火电厂料位计选型及无源核子料位计的应用.pdf

- 8 6 工业仪表与自动化装置 2 0 1 3年第 6期 火 电厂 料 位 计选 型及 无 源核 子料 位 计 的应 用 周世杰 河北省 电力勘 测设 计研 究 院 ， 石家庄 0 5 0 0 3 1 摘要 针对火电厂生产流程中各类 固体料位测量难点进行分析 ， 提 出几种料位计选型的解决方 案并进行比较。给 出了无源核子料位计在 固体测量 中的优势及其在火电厂 中的应用。 关键词 火电厂； 料位计 ； 选型 ； 无源核子料位计 中图分类号 T H 8 1 6 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 00 6 8 2 2 0 1 3 0 6 0 0 8 6 0 3 Le v e l m e t e r s e l e c t i o n a nd p a s s i v e n uc l e a r ma t e r i a l l e v e l m e t e r s a p pl i c a t i o n i n t h e r m a l p o we r pl a n t Z H O U S h i j i e H e b e i E l e c t r i c P o w e r D e s ig n＆R e s e a r c h I n s t i t u t e ， S h ij i a z h u a n g 0 5 0 0 3 1 ，C h i n a Ab s t r a c t I n t h i s p a p e r，t h e me a s u r e me n t di ffi c u l t i e s a r e a n a l y z e d f o r t h e s o l i d ma t e r i a l i n a l l ki nd s o f p r o d u c t i o n p r o c e s s o f t h e r ma l p o we r p l a n t ，a n d p u t f o r wa r d s e v e r a l s o l u t i o ns t o s e l e c t i o n a n d c o mp a r i s o n．Th e p a s s i v e n u c l e a r ma t e r i a l l e v e l me t e r s a r e a d v a n t a g e o u s a nd a p p l i c a b l e i n t h e r ma l p o we r pl a n t ． Ke y wo r ds t h e r ma l p o we r p l a n t ；l e v e l me t e r ；s e l e c t i o n；p a s s i v e n u c l e a r ma t e r i a l l e v e l me t e r 0 引言 火力发电厂中固体物料的料位测量一直是个难 点 ， 如原煤仓 、 原煤 斗、 煤粉仓的煤位测量 ， 渣仓 、 脱 水仓的渣位测量， 电除尘灰斗、 省煤器灰斗、 仓泵和 灰库 的灰位测量。由于现场工况 比较复杂 ， 很难找 到可靠 、 精准和免维护的料位测量仪表。 1 工况分析 1 ． 1 影响料位测量的工况分析 火 电厂生产流程工况复杂 ， 影 响料位测量准确 性的主要因素有以下几个方面 1 粉尘 固体物料 中粉尘 比较 大， 尤其 是灰 库、 煤粉仓进料时扬尘严重 ， 。 贝 4 量时容易产生跳变及 误报 ， 尤其是非接触式的测量方式更易发生。 2 料面不规则 固体料位堆积面不平整 ， 如果 料位测量位置选择不当， 极易造成虚假料位。 