2014年07月04日08:51:23
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烧结及焦化厂料位测量控制解决交流方案

       烧结及焦化厂料位测量控制仪表选型一直是困扰自动化控制的一个难题,目前各种物位仪品种繁多,用户在选用物位仪时经常摸不着头脑,不知道选那种好。那么现在我们简单介绍一下目前典型物位仪的特点:

1.1    重锤式料位测量装置
重锤式料位测量装置属机械接触式测量。它的工作原理是工作时通过编码器产生的脉冲计算出重锤下降的高度。当重锤到达物料表面时,微处理器探测到缆绳的松弛信号后触发电机反转,将重锤收回,并得到测量结果。
重锤式料位测量装置的优点是测量准确,不受煤仓粉尘、水汽及煤堆形状的影响。其缺点是长期在粉尘环境中,粉尘易通过钢绳及滑轮组进入到传感器内部,影响电气元器件的寿命;传动部分频繁转动容易卡涩;钢丝绳及滑轮容易磨损;在重锤收回到顶部的瞬间有较大的冲击力,易使重锤脱落;维护工作量大。
 
1.2    称重式料位测量装置
称重式料位测量装置的工作原理是,在料仓的金属支撑体上安装称重传感器,当料仓内料位变化时,料仓金属支撑体上的受力也随之变化,称重传感器感受到重量后,应力传感器变形,其电阻(电压、电容)值发生变化,通过信号处理来实现料位测量。该测量装置的优点是维护工作量小,但由于安装方式的特殊性,也带来了使用的局限性。另外,因其料位的测量是通过重量测量来转化的,因而煤种的不同、粒度组成不同、水分变化造成的煤的容重的变化会影响料位测量的准确度,从而使煤仓要么不够满,要么会溢煤,所以,其校核时的煤种容重对称重系统至关重要。另外,运行中一旦零位发生漂移,需将煤仓烧空,这在实际运行中也较难做到。
 
1.3  雷达料位测量装置
按所发射的信号来分,雷达料位测量装置可分为调频连续波式和脉冲式2种。以调频连续波式雷达料位计为例,该料位计使用发射频率随一定时间间隔(扫描频率)线性增加的线性调频高频信号,因该信号的发射频率与接收到的反射频率的差值,与天线到被测界面的距离成正比,即距离越大差值越大,反之亦然,进而可计算出料位高度。
由于雷达发射的信号受传播介质的影响,当所测对象粉尘较大时,测量会受到干扰,而引起测量的误差增大,甚至不稳定。
 
1.4  超声波料位测量装置
超声波料位测量装置的测量原理是:传感器被电激励后,向介质发射一个超声波脉冲,该脉冲穿过空气到达介质表面后被反射回来,部分反射的回波被同一传感器接收。根据从脉冲发射到接收所用的时间,可计算出传感器到介质表面的距离,即D=ct/2(c为声速,t为传输时间),由此也就得到了料位的高度。
该测量装置的优点是维护工作量少,缺点是容易受噪音和粉尘的干扰。
 
1.5     γ射线料位计(辐射料位计)
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。该料位计常用作料位开关,因非接触式测量,特别适用于工作环境恶劣的大型混凝土料库,此时要求所用同位素源比较强。由于放射源污染环境等因素,此料位计在使用上受限制。
优点:日常运行维护工作量小,操作简单;依据料仓形状和工艺要求,γ射线料位计可安装在不同位置。
缺点:放射源污染环境;放射源衰减使料位控制不可靠。
 
通过我们对以上几种物位仪的特性了解,大家可以根据自己工况条件,对照一下目前您使用的物位仪有哪些问题?我们能不能帮您解决?我们的承诺是仪表可以先无条件安装试用3个月,如果认为比您现在使用的仪表效果好,我们在谈下面的商务问题。
根据我们在多个钢企烧结及焦化厂料位测量控制改造的情况,我们把几个产品推荐给大家。
以下是我公司几个产品的简介供大家参考:
 测点与选用
 的 仪  表           
                          说              明                              
干熄焦炉:
 
