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水泥儲(chǔ)倉料位測(cè)量常見問題及解決辦法


生料均化庫內(nèi)的斷纜現(xiàn)象

 

新型干法水泥廠的均化庫、水泥庫、煤粉倉、原料和水泥調(diào)配站常用的粉煤灰?guī)斓牧衔粶y(cè)量,因被測(cè)介質(zhì)均是細(xì)粉狀,粉料通過空氣斜槽入庫,有的則是用氣動(dòng)方式送入料倉,物料輕,空氣中粉塵很大,物料表面也較軟,故細(xì)粉的物位測(cè)量一直是測(cè)量中的難題。實(shí)踐應(yīng)用證明,采用雷達(dá)型料位計(jì)效果較好,微波可穿透粉塵很大空間,并在料面上反射。目前在我國新型干法水泥廠用的雷達(dá)型料位計(jì)有兩種,脈沖型雷達(dá)(PULSE)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)(FMCW)。

有許多水泥廠還采用導(dǎo)波雷達(dá)型料位計(jì)(TDR),它是以鋼纜作為天線,伸入料倉中直至底步,微波脈沖沿外側(cè)向下傳播,因此空氣中的粉塵對(duì)傳播無影響,在空氣和粉料交界面上微波脈沖被反射。由于傳播損耗小,發(fā)射能量可較小,價(jià)格也比其他形式的雷達(dá)型料位計(jì)便宜。當(dāng)今在水泥廠主要應(yīng)用的產(chǎn)品有VEGA的FLEX60系列、E+H的FMP系列。但導(dǎo)波纜式雷達(dá)料位計(jì)由于其天線伸入容器中并和粉料接觸,失去了非接觸的特點(diǎn),天線也即上纜繩(一般是鋼絲纜繩)容易被磨損,甚至被拉斷。多家用戶在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的信息反饋中都遇到了此問題,特別在均化庫的測(cè)量中問題更加突出。本文將分析斷纜現(xiàn)象,并提出大型均化庫(直徑在16米及以上)料位測(cè)量的方案。

 

2.均化庫內(nèi)出現(xiàn)斷纜現(xiàn)象分析

2.1 生料均化庫的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

生料均化庫是新型干法水泥企業(yè)中賴以保證生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié),也是生料均化系統(tǒng)中任務(wù)最重的環(huán)節(jié),并是生料入窯系統(tǒng)的一部分。根據(jù)不同的均化機(jī)理。各設(shè)計(jì)院開發(fā)了多種型式的均化庫,如天津水泥設(shè)計(jì)院開發(fā)的TP庫其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是庫底中心有一個(gè)大圓錐,庫壁和圓錐之間的環(huán)形區(qū)劃分六個(gè)充氣區(qū),由六個(gè)流量控制閥控制卸料量。在同一時(shí)間內(nèi)至少有兩個(gè)卸料口開放。每個(gè)卸料口在卸料過程中都形成漏斗狀料柱,切割料層,產(chǎn)生重力混合均化作用,根據(jù)規(guī)模不同,庫的直徑和高度不一,如天津水泥設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的5000t/d規(guī)模的水泥廠,其均化庫直徑為φ22.5m,高52m;而2500t/d規(guī)模的水泥廠,其均化庫直徑為φ18m,高45m。目前常用于測(cè)量粉狀固體介質(zhì)的是VEGA公司的導(dǎo)波纜式雷達(dá)料位計(jì),它有兩種:FLEX61和FLEX62,F(xiàn)LEX61測(cè)量范圍為1m-32m, 使用鋼纜的直徑是φ4mm,并帶重錘;FLEX62測(cè)量范圍為1m-60m, 使用鋼纜的直徑是φ6mm,并帶重錘。

 

2.2 均化庫內(nèi)出現(xiàn)斷纜現(xiàn)象分析

2.2.1 鋼纜最大拉力的限制

相關(guān)數(shù)據(jù)表明,F(xiàn)LEX61最大拉力是5kN, FLEX62最大拉力是30kN, 纜式料位計(jì)在測(cè)量水泥等介質(zhì)時(shí),鋼纜受的拉力取決于被測(cè)物料的特性、庫(倉)的結(jié)構(gòu)、直徑和測(cè)量量程。測(cè)量水泥時(shí)鋼纜受的拉力要比測(cè)塑料顆粒和糧食大得多,均化庫的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、直徑大和測(cè)量量程大,則所受的拉力越大,

 