3 挂料物料湿度或者黏性 比较大 ， 粘 附到探 头上 ， 造成误报。 4 温度有些料位温度较高， 如电除尘灰斗、 收稿 日期 2 0 1 3 0 5 2 2 作 者简 介 周世杰 1 9 8 1 ， 男， 河北石 家庄 人 ， 本科 ， 工程师 ， 从 事热上 自动化 ， 火 电厂热控设计。 省煤器灰斗 、 仓泵等位置料位温度很高， 很容易造成 电子元器件的损坏。 5 介电常数有些料位介 电常数比较低 ， 如煤 仓 内原煤 ， 能够吸收各类电磁波 、 雷达波、 超声波等 ， 造成该类原理的测量仪表无法准确接收到足够的回 波 ， 导致失波 ， 测量不准确 。 1 ． 2 料位仪表测量方式分析 目前料位测量方法越来越多 ， 在火电厂 中最 常 用的方式主要有 重锤式 、 雷达式 、 超声波及射线式 等。表 1是针对这几种测量原理的仪表在理论及其 应用上的比较 。 2 无源核 子料位计 的特点 通过表 1比较 ， 各类测量原理 的料位计都有 不 同方面的优缺点 ， 而 电厂中不 同部位的料位又有不 同的环境和特性 ， 通过对电厂工况特点及现场实际 情况 ， 推荐使用无源核子料位计 。无源核子料位计 具有如下主要特点 2 ． 1 无放射源 不需要另加人工放射源。利用物料中本身存在 的微量天然核放射性 。当物料数量和位置发生变化 时， 探测器就会测量到物料的 y 射线的变化 ， 料位 计根据探测器测量到的 射线的变化 ， 精确地将料 位信号提取出来 ， 实现物料位置的检测。 2 0 1 3年第 6期 工业仪表与 自动化装置 8 7 2 ． 2 绝 对 的非接 触 式测量 1 具有传统核子料位计 的功能 ， 性能稳定 ； 2 维护更换方便 ， 不影响其他设备正常工作 ； 3 不受介质温度的影响。 电除尘灰斗和仓泵 里面灰的温度大约在 1 3 0℃左右； 省煤器灰斗里面 灰 的温度大约在 4 5 0℃左右 ； 4 不存在磨损和探头挂料的问题。 2 ． 3 不受挂料影响 ， 抗粉尘 容器内飞灰的状况与真实 的料满状态毕竟有很 大差异 ， 所以能分辨出是飞灰 ， 还是真的料满 了。 2 ． 4 长寿命 无损耗元件 ， 没有使用 寿命 限制 ， 运行维 护成 本低。 2 ． 5 适应 各 种煤种 对全国各个煤种都进行过放射性水平测试 ， 都 可以通 过 调整 报警 阈值 和响 应 时 间来 实现 可靠 报警 。 2 ． 6 不受灰的含水量变化、 介电常数变化的影响。 2 ． 7 安装简便 可在设备保温层外面安装 ， 维护极为方便 。 3 无源核子料位计在火 电厂 的应用 3 ． 1 输灰 系统 1 煤器灰斗高位报警 当内部温度高达 4 5 0℃左右时。常规非接触式 料位计有雷达式、 超声波式等 ， 由于伸到内部的探头 8 8 工业仪表与 自动化装置 2 0 1 3年第 6期 的传热作用 ， 电子部分容易超 限误报警。 子料位计完全可以克服这一缺点。 2 电除尘灰斗高灰位报警 而无 源核 3 ． 3除渣系统 用于测量捞渣机、 脱水仓渣和水 的界面 以及渣 该测点用于保护电除尘 ， 防止灰位过高而使电 除尘极板短路。灰斗 内的温度大约在 1 3 0 c 左 右， 平常很少报警。但是一旦 出现高灰位 ， 必须要能报 警， 需要料位计时刻保持在正常状态。无源核子料 位计报警可靠 ， 能显示灰位在测点附近的变化趋势 ， 而且有在线 自检功能 ， 可 以让运行人员确切地 了解 灰位在测点附近的变化。 3 气力输送泵 仓泵 进灰限量报警 用于检测灰斗向仓泵卸灰量是否达到设计值。 充分利用该测点， 可以大幅度提高气力输送泵 仓 泵 的效率 。目前 由于其他料位计 不适 用 ， 大多数 电厂都用定时控制。由于灰斗下料速度不稳定 ， 所 以从安全角度考虑 ， 时间都设得 比较保守。结果就 导致每次仓泵输送的灰量都很少 ， 用掉的压缩空气 却很多 ， 当灰量 比较大时就来不及排灰 ， 使得灰斗内 大量积灰。