干熄焦是相對(duì)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(guó)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(guó)的研究和應(yīng)用日臻成熟,目前,國(guó)內(nèi)干熄能力位于世界**位。干熄爐預(yù)存室料位是干熄焦系統(tǒng)中一個(gè)不可缺少的重要工藝檢測(cè)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(shí)、準(zhǔn)確的預(yù)存室料位,過(guò)高或過(guò)低都會(huì)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(cè)的發(fā)展情況 預(yù)存室料位的被測(cè)介質(zhì)為1000℃左右的紅焦,考慮到紅焦在干熄過(guò)程中的介質(zhì)特性和工況條件,對(duì)預(yù)存室料位的設(shè)計(jì)一般采用非接觸的測(cè)量方式,主要有兩種:一種是射線料位計(jì)。在干熄焦發(fā)展初期,干熄爐預(yù)存室料位檢測(cè)采用的是射線料位計(jì),在極端的工況條件下,這種料位測(cè)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(jì)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,輻射源會(huì)逐漸衰減,從而影響測(cè)量效果,加大維護(hù)量,同時(shí)存在輻射源泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。另一種為雷達(dá)料位計(jì)。隨著干熄焦技術(shù)的發(fā)展,雷達(dá)料位計(jì)逐漸開始應(yīng)用在預(yù)存室料位檢測(cè)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(jì)具有準(zhǔn)確安全、可靠性高、精度高、抗粉塵干擾等優(yōu)點(diǎn),操作簡(jiǎn)單且安裝調(diào)試方便。由于人們心理上對(duì)放射線料位計(jì)的疑慮和抵觸,已有一些單位通過(guò)實(shí)施技術(shù)改造,將射線料位計(jì)改為雷達(dá)料位計(jì)。在近幾年新設(shè)計(jì)的項(xiàng)目中,往往使用雷達(dá)料位計(jì)取代射線料位計(jì)。 2.雷達(dá)料位計(jì)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(jì)利用電磁波的物理性能來(lái)進(jìn)行料位測(cè)量,通過(guò)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(duì)干熄爐內(nèi)紅焦料位進(jìn)行連續(xù)的檢測(cè)。當(dāng)雷達(dá)波信號(hào)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(jì)算出間隔時(shí)間,從而獲知空間高度,進(jìn)而反映出物位高度。 通過(guò)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(shí)間。 可以精確計(jì)算出料位。 雷達(dá)料位計(jì)的設(shè)備組成: 雷達(dá)料位計(jì)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(jì)選用220V.AC供電,在料位計(jì)內(nèi)部通過(guò)軟件換算,可以現(xiàn)場(chǎng)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(hào)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(jì)的安裝使用 能否獲得準(zhǔn)確的測(cè)量值,取決于反射波信號(hào)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(jì)可以正確的反映真實(shí)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*近的1/3錐形發(fā)射區(qū)內(nèi)有阻礙物體,障礙越近,虛假發(fā)射信號(hào)越強(qiáng)。被測(cè)介質(zhì)為固體物料時(shí),因介質(zhì)會(huì)有一個(gè)堆焦,雷達(dá)安裝時(shí)要傾斜一定的角度。 對(duì)于安裝在預(yù)存室頂部的雷達(dá)料位計(jì),一般安裝在預(yù)存室錐**,料位計(jì)的安裝以干熄爐砌筑縣中心為基準(zhǔn)點(diǎn),安裝角度考慮到能夠精確測(cè)量到上極限料位,設(shè)計(jì)專用的測(cè)量通道,避免移動(dòng)機(jī)械碰撞。 正常作業(yè)時(shí),預(yù)存室內(nèi)的溫度高達(dá)1050℃(*高1100℃),高溫介質(zhì)的熱傳導(dǎo)和熱輻射,會(huì)對(duì)料位計(jì)發(fā)射探頭造成損害。設(shè)計(jì)時(shí)一般使用氮?dú)庾詣?dòng)吹掃來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的冷卻和清掃。也可以通過(guò)隔溫透波裝置將預(yù)存室上開的孔密封住,雷達(dá)通過(guò)隔溫透波裝置來(lái)測(cè)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(jì)存在的問(wèn)題 4.1雷達(dá)天線易結(jié)焦粉問(wèn)題 結(jié)焦會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響,目前的一般在設(shè)計(jì)應(yīng)選用表面需做抗粘附處理的隔溫透波裝置同時(shí)采用氮?dú)獯祾叩姆绞郊右郧鍜摺? 4.2雷達(dá)料位計(jì)的死區(qū)問(wèn)題 通常雷達(dá)料位計(jì)都存在一個(gè)死區(qū)問(wèn)題,在死區(qū)空間內(nèi),雷達(dá)料位計(jì)無(wú)法正常工作。在設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)的死區(qū)范圍,以避免雷達(dá)料位計(jì)工作在死區(qū)范圍內(nèi),造成料位無(wú)法顯示。 5.結(jié)語(yǔ) 雷達(dá)料位計(jì)具有適應(yīng)復(fù)雜的工況條件和無(wú)污染的優(yōu)勢(shì),與射線料位計(jì)相比對(duì)操作和維護(hù)人員有更好的安全性。測(cè)量精度高,無(wú)移動(dòng)部件,與被測(cè)物料不接觸,無(wú)需經(jīng)常維修和再標(biāo)定,對(duì)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(jì)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,完全能夠達(dá)到工藝要求,效果良好。隨著其價(jià)格的進(jìn)一步降低,性價(jià)比的提高,應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越**,在料位測(cè)量中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。