料位計在火電廠廣泛應(yīng)用，對系統(tǒng)正常運行起到極為重要的作用。例如，鍋爐系統(tǒng)原煤斗、電除塵灰斗、灰?guī)臁⒃鼈}，脫硫系統(tǒng)石灰倉等固體料位測量；脫硫系統(tǒng)吸收塔、石灰漿液箱、除灰系統(tǒng)灰水混合池等固液混合物測量；汽水系統(tǒng)高、低加熱器、汽包水位測量；水處理系統(tǒng)酸堿罐、脫硝系統(tǒng)尿素罐、尿素攪拌池等腐蝕性液體液位測量。由于料位失真導(dǎo)致設(shè)備停運、系統(tǒng)停運、機(jī)組減負(fù)荷等情況時有發(fā)生，嚴(yán)重危及電廠安全運行。

 

        針對這一難題，本文分析了被測介質(zhì)物理特性，各種料位計測量原理，提出了針對不同介質(zhì)，采用不同料位計，并將設(shè)備改型前后使用效果對比，解決了困擾多年的難題，為安全生產(chǎn)提供保證，為設(shè)備維護(hù)減輕工作量。

 

1 被測介質(zhì)特性分析

        電廠中各種被測介質(zhì)物理特性差異較大。按介質(zhì)形態(tài)分為固體、液體和固液混合體。固體介質(zhì)有原煤、灰渣等；液體介質(zhì)有水、酸堿、尿素溶液等；固液混合體介質(zhì)有石灰漿等。固體介質(zhì)又可細(xì)分為粉狀的，如灰；和顆粒狀的，如原煤和渣。液體介質(zhì)按腐蝕性分為無腐蝕性和腐蝕性。如水和油無腐蝕性，酸、堿和尿素有腐蝕性。根據(jù)被測介質(zhì)溫度分為常溫和高溫。介質(zhì)特性對料位計選擇有至關(guān)重要的作用，應(yīng)保證料位計在適合介質(zhì)和環(huán)境下穩(wěn)定工作。

 

2 料位計特性分類

        料位計按與被測介質(zhì)接觸與否分為接觸式和非接觸式。接觸式如音叉料位計，非接觸式如無源核輻射料位計。料位計按輸出信號分為模擬量測量和開關(guān)量測量。電容料（液） 位計是模擬量料位計，干簧管液位計是開關(guān)量料位計。料位計按測量方式分為直接測量和間接測量。雷達(dá)和超聲波料位計是直接測量，壓力變送器屬于間接測量。料位計按時代分為傳統(tǒng)與新式。重錘式料位計、差壓變送器，屬傳統(tǒng)測量方式；射頻導(dǎo)納近些年才出現(xiàn)，屬新式測量方式。

 

3 料位計測量原理

3.1 電容料位計

        電容料位計采用分段阻容傳感器，結(jié)合射頻鎖相測量技術(shù)和等電位技術(shù)，對介質(zhì)進(jìn)行分段逐層掃描，實現(xiàn)對煤粉倉、原煤倉、灰?guī)斓确刍壹邦w粒狀物料的連續(xù)監(jiān)測。

 

        電容料位計具有：自動校準(zhǔn)，免調(diào)試、免維護(hù)、測量精度高；采用智能化判斷和等電位技術(shù)消除掛料、飛灰等干擾；全量程無誤差積累；誤差可消除在段內(nèi)，不會疊加；采用射頻鎖相技術(shù)，增加信號穩(wěn)定性和可靠性。

 

3.2 音叉料位計

        音叉料位計利用聲波在空氣中按其固有頻率振動，當(dāng)音叉觸及介質(zhì)時，頻率減小，由此判斷出料位高低。它的優(yōu)點是：原理簡單，故障率低。缺點：容易掛灰，造成料位誤判；對被測物質(zhì)濕度要求高，不能對料位連續(xù)測量。

 

