DWYER料位產(chǎn)品在水泥行業(yè)的應(yīng)用

水泥生產(chǎn)中的原料、半成品、成品均為粒塊狀或粉狀固體物料，對其進(jìn)行料位測量的場合很多，除生料、煤粉、水泥、混合材庫外，篦冷機(jī)下料、立窯的卸料等工藝環(huán)節(jié)都有應(yīng)用。隨著水泥生產(chǎn)自動化水平和控制系統(tǒng)可靠性要求的提高，料位測量控制的作用日益突出。按生產(chǎn)工藝要求，料位測量裝置有2類，一是極限料位檢測，即料位開關(guān)，一般有上、下限2個(gè)檢測點(diǎn)。一旦料面達(dá)到預(yù)先設(shè)定的料位，即發(fā)出控制信號，使給料或卸料設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的動作。二是連續(xù)料位測量，有定時(shí)測定和需要時(shí)進(jìn)行測定2種工作方式，用于較掌握料面高度的場合。有時(shí)為較好滿足工藝要求，在一個(gè)料庫上既設(shè)置連續(xù)測量的料位計(jì)，又配置固定高度的料位開關(guān)，即2種料位計(jì)各司其職，互相補(bǔ)充。實(shí)際采用的料位計(jì)種類很多，必須針對不同工藝物料要求、不同料庫，選用不同的料位計(jì)。
1   電容式物位
     電容式物位變送器是利用電容量的變化來測量容器內(nèi)介質(zhì)物位的測量儀表，可直接輸出4...20m A電流信號，是一種兩線制物位變送器，它主要用于容器中導(dǎo)電或非導(dǎo)電液體、固體塊狀、粉狀、細(xì)粒狀或卵石狀）的物位測量。在容器內(nèi)由電容式物位變送器電極和導(dǎo)電材料制造的容器壁構(gòu)成了一個(gè)電容。對于一個(gè)給定的電極，被測介質(zhì)的介電常數(shù)不變時(shí)，給電極加一個(gè)固定頻率的測量電壓，則流過電容的電流取決于電容電極間介質(zhì)的高度，并與之成比例因此對基于電容量改變來進(jìn)行物位測量的一個(gè)基本要求是被測介質(zhì)的相對介電常數(shù)（被測介質(zhì)與空氣的介電常數(shù)之比）在測量過程中不應(yīng)變化。依據(jù)量程的大小和控制方式的不同，電極設(shè)計(jì)成桿(棒)式或鋼纜(重型鋼纜)式，可應(yīng)用于各種料倉?，F(xiàn)在的新型產(chǎn)品為全密封一體化安裝結(jié)構(gòu)，采用射頻振蕩器和數(shù)字集成電路，無運(yùn)動機(jī)械部件，“數(shù)字標(biāo)定技術(shù)”使得用戶可以在空倉的狀態(tài)下一次完成標(biāo)定，功能齊全、性能可靠、控制及時(shí)、顯示直觀。

電容式物位
     安裝此類料位計(jì)時(shí)應(yīng)注意選取合適的安裝點(diǎn)，避開下料口；注意信號線的 和接地，防止干擾。但倉內(nèi)物料溫度、濕度、運(yùn)動速度的變化以及物料粘掛倉壁和電極等因素的影響，引起電容介電常數(shù)的變化。因此，若用作連續(xù)料位檢測，其測量精度不高，通常用作料位開關(guān)。必須定期檢查探頭和料位開關(guān)動作情況并進(jìn)行校驗(yàn)。
2   阻旋式料位計(jì)
      阻旋式料位計(jì)原理是一個(gè)小功率的電動馬達(dá)帶動槳葉在不接觸被測材料時(shí)自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)受到被測材料的阻擋而停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，馬達(dá)將被迫旋至外殼內(nèi)。其上加載彈力并啟動兩個(gè)開關(guān)，一個(gè)負(fù)責(zé)切斷馬達(dá)電源，另一個(gè)控制電氣及負(fù)責(zé)警報(bào)職能。當(dāng)被測材料高度下降時(shí)，加載的彈簧伸展、馬達(dá)返回它的原始位置并恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。為防止使用中物料的沖擊，庫側(cè)安裝時(shí)應(yīng)在檢測葉片上方的料倉內(nèi)壁上方安裝防護(hù)板；如采用加長軸頂置垂直安裝時(shí)，則應(yīng)在軸套外安裝保護(hù)套筒。此種料位開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，多用作粉狀物料料倉的料滿開關(guān)，適合高溫下工作。
