一、序言
冶金行業(yè)高爐上的料位測(cè)量是一個(gè)非常重要的測(cè)量數(shù)據(jù),它對(duì)于鋼鐵生產(chǎn)的質(zhì)量控制、提高生產(chǎn)效率和提高生產(chǎn)安全性起著非常重要的作用。高爐上的的料位測(cè)量點(diǎn)包括兩種介質(zhì)的測(cè)量:爐頂?shù)V料的料位測(cè)量和魚(yú)雷罐車(chē)的鐵水的液位測(cè)量。
但是,由于這些工況的過(guò)程溫度都非常的高(一般都超過(guò)300℃),高爐上的料位測(cè)量一直是個(gè)難題。長(zhǎng)期以來(lái),各大鋼鐵制造廠商一直致力于尋找一種使用壽命長(zhǎng)、性能可靠、維護(hù)量低、測(cè)量******度高的經(jīng)濟(jì)性的解決方案。無(wú)錫鉑睿測(cè)控儀表有限公司是專(zhuān)業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)流量,溫度,壓力,液位測(cè)控儀表廠家, 溫度儀表高新技術(shù)企業(yè),守合同重信用單位,可根據(jù)客戶(hù)要求訂制產(chǎn)品,品質(zhì)放心有保障,歡迎來(lái)電咨詢(xún)產(chǎn)品價(jià)格!更多產(chǎn)品請(qǐng)瀏覽公司主頁(yè)www.alltrendliving.com。
二、測(cè)量原理和產(chǎn)品介紹
我司推出的雷達(dá)料位計(jì)是******款專(zhuān)門(mén)針對(duì)粉狀固體的測(cè)量特點(diǎn)而研發(fā)的非接觸式雷達(dá)料位計(jì)。因此這款產(chǎn)品一經(jīng)推出后,其優(yōu)異的固體測(cè)量性能為其贏得了大量的訂單,尤其是在水泥、面粉等存在大量粉塵影響的工業(yè)中,表現(xiàn)出色,已經(jīng)成為很多客戶(hù)的******產(chǎn)品。雷達(dá)料位計(jì)之所以能夠在固體測(cè)量領(lǐng)域取的如此優(yōu)異的業(yè)績(jī),這是因?yàn)椋?br />
1、 它使用24GHz高頻微波作為測(cè)量信號(hào)。根據(jù)波的特性:速度=波長(zhǎng)*頻率,我們可以得知24GHz高頻的微波的波長(zhǎng)較其他頻段的雷達(dá)波的波長(zhǎng)要短的多。一般的講,固體料面的形狀是傾斜而且粗糙的,較小的波長(zhǎng)可以******程度上保證發(fā)射出去的雷達(dá)波能夠在粗糙的固體表面******程度地被反射回雷達(dá)探頭。
2、 采用FMCW(連續(xù)調(diào)頻)的工作原理(見(jiàn)圖)。FMCW的基本測(cè)量原理是:探頭同時(shí)進(jìn)行雷達(dá)波的發(fā)射和接受,類(lèi)似通訊中的"全雙工";BRR400采用了鋸齒型的微波,發(fā)射波和經(jīng)固體表面發(fā)射后形成的回波之間產(chǎn)生一個(gè)相位差,這個(gè)相位差通過(guò)一個(gè)快速傅立頁(yè)的轉(zhuǎn)換后,形成一個(gè)頻譜,而這個(gè)頻譜與雷達(dá)料位計(jì)測(cè)量的距離呈一個(gè)線性的關(guān)系。因此,通過(guò)對(duì)鋸齒波的相位的檢測(cè)即可得到一個(gè)高精度的料位信號(hào)。由于采用了FMCW的測(cè)量原理,使雷達(dá)波能夠源源不斷的"射"向測(cè)量介質(zhì),使其抗干擾能力加強(qiáng),"失波"的可能性降到******,從而提高了它的可靠性。
3、 它采用了四線制的設(shè)計(jì)。四線制的設(shè)計(jì)保證了儀表有足夠的功率來(lái)發(fā)射足夠強(qiáng)的能量來(lái)滿(mǎn)足惡劣的測(cè)量條件:BRR400能夠測(cè)量介電常數(shù)低至1.5的介質(zhì)(自然界絕大部分的介質(zhì)的介電常數(shù)大于1.5);量程******可至50米。
4、 由于使用高頻的信號(hào),使其發(fā)射的角度可以做到***小8度角,使BRR400能夠******程度上避開(kāi)固定干擾的影響。
另外,***新推出的固體型BRR400雷達(dá)在以前的基礎(chǔ)上,作了很多大的改進(jìn),使其能夠更好的滿(mǎn)足固體測(cè)量的需求。
1、 新了瞄準(zhǔn)器的設(shè)計(jì),并將瞄準(zhǔn)器作為新的固體型雷達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)配置,而不加任何費(fèi)用。瞄準(zhǔn)器可以保證BRR400即使用于介質(zhì)表面傾斜角度較大的工況,介電常數(shù)較低的化學(xué)品粉末也能得到較強(qiáng)的信號(hào)。
2、 提供了2"、3"、4"三種不同尺寸的喇叭天線的選擇,能夠更好地滿(mǎn)足不同的現(xiàn)場(chǎng)的要求。