3.3 超聲波和雷達(dá)料位計

        由探頭發(fā)出超聲波或電磁波脈沖，遇到被測介質(zhì)表面被反射回來，探頭接收回波，轉(zhuǎn)換成電信號。從發(fā)射到接收回波所需時間間隔與探頭到被測介質(zhì)表面距離成正比。

 

        這類料位計要求粉塵或水蒸汽少、介質(zhì)表面平整。優(yōu)點是不需要接觸待測量物料，不存在物料對探頭的機(jī)械磨損和化學(xué)腐蝕。

 

3.4 射頻導(dǎo)納料位計

        射頻導(dǎo)納料位計由傳感器和控制儀表組成，利用高頻技術(shù)，通過探頭發(fā)射小功率射頻信號，將物位變化轉(zhuǎn)化為脈沖信號，采用射頻檢測技術(shù)將變化檢測出來，并轉(zhuǎn)換為料位，實現(xiàn)料位連續(xù)測量。

 

        射頻導(dǎo)納料位計采用射頻檢測技術(shù)和微機(jī)處理技術(shù)，解決了傳統(tǒng)料位計溫漂大，標(biāo)定難、怕粘附的難題，具有：無漂移、不粘附、易標(biāo)定、無需維護(hù)、使用可靠、應(yīng)用廣泛等特點。

 

3.5 無源核輻射料位計

        不像傳統(tǒng)核子料位計需要人工放射源，無源核輻射料位計充分利用自然環(huán)境中廣泛存在的微量天然放射性核素。當(dāng)物料位置發(fā)生變化，物料數(shù)量的多少、與探測器距離的遠(yuǎn)近發(fā)生變化時，探測器測量到的物料自身的γ射線是不同的；由于物料的屏蔽作用，當(dāng)物料位置發(fā)生變化時，穿過容器的γ射線強(qiáng)度也會發(fā)生變化。采用了隨機(jī)小信號識別技術(shù)和專用的信號處理程序，有效地將物位信號從噪聲中提取了出來，來判斷物料的位置。

 

無源核輻射料位計的優(yōu)點是不需要接觸待測量物料，不存在物料對探頭的機(jī)械磨損和化學(xué)腐蝕，不需要在本體上開孔、打洞、切割等破壞性操作，不受溫度、水氣、粉塵等影響。

4 常見故障分析和選型

        以上料位計中，音叉料位計為非連續(xù)測量型，其他為連續(xù)測量型。根據(jù)音叉料位計的特點，它適合測量精度不高，濕度不大，顆粒狀的物料，如渣斗料位。應(yīng)用于半干法脫硫硫化底倉料位、灰?guī)炝衔弧⒚摿蚴�灰倉料位、電除塵灰斗料位時，由于物料特性，經(jīng)常出現(xiàn)音叉掛灰或粘結(jié)的現(xiàn)象，導(dǎo)致料位信號誤發(fā)。無源核輻射料位計不需要接觸待測量物料，不需要在本體上做破壞性操作，維護(hù)量低，可應(yīng)用在電除塵灰斗料位和渣斗料位測量中。由于電除塵灰斗中的灰，經(jīng)電除塵電場排出，灰?guī)в幸欢�電荷，對以測量電容為工作原理的電容料位計產(chǎn)生干擾，容易出現(xiàn)測量值突變的現(xiàn)象，故不適和測量電除塵灰斗料位。超聲波料位計和雷達(dá)料位計對環(huán)境要求較高，如粉塵、霧氣等，灰?guī)爝M(jìn)灰、石灰倉進(jìn)料的過程中，產(chǎn)生大量粉塵，使料位計誤判為滿倉。射頻導(dǎo)納料位計因其優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各種物料的測量。

 

5 應(yīng)用效果

        改造前，音叉料位計廣泛應(yīng)用于半干法脫硫硫化底倉、灰?guī)臁⒚摿蚴�灰倉、電除塵灰斗、渣斗料位的測量。改造后，電除塵灰斗使用無源核輻射料位計，灰?guī)焓褂蒙漕l導(dǎo)納料位計。使用兩年來，徹底解決了料位測量難題，料位測量準(zhǔn)確，設(shè)備維護(hù)方便。