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DWYER料位產品在水泥行業的應用

2017-08-29      221

水泥生產中的原料、半成品、成品均為粒塊狀或粉狀固體物料,對其進行料位測量的場合很多,除生料、煤粉、水泥、混合材庫外,篦冷機下料、立窯的卸料等工藝環節都有應用。隨著水泥生產自動化水平和控制系統可靠性要求的提高,料位測量控制的作用日益突出。按生產工藝要求,料位測量裝置有2類,一是極限料位檢測,即料位開關,一般有上、下限2個檢測點。一旦料面達到預先設定的料位,即發出控制信號,使給料或卸料設備進行相應的動作。二是連續料位測量,有定時測定和需要時進行測定2種工作方式,用于較精確掌握料面高度的場合。有時為較好滿足工藝要求,在一個料庫上既設置連續測量的料位計,又配置固定高度的料位開關,即2種料位計各司其職,互相補充。實際采用的料位計種類很多,必須針對不同工藝物料要求、不同料庫,選用不同的料位計。
1   電容式物位
     電容式物位變送器是利用電容量的變化來測量容器內介質物位的測量儀表,可直接輸出4...20m A電流信號,是一種兩線制物位變送器,它主要用于容器中導電或非導電液體、固體塊狀、粉狀、細粒狀或卵石狀)的物位測量。在容器內由電容式物位變送器電極和導電材料制造的容器壁構成了一個電容。對于一個給定的電極,被測介質的介電常數不變時,給電極加一個固定頻率的測量電壓,則流過電容的電流取決于電容電極間介質的高度,并與之成比例因此對基于電容量改變來進行物位測量的一個基本要求是被測介質的相對介電常數(被測介質與空氣的介電常數之比)在測量過程中不應變化。依據量程的大小和控制方式的不同,電極設計成桿(棒)式或鋼纜(重型鋼纜)式,可應用于各種料倉。現在的新型產品為全密封一體化安裝結構,采用射頻振蕩器和數字集成電路,無運動機械部件,“數字標定技術”使得用戶可以在空倉的狀態下一次完成標定,功能齊全、性能可靠、控制及時、顯示直觀。
電容式物位
     安裝此類料位計時應注意選取合適的安裝點,避開下料口;注意信號線的 和接地,防止干擾。但倉內物料溫度、濕度、運動速度的變化以及物料粘掛倉壁和電極等因素的影響,引起電容介電常數的變化。因此,若用作連續料位檢測,其測量精度不高,通常用作料位開關。必須定期檢查探頭和料位開關動作情況并進行校驗。
2   阻旋式料位計
      阻旋式料位計原理是一個小功率的電動馬達帶動槳葉在不接觸被測材料時自由轉動,當受到被測材料的阻擋而停止運轉時,馬達將被迫旋至外殼內。其上加載彈力并啟動兩個開關,一個負責切斷馬達電源,另一個控制電氣及負責警報職能。當被測材料高度下降時,加載的彈簧伸展、馬達返回它的原始位置并恢復運轉。為防止使用中物料的沖擊,庫側安裝時應在檢測葉片上方的料倉內壁上方安裝防護板;如采用加長軸頂置垂直安裝時,則應在軸套外安裝保護套筒。此種料位開關結構簡單、價格低廉、維護方便,多用作粉狀物料料倉的料滿開關,適合高溫下工作。
     3     超聲波料位計
     超聲波料位計是測量一個超聲波脈沖從發出到返回整個過程所需的時間。超聲波料位計垂直安裝在物體的表面,它向物面發出一個超聲波脈沖,經過一段時間,超聲波料位計的傳感器接收到從料面反射回的信號,信號經過變送器電路的選擇和處理,根據超聲波發出和接收的時間差,計算出料面到傳感器的距離。物料表面的松散程度,對超聲波信號的衰減影響很大;若料倉中彌漫料塵時,超聲波會被料塵吸收,從而使信號有所衰減,且粉料粘附在換能器表面等原因都嚴重影響料位測量的準確性。因此,超聲波料位測量裝置適合塊狀物料的連續料位監測。
 
