張彥峰

在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，從礦山開采破碎直至成品水泥的存儲(chǔ)分裝，料位監(jiān)測(cè)和料位報(bào)警控制都有著重要的作用。料位監(jiān)測(cè)可以有效判斷各種物料存量，提高生產(chǎn)調(diào)配效率；自動(dòng)化的料位測(cè)量可以有效減少人工測(cè)量頻次，減輕巡檢工作量；另外，料位監(jiān)測(cè)和料位報(bào)警控制還可以有效防止“冒倉(cāng)”事故發(fā)生。

水泥廠的料位測(cè)量多在粉塵特別大的工況下進(jìn)行，特別是一些氣動(dòng)進(jìn)料的料倉(cāng)，涉及的物料種類多，物料顆粒大小不一，介電常數(shù)也不一樣，如破碎的石灰石、生料、熟料、粉煤灰、煤粉、成品水泥等，對(duì)這些料倉(cāng)的料位進(jìn)行精確測(cè)量非常難，特別是低介電常數(shù)的粉煤灰倉(cāng)。

在實(shí)際工作中，我們了解和應(yīng)用過(guò)的接觸式料位計(jì)有重錘式料位計(jì)和導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)，非接觸式的料位計(jì)有射線式料位計(jì)、激光料位計(jì)、高能超聲波料位計(jì)和脈沖雷達(dá)料位計(jì)。在各種料位監(jiān)測(cè)設(shè)備中，筆者更推薦非接觸式的脈沖雷達(dá)料位計(jì)，特別是抗粉塵粘附的拋物面式天線雷達(dá)料位計(jì)。

非接觸式雷達(dá)料位計(jì)的安裝和維護(hù)工作量遠(yuǎn)少于接觸式料位計(jì)（如重錘式料位計(jì)），非接觸式雷達(dá)料位計(jì)，可以規(guī)避料堆突然塌料造成的“埋錘”現(xiàn)象等。在雷達(dá)的有效測(cè)量量程內(nèi)，脈沖雷達(dá)料位計(jì)量程可以根據(jù)工況隨意調(diào)節(jié)。雷達(dá)廠家往往會(huì)根據(jù)常用的量程配置一些不同測(cè)量范圍的雷達(dá)，若考慮備件通用，則需按量程最大的料倉(cāng)進(jìn)行選型。

若水泥廠料倉(cāng)儀表安裝孔具備開口到DN200以上的條件，建議使用抗粘附性能更好的拋物面式天線雷達(dá)，可有效延長(zhǎng)工作人員的清理維護(hù)周期，在一些粘附性輕微的料倉(cāng)場(chǎng)合基本可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。在硫磺等強(qiáng)粘附物料工況中，國(guó)外雷達(dá)選型資料也首推拋物面式天線雷達(dá)（見(jiàn)圖1），這種拋物面式天線雷達(dá)比早期喇叭形天線雷達(dá)更易清理。圖2為加固設(shè)計(jì)的拋物面天線，從圖2可見(jiàn)，目前我廠使用的國(guó)產(chǎn)升級(jí)的拋物面天線已做了加固設(shè)計(jì)，比早期的拋物面式天線更加堅(jiān)固耐用。

圖1 強(qiáng)粘附工況中的拋物面式天線雷達(dá)

圖2 加固設(shè)計(jì)的拋物面式天線

在水泥生產(chǎn)中，料位測(cè)量遇到的另一個(gè)難點(diǎn)是強(qiáng)粉塵干擾，特別是氣動(dòng)輸送粉料的料倉(cāng)，加料時(shí)粉塵飛揚(yáng)，能見(jiàn)度低，激光料位計(jì)和高能超聲波料位計(jì)無(wú)法進(jìn)行測(cè)量，盡管雷達(dá)料位計(jì)此時(shí)能收到部分料面回波，但回波信號(hào)也被削弱。另外，由于料面不平造成的雷達(dá)回波被折射，也會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)存在收不到回波的情況；此外，還有一些從底部給料倉(cāng)充氣的工況，使料面松動(dòng)，料位測(cè)量更加困難。

在強(qiáng)粉塵工況下，一方面可選用發(fā)射能量較高的雷達(dá)，另一方面可選擇有失波等待連續(xù)測(cè)量算法的測(cè)量軟件。當(dāng)雷達(dá)遇到強(qiáng)粉塵時(shí)，即使短時(shí)間雷達(dá)失波，也不會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果誤判。在進(jìn)入連續(xù)測(cè)量算法狀態(tài)后，若在設(shè)定的等待時(shí)間內(nèi)能識(shí)別出真實(shí)料面反射波，即可得到正確的料面測(cè)量值。以前該功能只有個(gè)別國(guó)外雷達(dá)具有，目前國(guó)內(nèi)也有雷達(dá)具備這項(xiàng)功能，且實(shí)際應(yīng)用效果較好。

另外，在水泥廠中有的料倉(cāng)非常高，如50m的均化庫(kù)，登上高料倉(cāng)去調(diào)試?yán)走_(dá)耗時(shí)耗力，建議選用在中控室能遠(yuǎn)程調(diào)試的Hart手持操作器。在中控室即可完成量程等基本參數(shù)的設(shè)置，觀察雷達(dá)的回波波形，并能通過(guò)波形進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和調(diào)試，大大減輕工作人員的現(xiàn)場(chǎng)工作強(qiáng)度，規(guī)避登高操作的風(fēng)險(xiǎn)。目前我們使用的智能雷達(dá)料位計(jì)還有一種類似“行車記錄儀”的功能，即當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生料面突變時(shí)，能抓拍下當(dāng)時(shí)的雷達(dá)回波波形，這對(duì)于調(diào)試復(fù)雜工況的料倉(cāng)非常有用。

除應(yīng)用雷達(dá)料位計(jì)對(duì)料倉(cāng)料位進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)外，水泥廠也可在有效料位監(jiān)控的基礎(chǔ)上再加一道高位料位的報(bào)警保險(xiǎn)，對(duì)一些重點(diǎn)防止“冒倉(cāng)”的料倉(cāng)加裝高位料位開關(guān)，進(jìn)行報(bào)警和進(jìn)料緊急控制。推薦帶防塵軸封的進(jìn)口電機(jī)阻旋開關(guān)，并加裝防砸的配件，根據(jù)物料安息角做好延長(zhǎng)定制計(jì)算?！?/p>