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重锤料位计在水泥行业的应用及如何选型

一、重锤料位计在水泥行业的应用及如何选型概述
工业自动化生产过程中料位是主要测量参数之一,随着工艺要求的提高,料位作为一个重要的过程参数日益引起大家的关注。水泥生产中的原料、半成品、成品均为粒块状或粉状固体物料,对其进行料位测量的场合很多如石灰石库、粘土库、铁粉库、煤粉库、生料均化库、熟料库、混合材库、石膏库、水泥库等工艺环节都有应用,均为固体粉状、块状物料。随着水泥生产自动化水平和控制系统可靠性要求的提高,料位测量控制的作用日益突出。
二、重锤料位计在水泥行业的应用及如何选型常用料位测量方法
料位测量的方法很多,通常分为接触式测量仪表(重锤、导波雷达、射频导纳、电容、音叉、阻旋等)和非接触式测量仪表(γ射线、超声波、雷达等)。
按生产工艺要求,料位测量装置有两类,一是极限料位检测,即料位开关,一般有上、下限2个检测点。二是连续料位测量,有定时测定和需要时进行测定2种工作方式,用于较**掌握料面高度的场合。以下简要介绍各类仪表的原理。
1.传统重锤式料位计:料位探测过程由控制器发出的信号来控制,当传感器接到探测命令时,电机正转,使钢丝绳下放,带动重锤由仓顶下降,当重锤降至料面被测面托起而失重,钢丝绳松弛,检测单元发出信号,控制器得到该信号即发出电机反转命令,重锤上升返回,,重锤回到仓顶原位置完成一次探测过程。此过程中控制器计算出钢缆放出长度,得出重锤从仓顶到料面的距离。测量不受介质密度、颗粒大小的影响
2.导波式雷达料位计:通常采用脉冲波方式工作,而是通过1根(或2根)从仓顶伸入、直达仓底的导波体传播。导波体可以是金属硬杆或柔性金属缆绳,微波脉冲沿杆或缆的外侧向下传播,在被测物料表面被反射,回波被天线接收,由发射与回波脉冲的时间差即可计算出传播距离
3.射频导纳料位开关电容物位计:原理是插入料仓的电极与料仓壁之间构成电容器,当仓内物料料位变化引起电容量的变化,通过转换电路得到相应的料位。要求被测介质稳定。
4.阻旋料位开关:基本原理是同步微电动机,带动检测叶片旋转,当被测物料的料位上升使叶片转动受阻,检测机构便围绕主轴产生旋转位移。该位移首先使一个微动开关动作,发出有料位信号。随后另一个微动开关动作,切断电动机电源使其停转。当料位下降至叶片失去阻挡时,检测机构便依靠弹簧拉力使其恢复原始状态,一个微动开关先动作,接通电动机电源使其旋转,随后另一个微动开关动作发出无料信号。
5.γ射线料位计工作原理是在料库一侧设置同位素源,另一侧设置探测器,同位素源向探测器定向发射γ射线,若库内料面低于它,探测器检测料空信号;若料面高于它,则物料遮挡、吸收γ射线,得出料满信号。
6.超声波料位计:主要利用回波测距原理,通过测量换能器发射和接收到声波的时间,计算出换能器到物料表面距离。高温、蒸汽、大量粉尘等环境不可用。
7.雷达料位计:利用回波测距原理,其喇叭状或杆式天线向被测物料面发射微波,微波传播到不同相对介电率的物料表面时被反射,并被天线接收。发射波和接收波的时间差与物料面和天线的间距成正比,测出传播时间即可得知距离。
三、水泥行业的物料特点
1.颗粒状物料:在水泥厂原料大多是颗粒状物料,少数是块料,如石灰石、原煤、页岩等,其半成品熟料也是颗粒状物料,储存在库或仓里,
2.粉状物料 :在水泥厂和粉磨站里水泥库、生料均化库和粉煤灰库等,这些物料全是粉料,粉料表面非常疏松。
3. 测量范围较宽,从几米至几十米都有;测量环境恶劣,仓内粉尘极大、并伴有生产过程中产生的高温、水汽等,大量的粉尘会粘付在传感器上,影响测量。
四、水泥物料对常用连续量物位仪表的影响
1.传统重锤式料位计:*早应用的物位仪表,测量不受介质密度、颗粒大小、粉尘干扰等的影响。 缺点:机械内部易落灰尘影响测量效果;机械磨损较严重,需经常维护;重锤易发生被物料埋住现象,发生掉锤头、断带故障。
2.导波雷达料位计:同介质的介电常数有关,要注介电常数大于1.5以上。 缺点:介质会在缆绳周围结块,影响测量;埋在物料中的缆绳由于物料重力会产生较大的下拉力,造成缆绳被拉断等故障。
3.超声波料位计:缺点:超声波属于机械波,常常以空气作为传播介质,而空气的温度、湿度等变化会影响超声波传播速度,故在一些有温度、压力、蒸汽等场合,该料位计不能正常工作;料库空气中的粉尘也衰减超声波信号,影响测量效果;由于粉仓料位表面在下料时非常疏松,对超声波信号有较强衰减,故对粉仓料位的测量效果较差。
4.γ射线料位计:缺点:放射源污染环境;放射源衰减使料位控制不可靠。
5.射频导纳料位开关和电容物位计:缺点:埋在物料中的缆绳由于物料重力会产生较大的下拉力,造成缆绳被拉断等故障。另外被测介质如果发生变化,也会影响测量结果。
6.调频连续波雷达物位计:由于电磁波不受温度、蒸汽、粉尘干扰,雷达料位计能适应水泥粉仓环境。但对粉尘在雷达探头上结垢问题,比较难处理,一般要求现场加吹扫装置,增加了仪表的不可靠性。雷达采用回波测距原理,对返回波的有效捕捉是非常重要的,要求根据现场实际进料情况调整探头角度,但由于料位变华较大,很难找到*合适的角度。另外,雷达调试时,需要专业工程师依靠专门分析软件,根据雷达波在现场实际反射波形,来分析仓内情况,排除干扰。对使用者的技术要求较高。
五、有对水泥行业*合适的物位仪表吗?
因为现场条件恶劣,各类仪表都有相应的缺点,那么那种物位仪表更适合水泥行业呢?答案是:新式重锤料位计。
传统重锤料位计做为*早应用的物位仪表,在水泥行业应用多年,探头部分无任何光学电子原件,不受现场的高温、粉尘、结垢等影响,整体结构简单、坚固。在应用过程中也发生一些故障:
1.检测单元采用微动开关,使用一段时间后,开关的灵敏性下降,导致埋锤事故发生。
2.当发生埋锤时,无法判断,电机继续工作,导致断线事故。
3.采用交流电机加减速箱方式控制锤头上升或下降,粉尘对机械部件磨损严重,影响使用寿命。
以上这些问题,随着仪表科技的发展,都有相应的解决办法了。当传统的重锤料位计加入了新的技术,他又焕发了青春,再次回到了水泥行业,这也是众多水泥厂用过了很多先进技术的仪表后,重新选择重锤式料位计的原因。
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