火力發電廠生產中常見的幾種物位計在實際應用比較

物位是指存放在容器或工業設備中物質的高度和位置。在工業生產中，常常對液位、料位進行測量。液體介質液面的高低稱為液位；固體粉末或顆粒狀物質的堆積高度成為料位。
　　 火力發電廠需要對許多工質進行物位測量，以達到安全生產的目的，比如汽包水位、煤倉煤位、渣倉料位、除氧器水位、儲油罐油位、加藥罐液位等等。
　　這里物位測量指的是對液位、界位及料位的檢測統稱。完成物位測量任務的儀表叫做物位計，物位計根據測量原理、測量對象、測量方式等的不同分為以下幾種：
　　根據測量方式不同，可分為連續式、限位式。
　　根據測量對象不同，可分為液位計、界位計及料位計。
　　根據測量原理不同，可分為靜壓式物位檢測、浮力式物位檢測、電學式物位檢測、聲學式物位檢測、射線式物位檢測、雷達式物位檢測等。
　　按照與被測介質接觸與否，可分為接觸式物位檢測和非接觸式物位檢測。
　　上面靜壓式物位檢測、浮力式物位檢測、電學式物位檢測屬于接觸式物位檢測；聲學式物位檢測、射線式物位檢測、雷達式物位檢測屬于非接觸式物位檢測。
　　目前多數火力發電廠對煤位、渣位、粉位、灰位等物位進行測量時，常采用超聲波式、雷達式、重錘式、射頻導納式單一種類的料位計進行測量。這樣使得被監視的物位時常發生異常顯示，加大儀表的維護量，無法滿足安全運行的要求。這是由于這四類料位計工作原理及所需工作環境的不同而造成的。下面針對煤位、渣位、粉位、灰位的檢測，進行這四類物位計優、缺點的比較及分析。
　　1 超聲波式料位計
　　1.1 工作原理
　　在超聲波料位計上有一個超聲波發射器與接收器，發射器經過電子激勵，直接產生超聲波脈沖并射向被測介質的表面，這個脈沖將被被測介質的表面反射回來，部分回波將被料位計上的回波接收器接收，并轉化成一電信號。通過超聲波發射和接收所需的時間與超聲波的波速乘積關系就可測量出被測介質與料位計之間的距離。
　　1.2 在應用中的優點
　　超聲波是指振動頻率大于20 kHz以上的機械波、振動波，需要介質傳輸，因此可以遠傳。另外超聲波的穿透能力和方向性較強，進行物位測量時大多數情況下均可使用。
　　1.3 在應用中的缺點
　　超聲波式料位計安裝位置的選擇受進料口位置、發射角內阻礙物、測量方向上的阻礙物、測量介質堆積形狀影響。當倉室大量進料時，倉室中粉塵特別大，從而改變了倉室中大氣的物理特性，超聲波的傳播速度變化很大且極不規律，另外超聲波還會出現反射混亂現象，造成測量結果出現誤差甚至跳變，嚴重影響監視測量。倉室出料時，對測量結果沒有任何影響。


　　2 雷達式料位計
　　2.1 工作原理
　　雷達式料位計與超聲波式料位計工作原理基本相同，只不過雷達式料位計是通過雷達波進行測量檢測的。
　　2.2 在應用中的優點
　　雷達波是電磁波，電磁波的物理特性與可見光相似，不受大氣影響，以光速傳播，因此能夠克服高溫高壓、真空、揮發性氣體、蒸汽、粉塵等不利因素，測量精度高。
　　2.3 在應用中的缺點
　　雷達式料位計安裝位置的選擇受進料口位置、發射角內阻礙物、測量方向上的阻礙物、測量介質堆積形狀影響。倉室進料、出料時，倉室內環境對雷達波影響不大，所以測量結果也沒有任何影響。

　　3 重錘式料位計
　　3.1 工作原理
　　料位探測過程由控制器發出的信號來控制，當傳感器接到探測命令時，電機正轉，使鋼絲繩或鋼帶下放，帶動重錘由倉頂下降，當重錘降至被測物料面托起而失重，這時鋼絲繩或鋼帶松弛，檢測單元發出信號，控制器得到該信號即發出電機反轉命令，重錘上升返回，重錘回到倉頂原位置完成一次探測過程。此過程中控制器計算出鋼絲繩或鋼帶放出的長度，得出料位的測量值。
　　3.2 實際應用中的優點
　　重錘式料位計不受傳輸介質與環境溫度的影響。無論是否有被測物正在進入倉室，都可進行測量檢測。
　　3.3 實際應用中的缺點
　　由于重錘式料位計工作特點，這類料位計不是每時每刻進行監測，而是定時進行監測的，對料位變化不能及時反映，即實時性差有一定滯后性。在倉室進料、出料時，倉室環境對重錘料位計沒有影響，測量結果也不會產生影響。但是在倉室進料中，如果出現重錘料位計鋼絲繩或鋼帶卡澀故障、重錘回收不及情況時，料位計的重錘會被埋入固體介質當中。當固體介質排放時，在重力作用下重錘受到固體介質的摩擦力，造成鋼絲繩或鋼帶斷裂，損壞重錘式料位計，造成無法正常工作。

　　4 射頻導納式料位計
　　4.1 工作原理
　　將一個無線電頻率施加在探頭上，通過連續的分析，確定電極周圍環境的改變。因所有材料均具有介電常數，而且其導電率都不同于空氣，當探頭與材料接觸時由于微小電容量偏移所反映的總阻抗發生變化。當有被測物進入倉室、容器時，介電常數發生改變，電容效應得以加強，從而改變應用場合的阻抗，這一變化經儀表檢測、轉換后變成料位信號輸出。
　　4.2實際應用中的優點
　　射頻導納料位計不受監測環境的影響，對安裝位置的要求不高。無論是否有被測物附著在電極上，測量結果不會因為電極上掛料而產生偏差。
　　4.3 實際應用中的缺點
　　對較高的倉室進行測量時電極會被生產的很長，這樣在施工中既不便于搬運，又不便于安裝。正常工作時電極常常埋入介質中，因此會對更換、維修造成不便。在倉室進料、出料時，倉室環境對射頻導納位計沒有影響。如果這類料位計出廠及安裝時未加電極保護措施，進出倉室的固體介質很容易對電極造成沖擊、磨損，損壞料位計。另外料位計安裝位置選取不合理，當固體介質排放時，在重力作用下電極受到固體介質的摩擦力，造成電極斷裂，損壞料位計而無法正常工作。
　　綜上，對煤位、渣位、粉位、灰位測量采用單一類型的測量儀表，不能滿足準確的料位測量，運行人員對測量顯示會產生質疑，不利于安全生產。建議重錘、超聲、雷達、射頻導納四種料位計，選取優缺點互補的兩種料位計組合進行料位監視，這樣即可以進行兩個測量值之間對比、分析，又可以保證安全生產的需要。

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