2.2.2 庫內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響鋼纜受力分析

大型水泥廠的均化庫為達(dá)到均化的目的和作為生料入窯的中間和計(jì)量小倉的作用,內(nèi)部結(jié)構(gòu)還是較復(fù)雜的,有空氣斜槽組成的星形進(jìn)料口,從六個(gè)或七個(gè)方向同時(shí)進(jìn)料,庫內(nèi)通過環(huán)形充氣閥向庫內(nèi)分區(qū)充氣,它對(duì)入庫的生料產(chǎn)生重力混合均化作用,因鋼纜伸入料倉,被均化的生料將對(duì)作為天線的鋼纜有一側(cè)面負(fù)載,每種形式的纜式料位計(jì)有一側(cè)面負(fù)載的最大值。庫的直徑越大,鋼纜越長(zhǎng),則側(cè)向負(fù)載會(huì)越大,超過極限也會(huì)斷纜。在均化庫底中心一個(gè)大圓錐下還裝有生料入窯系統(tǒng)的計(jì)量鋼板小倉,直徑為φ22.5m的均化庫,其小倉的直徑為φ6.5m,高6m。庫內(nèi)同時(shí)有兩個(gè)卸料口工作,向該小倉進(jìn)料,為達(dá)到通暢卸料的目的,卸料口處必須充氣,卸料過程中形成漏斗狀料柱,在進(jìn)入卸料口處會(huì)有一收縮,在此處也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)負(fù)壓,如鋼纜安裝在卸料口附近,該負(fù)壓實(shí)際上加大了鋼纜承受的拉力,鋼纜越長(zhǎng),拉力也會(huì)更大。均化庫的堆積角約為320,并隨卸料的速度變化也在變化,由此產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)垂直方向的拉力也將動(dòng)態(tài)變化;生料庫進(jìn)料時(shí)溫度約60℃,卸料速度較快,溫度急劇下降,引起鋼纜的熱漲和冷縮也會(huì)使拉力動(dòng)態(tài)變化,由于卸料和出料過程在庫內(nèi)連續(xù)不斷進(jìn)行,拉力動(dòng)態(tài)變化幾率較大,它將加速纜繩的老化。長(zhǎng)期老化將使鋼纜能經(jīng)受的最大拉力減小,斷纜的幾率增大。

 

2.2.3 均化庫的料位測(cè)量

綜上所述,大型水泥廠的均化庫的料位測(cè)量,筆者建議不采用導(dǎo)波纜式雷達(dá)料位計(jì),最好采用裝有喇叭天線和法藍(lán)的雷達(dá)料位計(jì),量程盡量選大,如VEGAPULS-68,它是脈沖型,最大量程可達(dá)60m,全設(shè)計(jì)為二線制回路供電,安裝簡(jiǎn)單、調(diào)試容易,平時(shí)可免維護(hù),能滿足各種類型水泥廠的要求,江浙一些水泥廠使用反饋的信息表明,用VEGAPULS-68雷達(dá)料位計(jì)在均化庫測(cè)定的回波曲線非常理想,精度、分辨率和時(shí)間響應(yīng)完全能滿足工藝的要求。

 

3.水泥庫的斷纜現(xiàn)象

相對(duì)均化庫而言,用導(dǎo)波纜式料位計(jì)測(cè)水泥庫的料位,斷纜的幾率較小,一是水泥庫的直徑和高度相對(duì)要小,如5000t/d規(guī)模的水泥廠,通常用直徑為φ15m,高為40m的庫,卸料口一般在5.6m處,故量程最大也就是35m左右。而且水泥庫的工況比較簡(jiǎn)單,卸料和出料的速度較慢,水泥庫一般有存儲(chǔ)期,故不會(huì)同時(shí)卸料和出料,內(nèi)部受力比較穩(wěn)定。主要是進(jìn)料堆積有一休止角,約為300,在堆積時(shí)形成的動(dòng)態(tài)側(cè)向力,另外水泥庫進(jìn)料時(shí)溫度約100℃,也有熱漲和冷縮,但有存儲(chǔ)期,拉力動(dòng)態(tài)變化較慢,不會(huì)加速纜繩的老化,故引起的拉力動(dòng)態(tài)變化較小,斷纜的幾率就小。水泥庫的料位測(cè)量可采用導(dǎo)波纜式雷達(dá)料位計(jì),但要根據(jù)水泥庫的結(jié)構(gòu),正確設(shè)定量程,必須合理選擇安裝位置,遠(yuǎn)離中心點(diǎn)和卸料口,盡量對(duì)準(zhǔn)堆積休止角的中間位置,同時(shí)要注意維護(hù)和觀察,確保鋼纜的正常使用。設(shè)計(jì)、安裝、使用合理,則選用導(dǎo)波纜式料位計(jì)是一種性能價(jià)格比較好的方案。

 

4.結(jié)論

導(dǎo)波纜式料位計(jì)由于傳播損耗小,發(fā)射能量可較小,可二線制回路供電,價(jià)格也較便宜,可用于測(cè)量粉狀物料,如水泥、生料、粉煤灰、煤粉等,但是由于儲(chǔ)存庫的結(jié)構(gòu)、形式不同,在選用時(shí)要考慮綜合因素,否則在使用過程中會(huì)出現(xiàn)一些問題,如斷攬等,使料位計(jì)失靈、失準(zhǔn),對(duì)正常生產(chǎn)和測(cè)量造成不利的影響。

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