一、簡介
料位計,是用來測量料倉/容罐/倉儲等料位的計量儀表,并將料位信號(開關(guān)量或連續(xù)量)轉(zhuǎn)換為電信號(模擬信號或數(shù)字信號)傳送到PLC/DCS上,輔助自動化系統(tǒng)控制卸料、加料或停止進料,保持料倉內(nèi)料位高度。
料位計又稱為料位儀表,料位傳感器,料位儀,料位變送器、物位計、物位儀表等。
料位計可測量各種狀態(tài)的物料,如液態(tài)、漿液狀、灰狀、粉狀、顆粒狀、塊狀等的物料料位,廣泛應(yīng)用于如下各個行業(yè):
[ 鋼鐵冶金、火力發(fā)電
[ 石油化工、煤化工&鹽化工
[ 水泥建材、采礦鑄造
[ 食品飼料、機械加工
[ 混料系統(tǒng)、配料系統(tǒng)
[ 環(huán)保裝備、碼頭倉儲
二、采用料位計的現(xiàn)實意義
采用質(zhì)量可靠、測量準(zhǔn)確、免維護的料位計對于工廠來說具有巨大意義:
1) 節(jié)能減排、綠色環(huán)保:避免冒倉造成的環(huán)境污染,降低能耗;
2) 安全生產(chǎn)、降低風(fēng)險:避免因空倉取料導(dǎo)致的設(shè)備損壞及安全事故,同時避免人工測量在高空作業(yè)及維護的安全隱患;也不必擔(dān)心因儀表出現(xiàn)故障而導(dǎo)致停產(chǎn),造成巨大損失;
3) 降低成本、增強效益:提高工廠自動化水平,精確取料,避免不必要的浪費,節(jié)約了人力、物力,提高了生產(chǎn)效率,為企業(yè)帶來效益。。。
三、料位計的分類
隨著工業(yè)自動化水平的提高,以及在工廠的實踐經(jīng)驗中,料位計種類繁多,根據(jù)不同的分類方式,有如下種類,
1) 根據(jù)被測對象分為:
[ 液位計(測量液體)
[ 界面儀(測量液液、固液分界面)
[ 物位計(測量固體物料)
2) 根據(jù)測量目的分為:
[ 開關(guān)量測量(即高低料位報警)
[ 連續(xù)量測量(實時料位監(jiān)測)
3) 根據(jù)測量方式及原理分為:
[ 接觸式:阻旋式、音叉式、電容式、重錘式、射頻導(dǎo)納式、導(dǎo)波雷達式
[ 非接觸式:電磁式、超聲波式(三維成像)、雷達式、核子式、中子式、射線式、稱重式、無源核子、輻射式、激光式
四、各種料位計的原理及優(yōu)缺點
測量方式
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詳細描述
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阻旋式料位開關(guān)
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[ 測量原理:高料位時,通過電機驅(qū)動傳動桿末端的槳葉旋轉(zhuǎn),當(dāng)物料覆蓋并阻止槳葉旋轉(zhuǎn)時,輸出觸點(干接點)報警信號,同時切斷電機電源;低料位時,槳葉由被覆蓋狀態(tài)到釋放,彈簧將電機拉回工作位置,輸出相反的觸點(干接點)報警信號。
[ 適用工況:適用于各種固體物料測量;溫度<=800℃,壓力<=10bar,拽引力<=2.8t,靈敏度達20g/l,可要求FDA食品級認證,EHEDG衛(wèi)生級認證,ATEX、FM/CSA、IEC-Ex、GOST粉塵及氣體防爆認證;
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音叉式料位開關(guān)
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[ 測量原理:高料位時,通過壓電激勵探頭末端的音叉體產(chǎn)生100~350Hz的振動頻率,當(dāng)物料覆蓋住探頭時,便停止振動,輸出觸點(干接點)報警信號;低料位時,探頭由被覆蓋狀態(tài)到釋放,開始振動,輸出相反的觸點(干接點)報警信號。
