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高溫雷達料位計在韶鋼干熄爐中的應用

作者:廣東省韶關市韶鋼焦化廠 來源:本站 發表時間:2019-5-11 22:57:41 查看:

[摘 要] 介紹一種高溫雷達料位計,闡述了高溫雷達料位計的工作原理、安裝使用、故障處理以及在韶鋼干熄爐料位


檢測中的應用效果。

[關鍵詞] 高溫雷達料位計; 料位檢測; 干熄爐

目前,干熄爐料位檢測主要采用高溫雷達料位計、靜電容式料位計以及 γ 射線料位計。其中,靜電容式料位計由于電極易掛上黏結料而容易產生誤報信號導致誤聯鎖,影響生產; γ 射線料位計不可完全避免對人體有一定的傷害。此外,這兩種料位計均無法實時檢測連續料位,不利于干熄焦工藝操作與控制。而高溫雷達料位計可以克服靜電容式料位計與 γ 射線料位計的缺點,能夠適應干熄爐的高溫高粉塵環境,提供可靠的測量數據,是目前較為理想的測量方式。

1 高溫雷達料位計的工作原理與組成高溫雷達料位計需要用氣體不斷對天線進行吹掃以保證其能正常工作。高溫雷達料位計通過從干熄爐頂部天線發射連續調制的雷達波信號對爐內焦炭的料位進行測量。在雷達信號被產品表面反射后,回波被天線接收。由于信號頻率不斷變化,與此時發射的信號相比,回波的頻率稍微有所不同。頻率的差異與產品表面的距離成比例,因此可以精確計算料位。

高溫雷達料位計由高溫雷達變送器、30cm 錐型天線及保護管、應急氮氣儲罐、高溫雷達吹掃自動控制箱、顯示器、測溫傳感器等組成。

2 高溫雷達料位計的安裝與使用


2. 1 選擇合適的安裝位置

干熄爐是一個復雜的工藝設備,焦炭不時從爐頂倒入,從底部不停排出,而且爐內溫度較高,粉塵較大,為保證雷達料位計的正常工作,必須慎重考慮雷達料位計的安裝位置。雷達變送器的定位應保證微波的傳播不受爐壁以及焦炭的干擾。儀表設計人員應充分與工藝專業密切配合,確定合適的安裝位置。

2. 2 安裝過程注意事項

安裝過程中務必防止天線磕碰,同時確保高溫雷達變送器天線與其保護管同心,否則將影響雷達料位計的檢測精度。

2. 3 確保雷達變送器天線的吹掃

干熄爐內溫度高達 1000 多攝氏度,因此,為保證雷達料位計的正常工作,從干熄爐烘爐開始時就必須對雷達天線保護管進行不斷的吹掃。在韶鋼兩座干熄焦中,在氮氣壓力高于 0. 25MPa 時,用氮氣進行吹掃,在其壓力低于 0. 25MPa 時,自動切換成壓縮空氣來吹掃,以確保雷達變送器的工作溫度,但當無法避免雷達料位計的工作溫度在 50℃以下時,應將干熄爐預存室壓力控制在負壓,盡快將雷達變送器拆下。另外,對雷達料位計天線進行不斷的吹掃也保證了雷達料位計天線免受黏性物質沾附,以免影響微波的發射和接受。

2. 4 合理的參數設置

[收稿日期] 2011 -11 -10

工業計量 2012 年增刊 1 ·75·

在首次安裝時,應對雷達變送器的相關參數進行設置,主要包括天線的尺寸、量程、閥值、介質、容積計算方法、空高料位或水平料位選擇、屏蔽線設置。其中,閥值設置應根據波圖譜上的波形觀察,找到雷達天線保護管和罐體連接的長度所形成的較強回波,則將閥值線拉到此波形的右側即可; 屏蔽線設置在雷達料位計的參數設置中尤其重要,包括粗屏蔽線設置與細屏蔽線設置兩部分,粗屏蔽用于將絕大部分的干擾波信號屏蔽,而細屏蔽是將粗屏蔽無法屏蔽的干擾信號進行屏蔽,一般一個干擾波形需要設定三

個點。

2. 5 對雷達料位計微波通道進行有效清理

雖然在使用的過程中,一直在使用氮氣或壓縮空氣對雷達變送器的天線保護管進行持續的吹掃,但由于雷達波發射接受通道較長,且干熄爐一般運行 18 個月左右,在雷達波發射接受通道上還是會有黏附性介質沾附在通道上,這在一定程度上會影響雷達料位計的正常工作。因此,需要對發射接受通道進行有效清理,一般在每次年修過程中清理一次。

3 高溫雷達料位計常見故障處理

高溫雷達料位計在韶鋼干熄焦爐的使用過程中,一般都比較正常,維護的工作量極少。偶爾會出現測量信號失常,可以用以下幾種方法進行處理。

( 1) 先通過電腦聯機,用軟件監控,對真假值進行調整,重新確認真值信號。

( 2) 如果是信號在某兩個值之間跳躍。有兩種情況,一是可能料位超出量程,以至于雷達在量程范圍內找不到正確的料位值,只好找到兩個相近的干擾信號之間跳躍,或者找到一個較強的干擾信號作為真值信號輸出,這時將料位處理到合適的量程內即可。二是信號比較弱,導致信號在真值和干擾信號之間跳躍,原因可能是雷達信號發射接受處的灰塵過多,導致信號不強,最可能的原因是氮氣壓力不夠,沒有很好地達到吹掃和冷卻的目的。此時需要適當增強吹掃氣壓力,保證良好的吹掃和冷卻。當然,信號在兩個值中間跳躍也可以通過干擾波信號屏蔽的辦法來處理。

( 3) 無信號顯示,一般情況下,是由于吹掃效果不好造成的,需要增強吹掃氣體的壓力。

4 應用效果


干熄爐內焦炭溫度高,超過了 1000℃,氣體流速快、灰塵大,料面不平,且爐內易析出黏附性介質。此種高溫雷達料位計發射的微波波束集中,波長短,穿透力強,雷達波接收面積大,有效克服了爐內物料顆粒大、粉塵大的惡劣環境。對天線部位進行持續的吹掃既避免粉塵積在天線上,同時又可降低溫度。總之,在韶鋼兩座干熄焦爐中,兩臺高溫雷達料位計經過 3 年多的使用,運行一直比較穩定,測量數據可靠,實現了對整個干熄焦系統生產工藝的優化,有效提高了工藝指標和自動化控制水平,取得了良好的社會效益和經濟效益。

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