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浅谈在烧结厂常用的称重料位计与雷达料位计的选型

编辑: 来源: 发布时间:2021-03-16 10:05:08

 摘 要:本文结合工程实际选型与安装经验,着眼于料位仪表的应用实践,讨论了在烧结厂常用的称重料位计与雷达料位计的原理,选型与安装。针对仪表自动控制应用过程中的关键问题展开了系统的分析与阐述,旨在于为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。

1 检测的基本原理

       对于现场仪表来说,料位的检测无疑是大家zui熟悉的检测项目之一,其工作原理决定了其适应的工况与用途。

       称重料位计基本工作原理是惠斯通电桥原理。

称重料位计基本原理接线图

       如图1,每个传感器由压力应变片和内部的惠斯通电桥组成,R1、R2、R3,、R4为应变电阻,Ui为激励电压,Uo为输出电压:

Uo=Ui(R2R4-RlR3)/(Rl+R2)(R3+R4)

       当RlR3=R2R4时,电桥平衡,此时Uo=0。当被测重力作用在传感器上时,通过粘贴在弹性体上的电阻应变计,使弹性体的弹性变形转换为电阻应变计的阻值变化(增大或者减小);惠斯通电桥就产生不平衡电压输出,该输出电压信号正比于被测重力,从而可以方便地被显示仪表接受、运算、显示出被测重物的质量。该电压信号也可以和其他称重传感器的信号进行串联或并联后输出。

       雷达料位计的工作原理是利用回波测距原理。发射天线向被测目标发射微波,被测目标的回波被接收天线接收,信号处理器将发射信号与接收信号比较,计算出被测距离,并可算出相应的物位值。

       h=H-c×t/2

其中:

       h为料位;

       H为料仓底部距离发射天线的距离;

       c为光速;

       t为微波被发射到接收时间。

2 、两种料位计的一般选型原则

       在应用这两种料位计的时候需要根据其原理与特性来找到适合它们应用场合。

       称重料位计的特点是可以准确的得知物料的质量,在有物料堆比重与安息角的情况下,对于规则的锥形矿仓,通过计算圆台和圆柱以及假设的物料自由堆积的圆锥面,可以轻松的将重量转换成体积,亦可以根据需要进一步转换成高度。在工程实例中,一般选取4个称重传感器以三点极限承力的计算方式,通过计算矿仓的有效容积与堆比重的乘积,加上矿仓的皮重,并依据称重传感器的选型资料选出适合实际工况的称重传感器。然后依据选出的传感器的外形尺寸,向土建专业提出委托,预留合适的安装位置及预埋件。通过仪表测量,可以非常直观的得知料量和料位,通过这种非直接的测量方式,规避了比如粉尘,蒸汽,高温,腐蚀等恶劣工况对于测量的影响。但其局限性也是显而易见的,由于是非直接的测量方式,对于料仓内实际料位高度仅仅是理论推测,固体物料内部易存在大的孔隙,形成悬料;粉料内部易存在小的间隙。前者影响对物料真实料位的推测,而后者则在振动或温度、压力变化时使物位也随之变化。以至真实料位无法通过称重料位的显示及时获知。

       雷达料位计的显著特点是非接触式直接测量,测量准确、精度高、反应快;安装简便,只需在矿仓上部预留DN50到DN100左右的安装孔,将天线放入矿仓即可。设置简单,维护起来也十分方便,但其对被测物质的介电常数有要求,粉尘、蒸汽、被测物体的凹凸面,以及发射角度及强度均有一定的要求。

3、烧结项目料仓料位计的选用

烧结部分需要料位测量的主要有:

       (1)原配料仓:由于烧结过程比较复杂,所需原料种类即多又杂,包括高炉返矿、冷返矿、燃料、白云石、蛇纹石、石灰石、生石灰、混匀矿等,根据各地矿产种类的差异以及混匀矿的性质,熔剂和燃料的种类有一定的差异,当然,需求量也是有变化的。

       (2)成品仓:用来储存和转运成品烧结矿。

       (3)中间料仓:包括混合料仓、铺底料仓、燃料仓等。

3.1 原配料仓

       对于原配料仓来说,必须根据炼铁对烧结矿化学成分的要求以及原料的进料量把各种原料按一定的比例进行配料。雷达料位计可以将检测的物位结果转换成物料的容积。容积配料法配料量由于原料堆积密度随其水分以及料仓料位的不同而有变化,配料比易产生较大误差。经过混匀的原料,品位波动范围很小,熔剂,燃料等物料均应采用重量配料法,方便配比计算。另外上料小车走行频繁,仓顶安装位置局限性大,物料的特性复杂,工况恶劣。在设计中,大家统一采用称重料位计来解决测量问题。在烧结配料过程中,通过称重料位计对各仓物料重量的计量,能够轻易的计算出烧结矿的碱度,燃料用量,熔剂用量等配料过程中重要的参数和指标。

3.2 混合料仓,铺底料仓

       其特点是温度较高,粉尘非常大,并伴有大量的蒸汽,这些条件使粘附现象非常严重,采用雷达检测条件过于苛刻,需要增加天线功率,并在机械设备上开合适的安装孔,即便如此,也很难得到比较稳定可靠的测量结果。所以虽然没有配比要求,一般还是由机械设备成套带有的称重传感器实现矿仓料位的检测,实现对烧结机上料量的控制。

3.3 成品料仓

       成品仓环境较好,成品烧结矿干燥并基本成块状,不涉及到配比,更关心的是物料在矿仓内部的实际高度来决定何时上料和避免放空物料导致放料砸坏衬板,由于成品仓的直径比较大,对于仓顶安装的雷达料位计有比较好的安装位置,也方便检修,采用雷达料位计能达到更精准的测量料位的目的,达到理想的效果。燃料仓由于粉尘比较大,用雷达料位计有一定局限性,如果将其做成称重矿仓,又没有配比要求,显得不经济,大家一般采用导播雷达料位计解决这个问题。用一根钢索作为传播介质,这样就克服了粉尘的影响,而导播雷达料位计zui怕的粘料、挂料现象在这里并不明显。安装位置尽量靠向中心,以减少物料不平衡对钢缆产生不均衡的拉力的影响,一般情况下,在矿仓的检修周期同时对钢缆进行清理即可达到良好的测量效果。

4 结束语

       称重料位计与雷达料位计在项目中的实际应用,是根据具体工况和技术指标的要求,以及仪表本身的特点综合决定的,仪表的正确选用对于项目的实施,运行和后期维护都有着深远的影响,本文针对以上问题做出了简要分析与说明,旨在于抛砖引玉,为相关的设计与实践工作提供一定的参考与帮助。

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