BM100物位计在火电厂中的应用

　　煤粉仓、煤灰仓的物位测量问题,长期以来一直得不到有效解决。这不仅因为传统的物位测量原理有各种局限性,还因为煤粉仓及煤灰仓中煤(灰)粉的介电常数较小,加上仓内环境的恶劣,常规的电测方式均不能胜任。在电厂自动化监控水平已显著提高的今天,这一监控“盲点”迫切需要得到认真解决。经过多方考察及现场试验证明,采用BM100物位测量装置能有效地解决煤粉(灰)仓的物位测量问题。

　　1·基本原理

　　BM100物位计是以时域反射(T·D·R Time Domain Re-fiectometry)原理为基础设计的,T·D·R原理原用于通信电缆的连续测试,德国科隆公司成功地将其应用于工业物位的测量。如图1所示,周期为1ns的低功率电磁波通过两根钢性的或柔性的导体(探头)导向发射下来,波以速度V1和液体相遇形成反射,通过返回时间的计算即可测量物位(Level)。如果容器中有两种分层介质,而且上层介质的介电常数远小于下层介质,通过透射波(以速度V2传播)的反射可测量两种介质的分界面(Interface)。

　　2·煤粉(灰)仓物位测量的难点分析

　　(1)煤粉(灰)的介电常数较小,对于超声波、雷达波等无法形成较强的反射。

　　(2)在连续下料及出料的情况下,由于介质温度较高,而且干燥,煤粉(灰)仓内充满浓重的尘质,事实上只存在一个模糊的界面。

　　(3)采用常规的非接触式测量方式,如超声波等,由于物料表面反射波(主波)较弱,检测装置很难区分主波与来自尘质的漫射波,尤其是在大量下料的情况下。因此非接触式测量方式不适合在这种场合下运用。

　　(4)采用电容式或射频导纳等测量技术,由于检测杆上物料的粘连及浓重尘质存在,对电极有很大的影响,测量结果极不可靠。

　　(5)采用电动重锤式测量,这一方式从理论上说简单可靠,但由于测量装置必须安装在尘质较重的场合(输煤皮带层),机械装置极易出现卡涩,影响测量的准确性,而且容易出现断链现象。此外,这种测试方式是非连续的。

　　(6)采用辐射式的测量装置,不仅造价高,而且会受尘质的影响,加上对辐射泄漏的恐惧,用户不愿接受。

　　3·BM100的技术特点分析

　　(1)沿导体(检测杆)传输的微波,是以光的速度在导体中传输的,与超声波相比,它对压力和温度的变化不敏感。

　　(2)由于导体(检测杆)的导向作用,发射或反射的微波能量没有什么衰减,比起非接触式的声波、雷达波测量要强得多,因此泡沫、粉末、蒸汽等外界干扰对其测量无影响,也不受被测容器形状的影响。

　　(3)采用独创的罐底反射原理(TBF tank bottom reflec-tion)用于测量介电常数εr<2的物料。对于介电常数εr<2的介质,反射波的能量很小,如果在一充满尘质的环境中采用直接测量模式得不到可靠的效果。如图2所示,在空罐中微波以速度V1往返,检测杆A的长度(probe length=L)是固定的,当微波进入介质后,速度减慢为V2(V2<V1),因此通过同一距离(杆长)的时间延长,其滞后时间(delay)与介质物位(level=h)及其介电常数直接成比例。