同时加大了输送每吨灰 的耗气量 ， 增加 了对排灰管道、 阀门的磨损 。 3 ． 2输煤 系统 当往煤斗里加煤时 ， 用于高位报警停止加煤 ， 由 于煤斗比较大 ， 需监测 2条送料皮带是否会 出现倾 斜现象 ， 通常在高位设 2个 测点 。当原煤斗低位料 空时， 需要立即通知输煤程控系统加煤。 仓内料位高低。 4 注意事项 现在越来越多的电厂用户对无源核子料位计的 准确性和维护的方便性得到了认可。但是， 该设备 使用及选择上应注意如下问题 1 对于容积较小 的容 器， 如果装料太快 ， 进料 时问太短 ， 比如在灰斗积灰时 ， 容积较小的发送罐进 料时问就很短。这种情况下 ， 由于核子料位计存在 响应时间的缘故可能会 出现延迟报警的情况 ， 一般 可通过调整料位计响应时间来解决。 2 无源核子料位计应用时应该避免筒壁 为水 泥等类似材料的， 如灰库、 石灰石库等， 因为这类材 料就是无源核子料位计所测量的背景辐射源 ， 故应 用在筒壁为金属材料的设备上为好 。 参考文献 [ 1 ] 刘 学梅． 雷达 料 位计 的原 理 及应 用 [ J ] ． 新 疆 化 _丁 ， 2 0 1 0 1 2 6 2 7 ． [ 2 ] 盖新华， 陈召现， 李建荣． 一种新型非接触式无放射源 核子料位计 的应用 [ J ] ． 华东 电力， 2 0 0 9 1 1 1 9 4 8 1 9 5 0 ． [ 3 ] 鲁沛沛． 浅谈 电厂料位计改造[ J ] ． 中国科技博览， 2 01 1 3 8 3 8 ． 上接第 6 8页 3 经济分析 在新 的供料系统工艺布置方案 中， 由于减少了 4个烧结矿槽 ， 使得槽下设备重量减轻 ， 投 资降低 。 对槽下 的设备作经济概算 ， 其结果列入表 4 。 表 4 经济概算 综上所述 ， 在小于 3 0 0 m 高炉供料系统工艺方 案的设计中， 以维持系统基本贮备 ， 尽量减少 串联子 系统的某一环节为出发点构成的新方案具有可靠性 满足生产要求及投资少的优点。 参考文献 [ 1 ] 郭永基． 可靠性工程原理 [ M] ． 北京 清华大学出版 社 ， 2 0 0 4 ． [ 2 ] 谢辈阳 ， 李文辉 ， 陈善华 ． 大 型结构件 可靠性计 算模型 [ J ] ． 机械设计， 2 0 0 3 2 0 4 3 4 4 ． [ 3 ] 崔玉宝， 曲凤娟． 软件可靠性工程研究[ J ] ． 科技情报 开发与经济， 2 0 0 5 6 1 71 8 ． [ 4 ] 何德雄． C i mp l i e i t y在高速线材监控系统中的应用『 J ] ． 冶金丛 刊， 2 0 0 3 1 1 61 7 ． [ 5 ] 赵文霞． 电解铝厂超浓相输送控制系统的应用[ J ] ． 有 色金属工业 ， 2 0 0 3 2 5 35 4 ． [ 6 ] WA L S H G C Y E H．S c h e d u l i n g o f n e t w o r k e d c o n t r o l s y s t e rns [ J ] ． I E E E C o n t r o l S y s t e m s Ma g a z i n e ， 2 0 0 1 ， 2 1 1 5 76 5 ． 『 7 ] L I A N F G， MO Y N E J R， T I L B U R Y D M．P e rf o r m a n c e e v a l u a t i o n o f c o n t r o l ne t wo r k sEt h e r n e t Co n t r o l n e t a n d d e v i c e n e t [ J ] ． I E E E C o n t r o l S y s t e m s Ma g a z i n e ， 2 0 0 1 ， 2 1 1 6 68 3 ．