[ 適用工況:適用于干燥的、顆粒度小于20mm、溫度<=150℃、壓力<=16bar的固體物料測量,靈敏度達3g/l;可要求FDA食品級認證,EHEDG衛(wèi)生級認證,ATEX、FM/CSA、IEC-Ex、GOST粉塵及氣體防爆認證,甚至ia,ib本安型防爆認證以及NAMUR認證;
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電容式料位開關(guān)
(射頻導(dǎo)納料位開關(guān))
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[ 測量原理:高料位時,通過探頭內(nèi)部主電極在探頭周圍形成一個電場(射頻導(dǎo)納是發(fā)射高頻電波),監(jiān)測探頭周邊電容量(導(dǎo)納值)的變化,當(dāng)探頭被物料覆蓋住,電容量(導(dǎo)納值)變化,輸出觸點(干接點)報警信號。低料位時,探頭由被覆蓋狀態(tài)到釋放,電容量(導(dǎo)納值)變化為初始量,輸出與高料位相反的觸點(干接點)報警信號。
[ 適用工況:適用于介電常數(shù)>1.6,溫度<=180℃,干燥的(除木屑)、顆粒度小于40mm、壓力<=16bar的松散物料測量;可要求FDA食品級認證,EHEDG衛(wèi)生級認證,ATEX、IEC-Ex、FM/CSA粉塵防爆認證;
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重錘式料位計
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[ 測量原理:通過電機驅(qū)動鋼帶卷輪下放鋼帶末端的感應(yīng)錘頭往料倉內(nèi)探測,當(dāng)感應(yīng)錘觸碰到物料表面失重時,電機反轉(zhuǎn)將感應(yīng)錘頭拉回頂部停止位置,同時輸出與實際料位相應(yīng)的模擬量信號4~20mA。
[ 適用工況:適用于各種固體物料的測量,溫度范圍-40℃~250℃,壓力-0.5bar~+1.7bar,速度達0.33m/s,對選型及安裝要求比較嚴(yán)格。ATEX、FM/CSA粉塵防爆認證;量程達50米;
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超聲波料位計
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[ 測量原理:通過發(fā)射口發(fā)射超聲波,到達物料表面,形成有效的反射波,通過接收口接收反射波,通過計算輸出與料位高度相應(yīng)的模擬量信號4~20mA。
[ 適用工況:適用于料面規(guī)則、無粘料、無掛料、粉塵較小、無噪音干擾的工況,介電常數(shù)要求>=1.6,溫度<=150℃,壓力<=10bar;適用于粉塵防爆場合;
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雷達料位計
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[ 測量原理:通過發(fā)射天線發(fā)射雷達波,到達物料表面,形成有效的反射波,通過接收天線接收反射波,通過計算輸出與料位高度相應(yīng)的模擬量信號4~20mA。
[ 適用工況:適用于料面規(guī)則、無粘料、無掛料、粉塵較小的工況,介電常數(shù)要求>=1.6,溫度<=350℃,壓力<=40bar;適用于各種防爆場合;
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稱重式料位計
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[ 測量原理:通過在料倉底部安裝重量傳感器支撐點,來感應(yīng)料倉內(nèi)部物料重量的變化,從而輸出與料位高度相應(yīng)的料位信號。
