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)干熄能力位于一位。干熄爐預(yù)存室料位是干熄焦系統(tǒng)中一個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,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?？梢跃_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最近的1/3錐形發(fā)射區(qū)內(nèi)有阻礙物體,障礙越近,虛射信號越強(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)存室錐頂端,料位計的安裝以干熄爐砌筑縣中心為基準(zhǔn)點,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℃(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)計時一般使用氮氣自動吹掃來實現(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氣吹掃的方式加以清掃。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,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)用將會越來越廣泛,在料位測量中發(fā)揮越來越重要的作用。