3、 改進(jìn)了BRR400的固體算法,使它能夠?qū)iT(mén)適用于各種復(fù)雜的固體測(cè)量工況。
4、 由于采用了新的算法,使其導(dǎo)波性能得到很大的提高,因此增加了延長(zhǎng)管(***長(zhǎng)至592mm的天線設(shè)計(jì))的選項(xiàng),使其能夠滿(mǎn)足一些安裝立管較長(zhǎng)、倉(cāng)頂過(guò)厚的安裝條件的工況。
5、 另外,設(shè)計(jì)了新的PTFE的平面防塵窗口,使它即使是在粉塵揚(yáng)氣非常大的工況中也能非常的穩(wěn)定的工作。
三、方案介紹
如圖,在高爐的工況中,通常主要有三個(gè)測(cè)量要求料位測(cè)量:
高爐料面測(cè)量;
高爐布料倉(cāng)料位測(cè)量;
魚(yú)雷罐鐵水液面測(cè)量。
1、高爐料面測(cè)量。需要使用料位計(jì)測(cè)量準(zhǔn)備添加到高爐內(nèi)的礦料,料位的控制需要保證料位維持在一定的高度,高爐料倉(cāng)的高度不可為空,否則無(wú)法保證布料倉(cāng)的礦料得到及時(shí)供應(yīng);也不可使料倉(cāng)料位過(guò)滿(mǎn),導(dǎo)致溢出。一般這一測(cè)量點(diǎn)需要的測(cè)量范圍******約在5~6米左右。
2、高爐布料倉(cāng)的礦渣的料位測(cè)量的主要的困難之處在于:倉(cāng)頂頂部的溫度非常高,一般超過(guò)600℃;倉(cāng)頂?shù)捻敳亢穸容^大,一般約在1米~1.5米左右。
如左圖的料位計(jì)安裝位置的出口溫度一般超過(guò)600℃。如果不加任何處理將BRR400用于這一工況測(cè)量,由于BRR400的標(biāo)準(zhǔn)型的測(cè)量過(guò)程溫度為200℃,高溫型的過(guò)程溫度為250℃,但是也不能滿(mǎn)足這個(gè)測(cè)量點(diǎn)的要求。如右圖,在試用了BRR400后發(fā)現(xiàn),該表的發(fā)射電極遭到損壞。
***后,經(jīng)過(guò)反復(fù)的研究以后發(fā)現(xiàn),高溫主要有倉(cāng)內(nèi)的高溫介質(zhì)的輻射熱造成;因此利用BRR400的導(dǎo)波特性,決定設(shè)計(jì)制作導(dǎo)波彎管來(lái)避開(kāi)倉(cāng)頂安裝出口處的高溫氣體;另外,為了降低傳導(dǎo)熱的影響,整個(gè)導(dǎo)波管的長(zhǎng)度超過(guò)2米,使管內(nèi)高溫氣體能夠得到足夠的降溫管段。安裝了如圖的導(dǎo)波彎管后,發(fā)現(xiàn)安裝法蘭口的溫度小于100℃。
安裝了雷達(dá)料位計(jì)后,經(jīng)過(guò)2~3星期的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量后,料位測(cè)量結(jié)果基本準(zhǔn)確。
另外,值得一提的是,現(xiàn)場(chǎng)的工況比較惡劣,常用礦石掉落在現(xiàn)場(chǎng),由于BRR400的標(biāo)準(zhǔn)配置是堅(jiān)實(shí)的鋁外殼設(shè)計(jì),因此即使如此惡劣的現(xiàn)場(chǎng)工況,BRR400也不會(huì)存在任何問(wèn)題。
3、對(duì)魚(yú)雷罐鐵水的測(cè)量。鐵水的溫度高達(dá)1000℃以上。但是由于測(cè)量的介質(zhì)是液體,因此主要需要解決的問(wèn)題是如何解決高溫的問(wèn)題。
在這一測(cè)量點(diǎn)上,我們應(yīng)用Siemens雷達(dá)料位計(jì)嘗試了三種不同的方法來(lái)解決高溫的問(wèn)題,均取得良好的效果。
A、在加長(zhǎng)的安裝立管上安裝壓縮空氣通道,注入壓縮空氣以降低雷達(dá)液位計(jì)的喇叭天線口的過(guò)程溫度。
B、采用導(dǎo)波彎管的設(shè)計(jì),避開(kāi)由于輻射引起的超高溫。
C、由于BRR400的具有目前世界上***小的發(fā)射角度(8°),因此,可以如上圖的安裝方式,使BRR400的喇叭天線與安裝口保持一定的距離,以降低過(guò)程中的超高溫。
雷達(dá)料位計(jì)在高爐上的應(yīng)用的可以充分發(fā)揮固體型雷達(dá)的特點(diǎn),性?xún)r(jià)比是非常高的,而且通過(guò)多年的研究和試驗(yàn),BRR400在這一領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)處于領(lǐng)先的地位,為高爐的料位測(cè)量應(yīng)用提供了一個(gè)客戶(hù)可以接受的較為理想的解決方案。
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