罐等的液位進(jìn)行測量；從罐體功能來說，可以對儲罐、緩沖罐、微波管、旁通管中的液位進(jìn)行測量；從被測介質(zhì)來說，可以對液體、顆粒、料漿等進(jìn)行測量。
（4）參數(shù)設(shè)定方便 
可用料位計上的簡易操作鍵進(jìn)行設(shè)定，也可用 HART 協(xié)議的手操器或 PC 機(jī)在遠(yuǎn)程或直接接在液位計的通信端進(jìn)行設(shè)定，十分方便。
五、安裝應(yīng)注意的問題
因?yàn)槔走_(dá)料位計是依靠吸收反射電磁波來計量料位，所以雷達(dá)料位計對安裝位置有一定要求的：
（1）當(dāng)測量液態(tài)物料時，傳感器的軸線和介質(zhì)表面保持垂直；當(dāng)測量固態(tài)物料時，由于固體介質(zhì)會有一個堆角，傳感器要傾斜一定的角度。
（2）盡量避免在發(fā)射角內(nèi)有造成假反射的裝置。特別要避免在距離天線最近的1/3錐形發(fā)射區(qū)內(nèi)有障礙裝置。
（3）要避開進(jìn)料口，波束不得于進(jìn)料相交，以免產(chǎn)生虛假反射。
（4）要避免安裝在有很強(qiáng)渦流的地方。如：由于攪拌或很強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)等，建議采用導(dǎo)波管或旁通管測量。
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