煤仓料位计的改进及应用

煤仓料位计的改进及应用

张清亮 

（江苏华电句容发电有限公司，江苏 镇江 212000）

摘要：火力发电厂原煤仓中的料位高度是考核煤场上料作业量的主要依据,而在实际使用中由于安装缺陷造成原煤仓中料位计计数不准确等问题。本文根据电厂的实际环境和运行情况，选择了最符合要求的VEGA PULS6X 雷达料位计，并根据实际操作经验，对该料位计的安装位置进行了优化改进，大大提高了料位计的计量准确度，既保证了原煤仓的正常工作，又降低了料位计的维护工作量，使得料位计工作稳定，拆卸方便，建议在电厂中推广使用。

关键词：原煤仓，料位计，雷达料位计，改造

0引言

火力发电厂的原煤仓是电厂燃煤的主要储存设备， 同时也是确保机组运行的基本保障。料位高度是煤场上料作业量的主要判断依据,也是煤场日常生产管理工作中的重要指标。

句容发电厂拥有4×1000MW的大型燃煤发电机组，煤炭加仓量大，由于原煤仓内充满粉尘，且在夏季高温下煤自燃产生的烟雾及冬季在低温下冷凝产生的水蒸气等诸多因素，导致投产以来经常出现料位不准、故障死机等现象，存在断煤或溢煤风险。这使得煤位的判定需要到现场用强光手电进行估算，为此每天需派巡检人员到现场检查或蹲守，实时监控 24 个高 24m×直径 8.8m的原煤仓增加了很大的工作量，也加大了工作风险，消耗了极大的人力和物力。为改变料位计的应用现状，成立攻关小组，技术人员通过分析、调研、勘察、比对，实施优化选型和改造，先后试验过如超声波料位计、激光料位计和雷达料位计，最终确认采用VEGA PULS6X 雷达料位计，在实际运用中多次考量其安装位置并改进,使后期的投入使用中取得明显效果，为其它电厂的料位计安装提供了技术支持。

1、各料位计工作原理及存在问题

1.1超声波料位计

超声料位计的基本原理是利用声波测量的方法来确定物料在料仓内的位置。但是由于超声波的穿透力不强，如果在原煤仓内的局部有一团浓度很高的煤粉，它会对超声波造成反射，导致反射的位置高度与实际矿料表面高度产生偏差，而显示错误的读数。并且颗粒较小的煤粉容易与水汽结合形成黏糊状物质，积附在探头的发射面，阻碍了超声波的发射和接收，导致料位测量不准。

1.2激光料位计

激光料位计内置可见激光瞄准被测介质和高精度高分辨率计时装置，通过测量红外激光在发射点和被测介质之间往返时间t，可得L=t*c/2 (c为光速)。激光料位计属非接触式测量，由于激光可穿透玻璃，所以激光料位计采用玻璃做端盖，测量精度较为准确。但由于原煤仓内粉尘浓度大并且潮湿，玻璃表面容易粘附粉尘和与水汽混合的煤浆，因而需要运行人员或者检修专人定时去擦拭激光料位计，保证玻璃表面的清洁。另外激光料位计对高粉尘煤种的穿透力差，并且激光料位仪采购价格相比较另外两种料位仪偏高，从性价比方面来讲是不可取的。

1.3雷达料位计

VEGA PULS6X 雷达式料位计主要由发射接收装置、信号处理器、天线和操作面板等几部分组成。VEGA采用W频段（80GHZ）的雷达测量技术，能大大改善雷达波在固体表面的发射效果，从而达到精确测量固体料位的目的。根据波的特性公式：波速＝频率×波长，高频的微波相对低频的微波而言，具有更小的波长，在倾斜粗糙的固体表面能够形成更多的发射，使微波测量固体的可靠性得到大幅度提升。

另外，由于采用高频率的微波技术，根据雷达天线增益的公式：G=η*（π*D/λ）2，其中η为孔径系数，D 为天线的尺寸，λ为微波的波长。可以推出，采用W频段的雷达料位计可以采用较小的天线尺寸得到较大的增益值，因此一般80GHZ的雷达只需要采用很小的天线就可以得到非常好的性能，使安装更加方便。见图1。

图1  VEGAPULS6X雷达料位计简图

发射-反射-接收是雷达式料位计工作的基本原理。雷达传感器的天线以连续调频波的形式发射80GHZ的雷达波，雷达波碰到被测介质后反射被雷达接收，接收信号与发射信号之间的频率差δf与介质表面的距离R成一定比例关系，即：R=C（速度）*δf（频率差）/2/K（调频斜率）。因为光速C和调频斜率K已知，因此测出频率差δf，便可得到雷达至料面的距离R，再通过已知的罐体总高，减去雷达至料面的距离R，便可得出料位的高度。（如图2所示）

图2  雷达料位计原理图

2、使用效果

2.1原煤仓在进行加仓作业时，会产生大量的粉尘，加上环境相对潮湿，使用一段时间后，探头会产生大量粘附，由于VEGAPULS6X使用的是80GHZ高频雷达，穿透能力强，就算产生大量粘附（如下图3）也不会对雷达测量效果产生太大的影响，真正做到了免维护。

图3 雷达料位计PULS6X探头粘附图

2.2由于雷达料位计是直接架到支架上的，并没有使用螺栓或其它紧固件进行连接，大大减少了后期维护检修的工作量。

2.3实现了上料作业的定量考核，淘汰了以往半仓、满仓的模糊概念。准确知道了仓内贮煤量，煤场物料消耗的核算将更加可靠，也便于编制精确的生产作业计划，上料时间、配比更改时间、设备检修时间可事先加以安排，提高了企业管理水平。

2.4操作人员毋须再到下料口观察料位,也不必经常清理漫煤,操作环境明显改善,劳动强度大大下降,生产效益明显提高了。

3、结束语

   雷达料位计是目前通用的料位测量仪表中适用范围最广泛、测量最精确、维护也最方便的料位测量仪表。本文提出的雷达料位计安装改进办法提高了煤炭料位的准确测量，保证了生产的安全。经历了后期10个月的不断改进，在句容发电厂12个原煤仓安装的VEGAPULS6X雷达料位计能够正常工作，对料位的采集准确，运行人员将采集得到的数据作为煤位的判定依据可以满足生产需要。

参考文献

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