火力发电厂生产中常见的几种物位计在实际应用比较

物位是指存放在容器或工业设备中物质的高度和位置。在工业生产中，常常对液位、料位进行测量。液体介质液面的高低称为液位；固体粉末或颗粒状物质的堆积高度成为料位。
　　 火力发电厂需要对许多工质进行物位测量，以达到安全生产的目的，比如汽包水位、煤仓煤位、渣仓料位、除氧器水位、储油罐油位、加药罐液位等等。
　　这里物位测量指的是对液位、界位及料位的检测统称。完成物位测量任务的仪表叫做物位计，物位计根据测量原理、测量对象、测量方式等的不同分为以下几种：
　　根据测量方式不同，可分为连续式、限位式。
　　根据测量对象不同，可分为液位计、界位计及料位计。
　　根据测量原理不同，可分为静压式物位检测、浮力式物位检测、电学式物位检测、声学式物位检测、射线式物位检测、雷达式物位检测等。
　　按照与被测介质接触与否，可分为接触式物位检测和非接触式物位检测。
　　上面静压式物位检测、浮力式物位检测、电学式物位检测属于接触式物位检测；声学式物位检测、射线式物位检测、雷达式物位检测属于非接触式物位检测。
　　目前多数火力发电厂对煤位、渣位、粉位、灰位等物位进行测量时，常采用超声波式、雷达式、重锤式、射频导纳式单一种类的料位计进行测量。这样使得被监视的物位时常发生异常显示，加大仪表的维护量，无法满足安全运行的要求。这是由于这四类料位计工作原理及所需工作环境的不同而造成的。下面针对煤位、渣位、粉位、灰位的检测，进行这四类物位计优、缺点的比较及分析。
　　1 超声波式料位计
　　1.1 工作原理
　　在超声波料位计上有一个超声波发射器与接收器，发射器经过电子激励，直接产生超声波脉冲并射向被测介质的表面，这个脉冲将被被测介质的表面反射回来，部分回波将被料位计上的回波接收器接收，并转化成一电信号。通过超声波发射和接收所需的时间与超声波的波速乘积关系就可测量出被测介质与料位计之间的距离。
　　1.2 在应用中的优点
　　超声波是指振动频率大于20 kHz以上的机械波、振动波，需要介质传输，因此可以远传。另外超声波的穿透能力和方向性较强，进行物位测量时大多数情况下均可使用。
　　1.3 在应用中的缺点
　　超声波式料位计安装位置的选择受进料口位置、发射角内阻碍物、测量方向上的阻碍物、测量介质堆积形状影响。当仓室大量进料时，仓室中粉尘特别大，从而改变了仓室中大气的物理特性，超声波的传播速度变化很大且极不规律，另外超声波还会出现反射混乱现象，造成测量结果出现误差甚至跳变，严重影响监视测量。仓室出料时，对测量结果没有任何影响。


　　2 雷达式料位计
　　2.1 工作原理
　　雷达式料位计与超声波式料位计工作原理基本相同，只不过雷达式料位计是通过雷达波进行测量检测的。
　　2.2 在应用中的优点
　　雷达波是电磁波，电磁波的物理特性与可见光相似，不受大气影响，以光速传播，因此能够克服高温高压、真空、挥发性气体、蒸汽、粉尘等不利因素，测量精度高。
　　2.3 在应用中的缺点
　　雷达式料位计安装位置的选择受进料口位置、发射角内阻碍物、测量方向上的阻碍物、测量介质堆积形状影响。仓室进料、出料时，仓室内环境对雷达波影响不大，所以测量结果也没有任何影响。

　　3 重锤式料位计
　　3.1 工作原理
　　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，使钢丝绳或钢带下放，带动重锤由仓顶下降，当重锤降至被测物料面托起而失重，这时钢丝绳或钢带松弛，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丝绳或钢带放出的长度，得出料位的测量值。
　　3.2 实际应用中的优点
　　重锤式料位计不受传输介质与环境温度的影响。无论是否有被测物正在进入仓室，都可进行测量检测。
　　3.3 实际应用中的缺点
　　由于重锤式料位计工作特点，这类料位计不是每时每刻进行监测，而是定时进行监测的，对料位变化不能及时反映，即实时性差有一定滞后性。在仓室进料、出料时，仓室环境对重锤料位计没有影响，测量结果也不会产生影响。但是在仓室进料中，如果出现重锤料位计钢丝绳或钢带卡涩故障、重锤回收不及情况时，料位计的重锤会被埋入固体介质当中。当固体介质排放时，在重力作用下重锤受到固体介质的摩擦力，造成钢丝绳或钢带断裂，损坏重锤式料位计，造成无法正常工作。

　　4 射频导纳式料位计
　　4.1 工作原理
　　将一个无线电频率施加在探头上，通过连续的分析，确定电极周围环境的改变。因所有材料均具有介电常数，而且其导电率都不同于空气，当探头与材料接触时由于微小电容量偏移所反映的总阻抗发生变化。当有被测物进入仓室、容器时，介电常数发生改变，电容效应得以加强，从而改变应用场合的阻抗，这一变化经仪表检测、转换后变成料位信号输出。
　　4.2实际应用中的优点
　　射频导纳料位计不受监测环境的影响，对安装位置的要求不高。无论是否有被测物附着在电极上，测量结果不会因为电极上挂料而产生偏差。
　　4.3 实际应用中的缺点
　　对较高的仓室进行测量时电极会被生产的很长，这样在施工中既不便于搬运，又不便于安装。正常工作时电极常常埋入介质中，因此会对更换、维修造成不便。在仓室进料、出料时，仓室环境对射频导纳位计没有影响。如果这类料位计出厂及安装时未加电极保护措施，进出仓室的固体介质很容易对电极造成冲击、磨损，损坏料位计。另外料位计安装位置选取不合理，当固体介质排放时，在重力作用下电极受到固体介质的摩擦力，造成电极断裂，损坏料位计而无法正常工作。
　　综上，对煤位、渣位、粉位、灰位测量采用单一类型的测量仪表，不能满足准确的料位测量，运行人员对测量显示会产生质疑，不利于安全生产。建议重锤、超声、雷达、射频导纳四种料位计，选取优缺点互补的两种料位计组合进行料位监视，这样即可以进行两个测量值之间对比、分析，又可以保证安全生产的需要。

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