一、 背景描述
在電廠輸煤流程中，煤塊經(jīng)過磨煤機的研磨后變成了超細的粉料，揚塵大，有較強的吸附性會吸附在料位計表面，傳統(tǒng)的料位測量方式如雷達、導(dǎo)波雷達、3D 成像無法準(zhǔn)確獲取物位信息。700T 的料倉往往只能利用2/3 的空間，而且還會有缺料和爆倉的危險，目前全國范圍也在積極推進燃煤智能管控，分斗分倉進行計量。鑒于此，美國 KM 公司的這種全新的貼片式技術(shù)是一種間接測量法，這種方法不是直接檢測物位的高度，而是通過 檢測料倉支腿的形變來反應(yīng)物料的狀態(tài)，完全不用考慮倉內(nèi)的粉塵濃度、掛料、堆積角、塌方等。
圖 1 項目實景
二、 技術(shù)分析
實施項目的料倉屬于典型的鋼制料倉，容量 700T 左右。由于支撐腿為碳鋼材質(zhì)，在加載和卸載物料時支撐腿會發(fā)生彈性形變，這些形變量和加載的重量成正比。只要檢測出這些微小的形變，就可以了解到料倉里面的物料重量。
專用工具通過螺栓將 Kistler-Morse?品牌的 Microcell 貼片式傳感器緊密固定在料倉支腿上，支腿形變的同時會帶動貼片式傳感器一起形變，通過傳感器內(nèi)部的超高靈敏度應(yīng)變片“感知”支腿的形變，將形變量轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過運算最終得到料倉重量值。
本方案采用 8 片 Microcell 型貼片式料位計，在每一個料倉支腿的貼一片傳感器，使用接線盒將數(shù)據(jù)匯總到 KM 專用的控制器內(nèi)，由控制器將傳感器輸出的微弱信號放大處理為數(shù)字信號，并輸出一路 4～20mA 信號提供給上位機系統(tǒng)。
三、 精度分析
經(jīng)過實地測量，工字鋼尺寸為“300×335(腹板)×30(厚度)”來粗略計算壓強。8 個支撐腿的橫截面積為(300+300+335)×30×8=224400。在 700T 時候的壓強為：700,000/224400=3.12kg/mm2
按照精度計算表可得：在 3.12kg/mm2 的壓強下的精度大約在+/-1.5%(+/-10.5T)左右。在這種情況下是非常適合貼片式系統(tǒng)的工作的。
注：這個精度取決于料倉支腿的形式和尺寸規(guī)格，不同的料倉會有不同的精度表現(xiàn)。請?zhí)峁┝蟼}支腿準(zhǔn)確的技術(shù)參數(shù)，便于更準(zhǔn)確了解產(chǎn)品的精度情況
圖 5：貼片式重量料位計精度表
四、 項目實施
貼片式傳感器安裝極為方便，只需要開 3 個 3.4mm 的小孔，不破壞支撐結(jié)構(gòu)。安裝一個傳感器最快僅需15 分鐘，安裝過程中不需要停產(chǎn)，也不需要清空料倉。
Microcell 貼片式傳感器安裝過程比較簡單，不需要登高作業(yè)，不需要大型設(shè)備，僅需 2 個人，一些隨手小工具就可以完成安裝任務(wù)。
五、 使用效果
從客戶處了解到，原煤倉每小時消耗大約 50T 的煤，消耗量比較均勻，那么從貼片式讀取的重量值變化也應(yīng)該是均勻的。由于貼片式系統(tǒng)已經(jīng)接入客戶的 DCS 系統(tǒng)中，我們從 DCS 系統(tǒng)持續(xù)觀察數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)應(yīng)該也是變化均勻的。從圖 9 中可見，系統(tǒng)上料和用料的時候，重量值變化極為均勻，沒有跳變、丟失數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。
仔細觀察這個曲線圖(圖 10)，我們截取一部分數(shù)據(jù)來觀察：從凌晨 2：14 分到 4：14 分 2 個小時時間內(nèi)，貼片式顯示的重量值據(jù)減少了 100T，這個和之前了解到的每小時消耗 50T 煤非常吻合?？梢娰N片式重量料位計非常適合原煤倉的應(yīng)用
六、 結(jié)論
對于火電廠而言，美國 KM(Kistler-Morse?)的貼片式計量系統(tǒng)的綜合精度高 綜合精度高， 安裝方便， 維護便捷，在安裝過程 不影響現(xiàn)場的正常進出料， 施工成本極低，可以方便應(yīng)用于 新建項目及 設(shè)備改造。作為物位測量，特別是惡劣環(huán)境下的固體物位測量是一種非常好的選擇!
（轉(zhuǎn)載）