 
红焦高温料位计    
SY-CDQLS23001
 
一次除尘器高温料位计
SY-CDQLS23002
 
二次除尘器高温料位计
SY-CDQLS23003
 
干法熄焦(简称干熄焦CDQ)是采用惰性气体熄灭赤热焦炭的熄焦方法,具有节能、提高焦炭质量和环保三大优点,与湿法熄焦相比,焦炭的M40提高3-8%、M10改善0.3-0.8%,干熄焦可降低高炉焦比,有利于高炉炉况顺行和提高高炉的生产能力。
干熄焦另一特长就是回收了热焦炭显热的循环气体通过余热锅炉生产高温高压(中压)蒸汽,这种无需增加能源产出的蒸汽可以用于发电,或作为钢铁厂的蒸汽热源使用。因此,CDQ装置是一种经济效益很高的节能系统。CDQ装置的另一个特点是,它是一种关爱地球的环保型系统,回收显热使用的惰性气体在冷却热焦炭的“干熄槽”和“生产蒸汽的余热锅炉”之间是以密闭状态进行循环的,因此,它不会向外排放造成大气污染的物质。
从焦炉推出的热焦炭(约1000-1050℃)通过由电机车牵引的焦罐运输车运送到吊塔下。焦罐内的热焦炭由吊车提升运送到干熄炉的上部,并从装料装置将其装入预存室。热焦炭在冷却室往下运动的过程中,与冷却室下部吹入的冷却循环气体进行热交换,熄灭并被均匀冷却到(200℃以下),然后通过排出装置排出。
在冷却室被加热到约900℃的循环气体通过1次除尘器除掉粗焦粉后被送往锅炉。在锅炉中以此为热源产生蒸汽,在钢铁厂、化工厂、发电厂内有效利用。在锅炉出口处被冷却到约200℃的循环气体通过2次除尘器除去细焦粉后进入气体循环风机,加压后送入冷却室以实现循环使用。
由于干熄焦的上述优势,所以国际、国内大型炼钢厂及焦炭企业纷纷改造焦炉的湿法熄焦设备,由于干熄焦炉的特殊性,干熄焦的料位控制尤为重要,现有的高温焦炭的料位控制点分为:干熄炉上部预存室料位控制、一次除尘器料位控制、二次除尘器料位控制
SY-CDQLS-23001型高温料位计能用于多种场合的料位测量,由于仪表测量探头采用盘式传感元件,提高了测量的可靠性。整个测量探头采用特殊材料制成,能承受达1200℃的高温。典型的应用实例是干熄焦红焦料位的测量。
SY-CDQLS-23002型高温料位计能用于多种场合的料位测量。仪表测量探头采用杆式传感元件,整个测量探头采用特殊材料制成,耐高温达1100℃。能用于各种恶劣场合的料位测量。典型的应用实例是干熄焦的一次除尘料位测量。
SY-CDQLS-23003型高温料位计能用于多种场合的料位测量。仪表测量探头采用杆式传感元件,整个测量探头采用特殊材料制成,耐高温达1000℃。能用于各种恶劣场合的料位测量。典型的应用实例是干熄焦的二次除尘料位测量。
产品国家专利号:ZL200820111704.6
电除尘器灰斗:
 
 
除尘仓料位开关
SY-CCLK-3
(继电器开关量)
 
除尘仓料位仪
SY-CCLW-3
(4~20mA连续量)
要想准确地测出除尘仓的料位高度,就要想法使测量探头不能被仓内挂料埋着。在现代实际生产中测量的料位探头一般是从料仓的侧面安装上下水平的两个开关点。但这恰恰是料仓挂料的区,上面说过90%以上不能使用的原因就是如此。特别是在此问题上人们想通过加长探头的方法想避开挂料层,但实际料位探头不可能超过一米长度,因为随着探头增加上面的物料将会把插入的探头压湾而不能测量。还有最严重的挂料层往往超过一米厚度,这就是现代工业除尘料仓的测量难处。
在综合分析国内外除尘仓多种弊端因素,根据除尘仓内部结构特点,结合我厂多年生产料位经验,发明了除尘仓料位测量仪。它能从根本上回避料仓内挂料淹没探头并能准确地把料位测出。
除尘仓料位测量仪传感器特性:根据我多年的固体料位测量的探索并申请了固料探头的实用专利,因为它具有抗摩擦抗固料冲击抗腐蚀抗高温等特性,因此完全能够长年在除尘仓中使用和测量。并能够以连续信号的方式将仓内物料测量出来。
产品国家专利号:ZL200820111703.1
汽包液位测量:
 
