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水泥厂常用料位计的原理和应用

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【摘要】:
介绍了三种料位控制器在水泥企业的部分应用,有一定参考价值!

 

  水泥生产中的原料、半成品、成品均为粒块状或粉状固体物料,对其进行料位测量的场合很多,除生料、煤粉、水泥、混合材库外,篦冷机下料、立窑的卸料等工艺环节都有应用。随着水泥生产自动化水平和控制系统可靠性要求的提高,料位测量控制的作用日益突出。按生产工艺要求,料位测量装置有2类,一是极限料位检测,即料位开关,一般有上、下限2个检测点。一旦料面达到预先设定的料位,即发出控制信号,使喂料或卸料设备进行相应的动作。二是连续料位测量,有定时测定和需要时进行测定2种工作方式,用于较精确掌握料面高度的场合。有时为较好满足工艺要求,在一个料库上既设置连续测量的料位计,又配置固定高度的料位开关,即2种料位计各司其职,互相补充。

  实际采用的料位计种类很多,必须针对不同工艺物料要求、不同料库,选用不同的料位计。本文对水泥厂常用料位计的原理和应用进行介绍。

 

1 电容式料位计

  电容式料位计原理是插入料仓中的电极与料仓壁之间构成电容器,当仓内物料料位变化引起电容量的变化时,通过转换电路得到相应的控制信号。因为电容量是连续变化的,因此该料位计可以用作连续式料位测量,也可用作料位开关,作为报警或喂料、卸料设备的输入信号。该料位计有造价低、无机械磨损、安装和维修方便等特点。传统的方式是通过调频振荡电路实现电容量到频率的转换,又经限幅放大及鉴频器的线性化,得到相应的电压或电流信号。若使用一段时间后电极(探头)上粘有物料,则往往会导致控制器误动作,现已由传统的检测电容量发展为检测探头与仓壁间导纳的方式。

  依据量程的大小和控制方式的不同,电极设计成杆(棒)式或钢缆(重型钢缆)式,可应用于各种料仓。现在的新型产品为全密封一体化安装结构,采用射频振荡器和数字集成电路,无运动机械部件,“数字标定技术”使得用户可以在空仓的状态下一次完成标定,功能齐全、性能可靠、控制及时、显示直观。

  安装此类料位计时应注意选取合适的安装点,避开下料口;注意信号线的屏蔽和接地,防止干扰。但仓内物料温度、湿度、运动速度的变化以及物料粘挂仓壁和电极等因素的影响,引起电容介电常数的变化。因此,若用作连续料位检测,其测量精度不高,通常用作料位开关。必须定期检查探头和料位开关动作情况并进行校验。

 

2 阻旋式料位计

  阻旋式料位计是一种料位开关。它也有不同的检测控制方式,如某产品的基本原理是同步微电动机经减速后,带动检测叶片以2.5~5r/min的转速旋转,当被测物料的料位上升使叶片的转动受到阻碍时,检测机构便围绕主轴产生旋转位移。此位移首先使一个微动开关动作,发出有料位信号。随后另一个微动开关动作,切断电动机电源使其停转。只要此料位不变这种状态便一直保持下去。当料位下降至叶片失去阻挡时,检测机构便依靠弹簧拉力使其恢复原始状态。一个微动开关先动作,接通电动机电源使其旋转,随后另一个微动开关动作发出无料信号,只要没有物料阻挡检测叶片的转动,此种状态也将一直保持下去。为防止使用中物料的冲击,库侧安装时应在检测叶片上方的料仓内壁上方安装防护板;如采用加长轴顶置垂直安装时,则应在轴套外安装保护套筒。此种料位开关结构简单、价格低廉、维护方便,多用作粉状物料料仓的料满开关,但不适合高温下工作。

 

3 γ射线料位计

  γ射线料位计常用作料位开关。工作原理是在料库的一侧设置同位素源,在另一侧设置探测器,同位素源向探测器定向发射γ射线,若库内料面低于它,探测器检测得出料空信号;若库内料面高于它,则物料遮挡、吸收γ射线,探测器检测得出料满信号。依据料仓的形状和工艺要求,γ射线料位计可安装在不同的位置。它是非接触式测量,常用于工作环境恶劣的大型混凝土料库,如水泥熟料库。此时,要求所用的同位素源强,常用Co60源,源强达50~100mCi。γ射线料位计还广泛用在立窑的卸料料封控制上。γ射线被管中的熟料所吸收,探测器发出料满信号启动下面的卸料电振机。此时γ射线料位计的同位素源常用源强较低的且半衰期很长的Cs137源。

  它还可以用作窑尾预热器防堵的料位报警或者选粉机下料管的锁风。因有时接收器靠近热源,易导致信号失真和仪器寿命缩短,因此在高温环境工作时应重视冷却问题。它的特点是日常运行维护工作量小,操作简单,但也存在γ射线料位计放射源污染环境,放射源的衰减使料位控制不可靠等不足。(待续)