     3     超聲波料位計(jì)
     超聲波料位計(jì)是測量一個(gè)超聲波脈沖從發(fā)出到返回整個(gè)過程所需的時(shí)間。超聲波料位計(jì)垂直安裝在物體的表面，它向物面發(fā)出一個(gè)超聲波脈沖，經(jīng)過一段時(shí)間，超聲波料位計(jì)的傳感器接收到從料面反射回的信號，信號經(jīng)過變送器電路的選擇和處理，根據(jù)超聲波發(fā)出和接收的時(shí)間差，計(jì)算出料面到傳感器的距離。物料表面的松散程度，對超聲波信號的衰減影響很大；若料倉中彌漫料塵時(shí)，超聲波會被料塵吸收，從而使信號有所衰減，且粉料粘附在換能器表面等原因都嚴(yán)重影響料位測量的準(zhǔn)確性。因此，超聲波料位測量裝置適合塊狀物料的連續(xù)料位監(jiān)測。
 

為解決該類儀器的不足，NIVELCO，通過采用新材料、新技術(shù)，提高了換能器發(fā)射強(qiáng)度，±0.2%精度，zui大60米量程，5度聲束角，在塵霧中也有較好的穿透能力，多種傳感器材質(zhì)，內(nèi)置全量程溫度補(bǔ)償。超聲波料位計(jì)適合測量各類粉狀、塊狀固體介質(zhì)的料位高度。
      4    雷達(dá)料位計(jì)
      雷達(dá)料位計(jì)工作原理利用回波測距原理，其喇叭狀或桿式天線向被測物料面發(fā)射微波，微波傳播到不同相對介電率的物料表面時(shí)被反射，并被天線接收。發(fā)射波和接收波的時(shí)間差與物料面和天線的間距成正比，測出傳播時(shí)間即可得知距離。一般有導(dǎo)波雷達(dá)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)2種。雷達(dá)料位計(jì)對液體、顆粒及漿料連續(xù)物位測量。測量不受介質(zhì)變化、溫度變化、惰性氣體及蒸汽、粉塵、泡沫等的影響。雷達(dá)料位計(jì)的精度為5mm，量程60米，耐250度高溫、40公斤高壓，雷達(dá)料位計(jì)適用于爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。
     5     重錘式料位計(jì)
     重錘式料位計(jì)的智能電機(jī)傳動系統(tǒng)控制著系在不銹鋼鋼纜上的重錘向下降，重錘接觸介質(zhì)表面的瞬間停止下降，而后重錘式料位計(jì)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向?qū)⒅劐N收回。測量過程中，重錘式料位計(jì)通過的雙光學(xué)傳感器的計(jì)量，獲取料位信號，并將料位信號變送為4~20mA模擬量信號、RS485信號或脈沖信號輸出。
     重錘料位計(jì)安裝、運(yùn)行注意事項(xiàng):
     1)測量點(diǎn)的選擇:如料庫為中心進(jìn)料，探頭單元應(yīng)安裝在料庫半徑的1/2處，探頭與進(jìn)料口的水平距離要>1m，應(yīng)遠(yuǎn)離下料口。
     2)由于測量重錘上升時(shí)有擺動，故在重錘升降時(shí)以0.5m為半徑的圓柱空間內(nèi)應(yīng)無鋼筋等障礙物。
     3)庫內(nèi)裝料時(shí)，不進(jìn)行測量，因?yàn)檫M(jìn)料可能埋錘，易造成故障。
     4)定時(shí)檢查清理探頭單元、鋼繩(帶)、測量錘等并定時(shí)校驗(yàn)控制器。
        重錘式料位計(jì)，基本上不受庫內(nèi)溫度、濕度、粉塵的影響，計(jì)量精度較高，重錘式料位計(jì)的光學(xué)測量系統(tǒng)，優(yōu)異的驅(qū)動電機(jī)及重載鋼纜可以提供強(qiáng)大的抗拉伸能力。重錘式料位計(jì)的雙光學(xué)傳感器設(shè)計(jì)可以正確地判斷鋼纜狀態(tài)，無需采用可能造成卡澀的機(jī)械剎車裝置，的繞線裝置確保不會出現(xiàn)亂線、跳線問題。
    6   稱重式料位計(jì)
     稱重式料位計(jì)是一種非接觸式料位計(jì)。在水泥生產(chǎn)工藝中的不同環(huán)節(jié)都可以應(yīng)用，它的基本原理是將料倉(斗)整個(gè)浮空并置于幾支傳感器上，傳感器獲取倉中料的質(zhì)量并傳送給控制器，控制料倉的喂料或卸料操作，保持料倉料位穩(wěn)定。由于它需要將整個(gè)料倉浮空，所以適用于金屬料倉。它既可作料位開關(guān)也可用作連續(xù)料位計(jì)(計(jì)量精度較高可達(dá)1%)，常用在各種小型中間倉。若作為連續(xù)料位計(jì)，常用作小型干法水泥窯的窯頭、分解爐的喂煤量的計(jì)量倉和入窯生料量的計(jì)量、標(biāo)定倉，解決了穩(wěn)定喂料(煤)問題。還有用作輥壓機(jī)上方的穩(wěn)料中間倉的料位檢測控制。也有用在包裝機(jī)回轉(zhuǎn)筒上方的緩沖倉作限位開關(guān)用，控制進(jìn)、卸料，以保持緩沖倉內(nèi)的料位相對穩(wěn)定。