 
一、国内外锅炉汽包液位测控现状
锅炉汽包水位测量的重要性是人所共识的,然而长期以来锅炉汽包水位连续测量技术方面采用平衡容器式(差压式)测量方法存在许多无法改进的缺陷,主要体现在以下几个方面:
不能实施全工况测量,在锅炉启、停、排空、连排等不稳定运行工况下存在建立稳定的差压条件时间较长、恢复时间较长或干脆不能建立正常差压,需要人工干预。
在稳定工况条件下,由于受结构限制,不能彻底解决因取水侧降温造成的系统测量误差问题。在锅炉缺、满水等事故工况条件下,系统测量误差过大可能带来严重后果。
结构复杂,静密封点多,施工规模大并存在冬季保温问题。
测量时滞较长,不能即时反应锅炉水位变化,测量信号调节质量差。
由于存在冷凝筒放热,使用成本极高。
这些都是由于差压式测量原理及其对系统取样结构的不合理造成的,无法改进。这些缺陷在非正常工况下给锅炉安全运行造成了极大隐患。
为彻底解决汽包水位测量存在的问题,我们将利用采用先进的智能射频导纳汽包液位计对锅炉汽包水位进行测控。
二、创新内容、技术路线、技术指标及技术关键
工作原理:物位变化与其对测量探极产生的电容变化之间的关系,通过专用模式系统软件将检测的电容变化经各种补偿后,输出与物位变化成正比的4-20mA模拟信号。
技术特点:具有全工况条件(锅炉起、停、排污等)下液位准确测控功能。能够对液相介质介电常数变化、汽相介质介电常数变化同时进行自动补偿,无需现场标定。能够对测量系统的温度漂移进行自动补偿,全温度范围测量系统温漂不超过0.1pF。模块化结构设计,连续测控技术,可同时输出4~20mA模拟电流、4组独立继电器触点。耐高温、高压、长寿命。高可靠、高精度、高稳定。不存在“假水位”输出。
液位计技术参数:
●供电:21-30V DC 2.6W
●测量范围:0~850mm任意量程
●分辨力:0.5mm
●测量周期:0.2秒
●介质温度:374℃ Max
●工作压力:28Mpa Max
●环境温度:-40~80(℃)
●温漂:1mm Max
●线性:0.05%
●输出:线制4-20mA
●通讯:RS-485通讯串口
●防护等级:IP65
●防爆等级:ExdⅡ
                                                    智能射频导纳液位计示意图
        
优点:
简单的连通器取样结构,可以保证水位真实,准确,如敷以高质量的保温层,可以高质量地保证测量筒与锅炉本体的温压一致性。
0.03m3的取样容器,0.2秒的测量周期能即时的反映锅炉水位变化,大大改善调节质量。
不受汽包温度、压力变化的直接影响,不存在“假水位”测量问题。
综合系统测量误差控制在毫米级,接近真实值。
可实现全工况生产运行的自动补水和保护。
测量筒整体敷设高质量保温层,散热量极小,散热损失折合的使用成本相对极低。
烧结厂配料仓:
 
射频导纳料位仪
21112-F8FL800/N
一.概述:Level-Ease 20000射频导纳料位仪引进加拿大ARJAY工程公司的“Level-Ease射频检测技术”,并采用ARJAY工程公司的核心模块组装生产。具有与ARJAY工程公司原装产品相同的性能与品质。
     Level-Ease 20000射频导纳料位仪是一种采用射频技术的新型连续料位测量仪表。由于采用“Level-Ease射频检测技术”和微机技术解决了传统式物位计温漂大、标定难、怕粘附的难题,可广泛适用各行业中液体及固体料仓料位的连续测量。特别是在高温、高压力、强腐蚀、强粘附、粉尘大的环境下进行测量,是其它类型的物位计无法比拟的。
二.工作原理
     Level-Ease 20000射频导纳料位仪由传感器和控制仪表组成,如图所示。传感器可采用棒式、同轴或缆式探极安装于仓顶。传感器中的脉冲卡可以把物位变化转换为脉冲信号送给控制仪表,控制仪表经运算处理后转换为工程量显示出来,从而实现了物位的连续测量。由于采用了“Level Ease射频检测技术”,提高了可靠性并使安装调试变得非常简便。
三.产品特点
·标定简单:可利用任二点任意仓高一次性自动完成标定。
·适应性强:可在高温、高压力、强腐蚀、强粘附、粉尘大的环境下可靠工作。
·无需维护:由于传感器结构简单,无可动部件,所以一经投运后就无需维护。
·应用广泛:液态、固态、界面混和物、物料均可使用。
·液晶显示:采用液晶显示,显示内容丰富、全面。
·无漂移:不会因为介质的温度或密度变化产生漂移。
     本产品采用ARJAY工程公司的核心模块和国家专利技术的“新型固体料位测量探头”,其寿命长,免维护,精度高的特点已经得到用户认可。在太钢的峨口矿煤仓、东山矿制粉仓均在使用。
     产品国家专利号:ZL200520077330.7
焦炉装煤车:
 