[ 適用工況:適用于各種工況,適用于各種物料,除了堆積密度變化比較大的以及潮濕物料之外;適用于各種溫度及壓力,甚至氣體防爆場合;安裝調(diào)試要求嚴(yán)格。
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射線式料位計
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[ 測量原理:通過發(fā)射源發(fā)射一個GAMAR射線,穿透物料到射線接收鉛板,從而輸出與料位高度相應(yīng)的料位信號。
[ 適用工況:適用于各種工況,適用于各種物料,除了會受射線污染影響的物料;適用于各種溫度及壓力,甚至防爆場合;安裝調(diào)試條件比較苛刻;
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通常非接觸式儀表會受如下因素的影響:
[ 受介電常數(shù)影響:若物料介電常數(shù)低,容易吸收雷達波或超聲波或高頻電波(射頻導(dǎo)納),導(dǎo)致失波,測量不準(zhǔn);建議不要采用非接觸式料位計測量介電常數(shù)比較低的工況;
[ 受粉塵干擾:粉塵大,導(dǎo)致雷達料位計、超聲波料位計在進料時因揚塵產(chǎn)生的反射波而出現(xiàn)“跳變”誤報的現(xiàn)象;建議非接觸式料位計避免應(yīng)用于粉塵太大的工況;
[ 受潮濕度影響:容易粘料掛料,導(dǎo)致雷達料位計、超聲波料位計、射頻導(dǎo)納料位計出現(xiàn)誤報、虛假料位的現(xiàn)象;建議非接觸式料位計避免應(yīng)用于容易潮濕掛料的工況;
而接觸式儀表會受下因素影響:
[ 機械磨損:機械磨損容易影響儀表的壽命,譬如阻旋式容易出現(xiàn)卡死、燒電機的情況,因此要求所采用的阻旋式必須采用離合式的銜接方式,同時必須采用雙軸承支撐;而重錘料位計必須采用鋼帶式的傳動方式,壽命高達25萬次,且自帶清潔器,可以刮除粘料,而鋼絲繩式的重錘料位計比較細,容易粘附物料,出現(xiàn)繞纜、斷錘等問題;且盡量避開物料持續(xù)沖刷;
[ 安裝位置:重錘料位計若安裝位置不當(dāng),容易受物料的沖擊,容易出現(xiàn)斷錘、埋錘的現(xiàn)象;因此要求采用測量速度快的電機,至少達到0.25m/s,要求采用拽引力強的電機,至少達到800N或3000N;
[ 倉壁掛料:若倉壁掛料比較嚴(yán)重,容易產(chǎn)生塌料的問題,導(dǎo)致斷錘、埋錘的現(xiàn)象;要求盡量避開倉壁掛料,所采用的重錘料位計必須杠桿式的快速反應(yīng)方式,且最好自帶中斷提錘功能,盡量避免塌料影響;
五、料位計廠家選擇標(biāo)準(zhǔn)
在國內(nèi)外眾多料位計廠家中,如何選擇合適的廠家呢?相對而言,國產(chǎn)的料位計(包括自產(chǎn)、合資),成本較低,價格偏低,比較經(jīng)濟一些,但往往質(zhì)量上并不過關(guān);而進口料位計,無論從制造工藝、還是產(chǎn)品質(zhì)量等方面講,整體技術(shù)水平都比國內(nèi)的要高一個檔次,因此對于一些比較關(guān)鍵的工藝中,推薦采用可靠地進口的料位儀表。但往往有些不法分子,為了追求高額的利潤,紛紛仿造知名的品牌、生產(chǎn)假冒偽劣的山寨版、甚至出現(xiàn)偽造報關(guān)單、廠家原產(chǎn)地證明等情況,以次充好,嚴(yán)重侵害了消費者的合法權(quán)益,且給工廠用戶帶來很大的安全隱患!因此,我們應(yīng)該如何辨別真?zhèn)瘟衔挥嫃S家,我們的選擇標(biāo)準(zhǔn)又是怎樣呢?現(xiàn)提供如下幾條標(biāo)準(zhǔn),以供辨識:
1) 原裝進口,必須有第三方機構(gòu)認證(譬如生產(chǎn)地所在國商務(wù)部原產(chǎn)地證明文件。正規(guī)的進口廠家是不會提供報關(guān)單的,因為報關(guān)單上涉及進口產(chǎn)品的采購金額、報關(guān)編碼、稅率等商業(yè)機密);