為解決該類儀器的不足,NIVELCO,通過采用新材料、新技術,提高了換能器發射強度,±0.2%精度,zui大60米量程,5度聲束角,在塵霧中也有較好的穿透能力,多種傳感器材質,內置全量程溫度補償。超聲波料位計適合測量各類粉狀、塊狀固體介質的料位高度。
      4    雷達料位計
      雷達料位計工作原理利用回波測距原理,其喇叭狀或桿式天線向被測物料面發射微波,微波傳播到不同相對介電率的物料表面時被反射,并被天線接收。發射波和接收波的時間差與物料面和天線的間距成正比,測出傳播時間即可得知距離。一般有導波雷達和調頻連續波雷達2種。雷達料位計對液體、顆粒及漿料連續物位測量。測量不受介質變化、溫度變化、惰性氣體及蒸汽、粉塵、泡沫等的影響。雷達料位計的精度為5mm,量程60米,耐250度高溫、40公斤高壓,雷達料位計適用于爆炸危險區域。
     5     重錘式料位計
     重錘式料位計的智能電機傳動系統控制著系在不銹鋼鋼纜上的重錘向下降,重錘接觸介質表面的瞬間停止下降,而后重錘式料位計改變電機的轉動方向將重錘收回。測量過程中,重錘式料位計通過的雙光學傳感器的精確計量,獲取料位信號,并將料位信號變送為4~20mA模擬量信號、RS485信號或脈沖信號輸出。
     重錘料位計安裝、運行注意事項:
     1)測量點的選擇:如料庫為中心進料,探頭單元應安裝在料庫半徑的1/2處,探頭與進料口的水平距離要>1m,應遠離下料口。
     2)由于測量重錘上升時有擺動,故在重錘升降時以0.5m為半徑的圓柱空間內應無鋼筋等障礙物。
     3)庫內裝料時,不進行測量,因為進料可能埋錘,易造成故障。
     4)定時檢查清理探頭單元、鋼繩(帶)、測量錘等并定時校驗控制器。
        重錘式料位計,基本上不受庫內溫度、濕度、粉塵的影響,計量精度較高,重錘式料位計的光學測量系統精確,優異的驅動電機及重載鋼纜可以提供強大的抗拉伸能力。重錘式料位計的雙光學傳感器設計可以正確地判斷鋼纜狀態,無需采用可能造成卡澀的機械剎車裝置,的繞線裝置確保不會出現亂線、跳線問題。
    6   稱重式料位計
     稱重式料位計是一種非接觸式料位計。在水泥生產工藝中的不同環節都可以應用,它的基本原理是將料倉(斗)整個浮空并置于幾支傳感器上,傳感器獲取倉中料的質量并傳送給控制器,控制料倉的喂料或卸料操作,保持料倉料位穩定。由于它需要將整個料倉浮空,所以適用于金屬料倉。它既可作料位開關也可用作連續料位計(計量精度較高可達1%),常用在各種小型中間倉。若作為連續料位計,常用作小型干法水泥窯的窯頭、分解爐的喂煤量的計量倉和入窯生料量的計量、標定倉,解決了穩定喂料(煤)問題。還有用作輥壓機上方的穩料中間倉的料位檢測控制。也有用在包裝機回轉筒上方的緩沖倉作限位開關用,控制進、卸料,以保持緩沖倉內的料位相對穩定。
     在某些計量設備,如沖量流量計、科里奧利秤、轉子秤等前的料倉一般都設有壓力傳感器,一方面檢測倉的料位,起到穩流的作用,另一方面又能給其下游的這些計量設備進行標定,即通過相對靜態的料倉減少量來標定動態的計量設備的精度。
    7     膜片開關
     膜片開關通過檢測由倉內的物料作用在傳感器上所產生的壓力來控制料位。該膜片開關系統可以安裝在儲倉的外壁。物料接觸膜片產生壓力,并通過監視器內部的電子線路部分將此壓力的變化轉換成電子信號。膜片開關輸出可以連接到聲光報警器、P L C等設備上。當物料下降離開傳感器時,對膜片開關的膜片壓力消失,開關恢復原狀。
     8     音叉式料位開關
     音叉式物位開關的工作原理是通過安裝在音叉基座上的一對壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動。當音叉與被測介質相接觸時,音叉的頻率和振幅將改變,這些變化由智能電路來進行檢測,處理并將之轉換為一個開關信號。若大顆粒物料堆積在兩極板間,會影響測量精度。因此該料位計較適合粉料和小顆粒料的測量。
    9     生產中應注意的問題
     眾多形式的料位計為料位檢測帶來了便利,但在實際使用中很難找到一種較為理想而又通用的料位計。生產中測量的對象很多,以料倉為例,其大小、形狀、材質差別很大,儲存物料的特性也不同,因此必須根據不同的料倉特點來選擇合適的料位測量裝置。首先要明確所測的物料的特性,即粒料、粉料還是塊狀料,物料溫度的高低如何;其次要認真考察所選儀器的檢測部分、控制部分的性能原理;要在實際中合理應用,解決好信號的干擾等問題。一般而言,電容式、阻旋式、音叉式、膜式多用于料位開關使用;重錘式、雷達式、超聲波式多用于連續式料位檢測;而稱重式則用于體積不大的金屬倉的連續料位或限位檢測,主要用于下游計量設備的喂料穩定和流量標定。水泥生產線上各種料倉(庫)的工作環境都很惡劣,任何一種料位計都需要精心的維護、定期的校驗才可能良好地運行。如,重錘式料位計適用于水泥行業各種不同粒度的固體物料的測量和控制,所以除產品生產廠家要解決好鋼繩機械強度和控制儀表可靠性的問題,還要求使用廠家要嚴格按規范操作,杜絕進料時測量現象,以防沖擊錘頭,并定期校驗維護。山東山鋁水泥有限公司在已投入運行的3條生產線、在建的3條生產線及多個粉磨站中,其生料庫、熟料庫、水泥庫的料位檢測均采用重錘式料位計。為什么山東山鋁水泥有限公司對重錘式料位計這樣信任,而有些水泥廠家的重錘式料位計卻無法使用?除設備的質量因素外,這也與山東山鋁水泥有限公司長期使用一種產品,對其技術、性能有很多了解,對其使用、維護有較多經驗有關。這個事例也說明了料位計在使用過程中要精心維護、定期校驗。

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