     在某些計(jì)量設(shè)備，如沖量流量計(jì)、科里奧利秤、轉(zhuǎn)子秤等前的料倉一般都設(shè)有壓力傳感器，一方面檢測倉的料位，起到穩(wěn)流的作用，另一方面又能給其下游的這些計(jì)量設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，即通過相對靜態(tài)的料倉減少量來標(biāo)定動態(tài)的計(jì)量設(shè)備的精度。
    7     膜片開關(guān)
     膜片開關(guān)通過檢測由倉內(nèi)的物料作用在傳感器上所產(chǎn)生的壓力來控制料位。該膜片開關(guān)系統(tǒng)可以安裝在儲倉的外壁。物料接觸膜片產(chǎn)生壓力，并通過監(jiān)視器內(nèi)部的電子線路部分將此壓力的變化轉(zhuǎn)換成電子信號。膜片開關(guān)輸出可以連接到聲光報(bào)警器、P L C等設(shè)備上。當(dāng)物料下降離開傳感器時(shí)，對膜片開關(guān)的膜片壓力消失，開關(guān)恢復(fù)原狀。
     8     音叉式料位開關(guān)
     音叉式物位開關(guān)的工作原理是通過安裝在音叉基座上的一對壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動。當(dāng)音叉與被測介質(zhì)相接觸時(shí)，音叉的頻率和振幅將改變，這些變化由智能電路來進(jìn)行檢測，處理并將之轉(zhuǎn)換為一個(gè)開關(guān)信號。若大顆粒物料堆積在兩極板間，會影響測量精度。因此該料位計(jì)較適合粉料和小顆粒料的測量。
    9     生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題
     眾多形式的料位計(jì)為料位檢測帶來了便利，但在實(shí)際使用中很難找到一種較為理想而又通用的料位計(jì)。生產(chǎn)中測量的對象很多，以料倉為例，其大小、形狀、材質(zhì)差別很大，儲存物料的特性也不同，因此必須根據(jù)不同的料倉特點(diǎn)來選擇合適的料位測量裝置。首先要明確所測的物料的特性，即粒料、粉料還是塊狀料，物料溫度的高低如何；其次要認(rèn)真考察所選儀器的檢測部分、控制部分的性能原理；要在實(shí)際中合理應(yīng)用，解決好信號的干擾等問題。一般而言，電容式、阻旋式、音叉式、膜式多用于料位開關(guān)使用；重錘式、雷達(dá)式、超聲波式多用于連續(xù)式料位檢測；而稱重式則用于體積不大的金屬倉的連續(xù)料位或限位檢測，主要用于下游計(jì)量設(shè)備的喂料穩(wěn)定和流量標(biāo)定。水泥生產(chǎn)線上各種料倉(庫)的工作環(huán)境都很惡劣，任何一種料位計(jì)都需要精心的維護(hù)、定期的校驗(yàn)才可能良好地運(yùn)行。如，重錘式料位計(jì)適用于水泥行業(yè)各種不同粒度的固體物料的測量和控制，所以除產(chǎn)品生產(chǎn)廠家要解決好鋼繩機(jī)械強(qiáng)度和控制儀表可靠性的問題，還要求使用廠家要嚴(yán)格按規(guī)范操作，杜絕進(jìn)料時(shí)測量現(xiàn)象，以防沖擊錘頭，并定期校驗(yàn)維護(hù)。山東山鋁水泥有限公司在已投入運(yùn)行的3條生產(chǎn)線、在建的3條生產(chǎn)線及多個(gè)粉磨站中，其生料庫、熟料庫、水泥庫的料位檢測均采用重錘式料位計(jì)。為什么山東山鋁水泥有限公司對重錘式料位計(jì)這樣信任，而有些水泥廠家的重錘式料位計(jì)卻無法使用？除設(shè)備的質(zhì)量因素外，這也與山東山鋁水泥有限公司長期使用一種產(chǎn)品，對其技術(shù)、性能有很多了解，對其使用、維護(hù)有較多經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。這個(gè)事例也說明了料位計(jì)在使用過程中要精心維護(hù)、定期校驗(yàn)。