2) 質(zhì)量可靠、產(chǎn)品免維護、專業(yè)致力于固體料位儀表生產(chǎn)的,而且能夠針對具體工況提供完善的解決方案的生產(chǎn)廠家;
3) 生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)管理必須通過國際質(zhì)量管理體系ISO9001:2008認證;
4) 生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的產(chǎn)品電氣安全方面必須至少達到CE認證要求;
5) 生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的產(chǎn)品所采用原材料必須經(jīng)過國際毒害材料RoHS認證;
6) 所生產(chǎn)的產(chǎn)品在相關(guān)行業(yè)內(nèi)有成功應(yīng)用案例。。。
六、 料位計選型注意事項
料位計的選型必須結(jié)合實際工況,綜合考慮各種影響因素,以選出性價比較高的、能夠滿足現(xiàn)場應(yīng)用需求的、合適的型號,因此必須詳細了解如下幾大因素:
1) 測量的目的:高低料位報警還是實時料位監(jiān)測;
2) 測量的對象:測量什么物料,物料的狀態(tài)、密度、顆粒度、潮濕度、化學(xué)特性等;
3) 料倉的結(jié)構(gòu):是鋼板料倉還是混凝土料倉,料倉的尺寸及厚度,料倉的高度,是否有保溫層等;
4) 工藝過程條件:溫度、壓力、防爆等方面的要求,是否有粉塵、噪音、電磁兼容、機械振動等因素的干擾;
5) 安裝環(huán)境:頂部安裝、側(cè)面安裝、傾斜安裝、罐內(nèi)安裝等,過程連接是采用螺紋連接還是法蘭連接比較合適?量程、長度或插入深度等要求;
6) 其他因素:供電、輸出、材質(zhì)等要求,是否需要做連鎖控制等?
七、行業(yè)解決方案及經(jīng)典應(yīng)用案例
現(xiàn)針對一些傳統(tǒng)的工業(yè)提供一些解決方案:
1)火力發(fā)電:UWT料位計在華能、國電、大唐、華電、中電投、華潤、粵電、金元發(fā)電、黔桂發(fā)電等近200家電廠均有成功應(yīng)用,廣泛應(yīng)用于輸煤系統(tǒng)的原煤倉、落煤斗、堵煤開關(guān),除灰系統(tǒng)的灰?guī)?、倉泵、灰斗,脫硫系統(tǒng)的石灰石粉倉、渣倉等。。。
2)鋼鐵冶金:寶鋼、萊鋼、沙鋼、重鋼、太鋼、水鋼、威鋼、包鋼、邯鋼、宣鋼、天津鋼管、梅鋼、鄂鋼等鋼鐵集團在應(yīng)用UWT料位計,主要在焦化工藝的原煤倉、焦炭倉,在燒結(jié)工藝的鐵礦石、石灰石、球團礦、燒結(jié)礦、除塵等,在煉鐵、煉鋼工藝中高爐槽上及槽下礦槽原料、燒結(jié)礦、球團礦、焦炭、焦丁、煤粉、原煤、石灰石、除塵、合金倉、無料鐘、鐵粉倉、渣倉等工況應(yīng)用
3)水泥建材:華潤水泥、冀東水泥、拉法基水泥、天山水泥、亞東水泥等應(yīng)用,主要在粘土倉、石灰石倉、電石渣倉、煤粉倉、生料庫、熟料庫、篦冷機灰斗、水泥庫、石膏混材庫等均有應(yīng)用UWT料位計。。。
4)石油化工:中石化、中石油、中海油、臺塑、奇美化工、Bayer、BASF、上海焦化、燕山石化、齊魯石化、大唐煤化工、寧夏英力特等,UWT料位計主要在合成材料:合成樹脂、合成纖維、合成塑料等以及橡膠、炭黑、石油裂縫支撐劑等,如各種PVC、PE、PTA、BPA、原煤倉、電石倉、石灰石倉等。。。
5)其它行業(yè)如:UWT料位計還可以應(yīng)用在食品飼料中的面粉倉、大豆倉、可可粉、糧油、除塵倉,木材建材的表層倉、芯層倉、除塵倉、原料倉、配料倉、混料倉、成品倉等,造紙制糖,另外在有色金屬方面的應(yīng)用有:鈦粉、鎳礦、銅礦、尾砂池、淤泥界面、鈷業(yè)、黃金礦、鋁粉等。。。。。。