 
射频导纳料位仪
21112-SFL400
 一、产品概述
SYLW3X系列导波雷达物位计是采用微波技术来检测料位的高科技产品,该料位仪利用微波具有穿透性好,对恶劣环境及被测物料适应性强等特点,采用世界上先进的大规模集成电路,利用雷达原理、数字信号处理技术和快速傅里叶变换(FFT)技术。采用连续式乍动测量,能测量液体、固体(块状、粉状)料位,具有测距远(35米),精度高等特点。
SYLW3X系列导波雷达物位计具有低维护、高性能、高精度、高可靠性,使用寿命长等优点。在与电容,重锤等接触式仪表相比较,具有无可比拟的优越性。微波信号的传输不受大气的影响,所以它可以满足工艺过程中挥发性气体、高温、高压、蒸汽、真空及高粉尘等恶劣环境的要求。
该产品适用于高温(350℃)、高压、真空、高粉尘及挥发性气体等恶劣环境。可对不同料位进行连续测量。该仪器主要技术指标达到或优于国内外同类产品,且安装调试简便,可以单台使用,也可组网使用,可广泛应用于冶金、建材、能源、石化、水利、粮食等行业。
二、基本原理
       雷达波是一种特殊形式的电磁波,导波雷达料位计利用了电磁波的特殊性能来进行料位检测。电磁波的物理特性与可见光相似,传播速度相当于光速。其频率为300MHz-3000GHz。电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源,遇到障碍物易于被反射,被测介质导电性越好或介电常数越大,回波信号的反射效果越好。雷达波的频率越高,发射角越小,单位面积上能量(磁通量或场强)越大,波的衰减越小,导波雷达料位计的测量效果越好。
导波雷达料位计组成:它主要由发射和接收装置、信号处理器、天线、操作面板、显示、故障报警等几部分组成。发射-反射-接收是导波雷达料位计工作的基本原理。雷达传感器的天线以波束的形式发射最小5.8GHz的雷达信号。反射回来的信号仍由天线接收,雷达脉冲信号从发射到接收的运行时间与传感器到介质表面的距离以及物位成比例。
导波雷达是基于时间行程原理的测量仪表,雷达波以光速运行,运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆式或杆式探头传导。当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收,并将
距离信号转化为物位信号。
输入
反射的脉冲信号沿缆式或杆式探头传导至仪表电子线路部分,微处理器对此信号进行处理,识别出微波脉冲在物料表面所产生的回波。正确的回波信号识别由智能软件完成,距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程T成正比:D=C×T/2 其中C为光速因空罐的距离E已知,则物位L为: L=E-D
输出
通过输入空罐高度E(=零点),满罐高度F(=满量程)及一些应用参数来设定,应用参数将自动使仪表适应测量环境。对应于4…20mA输出。
技术优点
·由于采用了先进的微处理器和独特的EchoDiscovery回波处理技术,导波原理几乎不受任何工艺条件的限制。例如,对粉尘和蒸汽工况不敏感,甚至大量蒸汽的环境也不影响其测量精度。
·探头可做截断处理,因此客户可根据量程现场调整长度,使用非常灵活。
·多种过程连接方式及探测组件的型式,使得导波雷达物位计其测量精度不受介质波动、密度或介电常数(只需达到规定的介电常数)变化的影响。
    ·适用于可能产生挂料的工况,即使探杆及容器壁上吸附了较多的介质也不会对测量结果造成任何的影响。
    ·无需满罐就可完成校验。
   ·提供两线制和四线制两种连接方式供选择。
   ·可用于液位、物位、界面测量。
   ·可提供旁路式设计或直接与玻璃式、磁翻柱式液位计配合形成全面的测量方案。
   ·采用脉冲工作方式,导波雷达发射功率极低,可安装于各种金属、非金属容器,对人体及环境都无危害。
混合料槽:
 
射频导纳料位仪
21112-SFL500/N
各种酸碱液储罐
污水池等:
 
导波雷达液位计
SYLW31系列