干熄焦是相對于濕熄焦而言,采用惰性氣體熄滅熾熱焦炭的一種熄焦方法。我國干熄焦技術(shù)應(yīng)用,開始于20世紀(jì)八十年代,進(jìn)入21世紀(jì),干熄焦技術(shù)在我國的研究和應(yīng)用日臻成熟,目前,國內(nèi)干熄能力位于世界**位。干熄爐預(yù)存室料位是干熄焦系統(tǒng)中一個不可缺少的重要工藝檢測參數(shù),為保障焦炭生產(chǎn)的連續(xù)、安全、穩(wěn)定,必須獲得真實、準(zhǔn)確的預(yù)存室料位,過高或過低都會影響生產(chǎn)的連續(xù)性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 1.預(yù)存室料位檢測的發(fā)展情況 預(yù)存室料位的被測介質(zhì)為1000℃左右的紅焦,考慮到紅焦在干熄過程中的介質(zhì)特性和工況條件,對預(yù)存室料位的設(shè)計一般采用非接觸的測量方式,主要有兩種:一種是射線料位計。在干熄焦發(fā)展初期,干熄爐預(yù)存室料位檢測采用的是射線料位計,在極端的工況條件下,這種料位測量的可靠性、靈敏度和精度是比較高的,使用壽命也很高。但射線料位計經(jīng)過長時間運(yùn)行,輻射源會逐漸衰減,從而影響測量效果,加大維護(hù)量,同時存在輻射源泄漏的風(fēng)險。另一種為雷達(dá)料位計。隨著干熄焦技術(shù)的發(fā)展,雷達(dá)料位計逐漸開始應(yīng)用在預(yù)存室料位檢測中,采用高頻段,窄波束角的雷達(dá)波,能夠適應(yīng)干熄爐惡劣的工況條件。雷達(dá)料位計具有準(zhǔn)確安全、可靠性高、精度高、抗粉塵干擾等優(yōu)點(diǎn),操作簡單且安裝調(diào)試方便。由于人們心理上對放射線料位計的疑慮和抵觸,已有一些單位通過實施技術(shù)改造,將射線料位計改為雷達(dá)料位計。在近幾年新設(shè)計的項目中,往往使用雷達(dá)料位計取代射線料位計。 2.雷達(dá)料位計的工作原理 雷達(dá)波是一種電磁波,可以穿透干熄爐中的粉塵等干擾源,雷達(dá)料位計利用電磁波的物理性能來進(jìn)行料位測量,通過位于預(yù)存室頂部探頭天線發(fā)射連續(xù)調(diào)頻的高頻雷達(dá)波對干熄爐內(nèi)紅焦料位進(jìn)行連續(xù)的檢測。當(dāng)雷達(dá)波信號經(jīng)紅焦表面反射后,回波被天線接收,分析該反射波與發(fā)射波之間的頻率差異,計算出間隔時間,從而獲知空間高度,進(jìn)而反映出物位高度。 通過公式: 式中:h-物位高度;H—安裝高度;V—雷達(dá)波的速度。 V=C=300000km/s;T—雷達(dá)波從發(fā)射到接受的間隔時間。 可以精確計算出料位。 雷達(dá)料位計的設(shè)備組成: 雷達(dá)料位計由耐高溫材質(zhì)的錐形雷達(dá)天線、天線吹掃裝置、雷達(dá)頭、爐體連接基座、隔溫透波裝置、導(dǎo)波管、變送處理單元(發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、電源及顯示器、還有數(shù)據(jù)錄取設(shè)備、抗干擾設(shè)備等輔助設(shè)備)保護(hù)箱、安裝附件、專用通訊器及電纜、編程工具、調(diào)試維護(hù)設(shè)備等組成。高溫雷達(dá)料位計選用220V.AC供電,在料位計內(nèi)部通過軟件換算,可以現(xiàn)場顯示出當(dāng)前干熄爐內(nèi)的紅焦物料高度。輸出4~20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號疊加上HART 協(xié)議;方便進(jìn)入控制系統(tǒng),使用手操器進(jìn)行調(diào)試。 3.雷達(dá)料位計的安裝使用 能否獲得準(zhǔn)確的測量值,取決于反射波信號的接受效果,選擇的安裝位置應(yīng)能將雷達(dá)波準(zhǔn)確的反射回雷達(dá)天線,減少干擾物反射干擾波,使雷達(dá)料位計可以正確的反映真實料位。避免在發(fā)射角內(nèi)有造成假反射的物體,特別要避免在距離天線*近的1/3錐形發(fā)射區(qū)內(nèi)有阻礙物體,障礙越近,虛假發(fā)射信號越強(qiáng)。被測介質(zhì)為固體物料時,因介質(zhì)會有一個堆焦,雷達(dá)安裝時要傾斜一定的角度。 對于安裝在預(yù)存室頂部的雷達(dá)料位計,一般安裝在預(yù)存室錐**,料位計的安裝以干熄爐砌筑縣中心為基準(zhǔn)點(diǎn),安裝角度考慮到能夠精確測量到上極限料位,設(shè)計專用的測量通道,避免移動機(jī)械碰撞。 正常作業(yè)時,預(yù)存室內(nèi)的溫度高達(dá)1050℃(*高1100℃),高溫介質(zhì)的熱傳導(dǎo)和熱輻射,會對料位計發(fā)射探頭造成損害。設(shè)計時一般使用氮?dú)庾詣哟祾邅韺崿F(xiàn)設(shè)備的冷卻和清掃。也可以通過隔溫透波裝置將預(yù)存室上開的孔密封住,雷達(dá)通過隔溫透波裝置來測量預(yù)存室內(nèi)料位,隔溫透波裝置耐溫應(yīng)能達(dá)到1200℃以上,而且表面需做抗粘附處理,防止吸附揮發(fā)的粉塵。 4.雷達(dá)料位計存在的問題 4.1雷達(dá)天線易結(jié)焦粉問題 結(jié)焦會對測量結(jié)果造成影響,目前的一般在設(shè)計應(yīng)選用表面需做抗粘附處理的隔溫透波裝置同時采用氮?dú)獯祾叩姆绞郊右郧鍜摺? 4.2雷達(dá)料位計的死區(qū)問題 通常雷達(dá)料位計都存在一個死區(qū)問題,在死區(qū)空間內(nèi),雷達(dá)料位計無法正常工作。在設(shè)計時應(yīng)將安裝位置高于上極限料位一定距離,該距離需大于雷達(dá)料位計的死區(qū)范圍,以避免雷達(dá)料位計工作在死區(qū)范圍內(nèi),造成料位無法顯示。 5.結(jié)語 雷達(dá)料位計具有適應(yīng)復(fù)雜的工況條件和無污染的優(yōu)勢,與射線料位計相比對操作和維護(hù)人員有更好的安全性。測量精度高,無移動部件,與被測物料不接觸,無需經(jīng)常維修和再標(biāo)定,對灰塵不敏感,適用于干熄爐內(nèi)高溫及多粉塵的工況。在我公司設(shè)計的濟(jì)鋼干熄焦、柳鋼干熄焦、河南順成干熄焦,四川達(dá)鋼干熄焦等工程中已經(jīng)成功投用,完全能夠達(dá)到工藝要求,效果良好。隨著其價格的進(jìn)一步降低,性價比的提高,應(yīng)用將會越來越**,在料位測量中發(fā)揮越來越重要的作用。