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        雷達料位計

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        淺談在燒結廠常用的稱重料位計與雷達料位計的選型

        作者: 來源: 發布時間:2021-03-16 10:05:08

         摘 要:本文結合工程實際選型與安裝經驗,著眼于料位儀表的應用實踐,討論了在燒結廠常用的稱重料位計與雷達料位計的原理,選型與安裝。針對儀表自動控制應用過程中的關鍵問題展開了系統的分析與闡述,旨在于為今后相關研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。

        1 檢測的基本原理

               對于現場儀表來說,料位的檢測無疑是我們zui熟悉的檢測項目之一,其工作原理決定了其適應的工況與用途。

               稱重料位計基本工作原理是惠斯通電橋原理。

        稱重料位計基本原理接線圖

               如圖1,每個傳感器由壓力應變片和內部的惠斯通電橋組成,R1、R2、R3,、R4為應變電阻,Ui為激勵電壓,Uo為輸出電壓:

        Uo=Ui(R2R4-RlR3)/(Rl+R2)(R3+R4)

               當RlR3=R2R4時,電橋平衡,此時Uo=0。當被測重力作用在傳感器上時,通過粘貼在彈性體上的電阻應變計,使彈性體的彈性變形轉換為電阻應變計的阻值變化(增大或者減?。?;惠斯通電橋就產生不平衡電壓輸出,該輸出電壓信號正比于被測重力,從而可以方便地被顯示儀表接受、運算、顯示出被測重物的質量。該電壓信號也可以和其他稱重傳感器的信號進行串聯或并聯后輸出。

               雷達料位計的工作原理是利用回波測距原理。發射天線向被測目標發射微波,被測目標的回波被接收天線接收,信號處理器將發射信號與接收信號比較,計算出被測距離,并可算出相應的物位值。

               h=H-c×t/2

        其中:

               h為料位;

               H為料倉底部距離發射天線的距離;

               c為光速;

               t為微波被發射到接收時間。

        2 、兩種料位計的一般選型原則

               在應用這兩種料位計的時候需要根據其原理與特性來找到適合它們應用場合。

               稱重料位計的特點是可以準確的得知物料的質量,在有物料堆比重與安息角的情況下,對于規則的錐形礦倉,通過計算圓臺和圓柱以及假設的物料自由堆積的圓錐面,可以輕松的將重量轉換成體積,亦可以根據需要進一步轉換成高度。在工程實例中,一般選取4個稱重傳感器以三點極限承力的計算方式,通過計算礦倉的有效容積與堆比重的乘積,加上礦倉的皮重,并依據稱重傳感器的選型資料選出適合實際工況的稱重傳感器。然后依據選出的傳感器的外形尺寸,向土建專業提出委托,預留合適的安裝位置及預埋件。通過儀表測量,可以非常直觀的得知料量和料位,通過這種非直接的測量方式,規避了比如粉塵,蒸汽,高溫,腐蝕等惡劣工況對于測量的影響。但其局限性也是顯而易見的,由于是非直接的測量方式,對于料倉內實際料位高度僅僅是理論推測,固體物料內部易存在大的孔隙,形成懸料;粉料內部易存在小的間隙。前者影響對物料真實料位的推測,而后者則在振動或溫度、壓力變化時使物位也隨之變化。以至真實料位無法通過稱重料位的顯示及時獲知。

               雷達料位計的顯著特點是非接觸式直接測量,測量準確、精度高、反應快;安裝簡便,只需在礦倉上部預留DN50到DN100左右的安裝孔,將天線放入礦倉即可。設置簡單,維護起來也十分方便,但其對被測物質的介電常數有要求,粉塵、蒸汽、被測物體的凹凸面,以及發射角度及強度均有一定的要求。

        3、燒結項目料倉料位計的選用

        燒結部分需要料位測量的主要有:

               (1)原配料倉:由于燒結過程比較復雜,所需原料種類即多又雜,包括高爐返礦、冷返礦、燃料、白云石、蛇紋石、石灰石、生石灰、混勻礦等,根據各地礦產種類的差異以及混勻礦的性質,熔劑和燃料的種類有一定的差異,當然,需求量也是有變化的。

               (2)成品倉:用來儲存和轉運成品燒結礦。

               (3)中間料倉:包括混合料倉、鋪底料倉、燃料倉等。

        3.1 原配料倉

               對于原配料倉來說,必須根據煉鐵對燒結礦化學成分的要求以及原料的進料量把各種原料按一定的比例進行配料。雷達料位計可以將檢測的物位結果轉換成物料的容積。容積配料法配料量由于原料堆積密度隨其水分以及料倉料位的不同而有變化,配料比易產生較大誤差。經過混勻的原料,品位波動范圍很小,熔劑,燃料等物料均應采用重量配料法,方便配比計算。另外上料小車走行頻繁,倉頂安裝位置局限性大,物料的特性復雜,工況惡劣。在設計中,我們統一采用稱重料位計來解決測量問題。在燒結配料過程中,通過稱重料位計對各倉物料重量的計量,能夠輕易的計算出燒結礦的堿度,燃料用量,熔劑用量等配料過程中重要的參數和指標。

        3.2 混合料倉,鋪底料倉

               其特點是溫度較高,粉塵非常大,并伴有大量的蒸汽,這些條件使粘附現象非常嚴重,采用雷達檢測條件過于苛刻,需要增加天線功率,并在機械設備上開合適的安裝孔,即便如此,也很難得到比較穩定可靠的測量結果。所以雖然沒有配比要求,一般還是由機械設備成套帶有的稱重傳感器實現礦倉料位的檢測,實現對燒結機上料量的控制。

        3.3 成品料倉

               成品倉環境較好,成品燒結礦干燥并基本成塊狀,不涉及到配比,更關心的是物料在礦倉內部的實際高度來決定何時上料和避免放空物料導致放料砸壞襯板,由于成品倉的直徑比較大,對于倉頂安裝的雷達料位計有比較好的安裝位置,也方便檢修,采用雷達料位計能達到更精準的測量料位的目的,達到理想的效果。燃料倉由于粉塵比較大,用雷達料位計有一定局限性,如果將其做成稱重礦倉,又沒有配比要求,顯得不經濟,我們一般采用導播雷達料位計解決這個問題。用一根鋼索作為傳播介質,這樣就克服了粉塵的影響,而導播雷達料位計zui怕的粘料、掛料現象在這里并不明顯。安裝位置盡量靠向中心,以減少物料不平衡對鋼纜產生不均衡的拉力的影響,一般情況下,在礦倉的檢修周期同時對鋼纜進行清理即可達到良好的測量效果。

        4 結束語

               稱重料位計與雷達料位計在項目中的實際應用,是根據具體工況和技術指標的要求,以及儀表本身的特點綜合決定的,儀表的正確選用對于項目的實施,運行和后期維護都有著深遠的影響,本文針對以上問題做出了簡要分析與說明,旨在于拋磚引玉,為相關的設計與實踐工作提供一定的參考與幫助。

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