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雷达料位计在高炉料罐上的应用探讨

来源:江苏欧特自动化仪表有限公司

一、前言

钢铁厂中炼铁高炉部分可以说是全厂的核心部分,完全实现高炉自动化也就迫在眉睫,首当其冲的就是高炉的眼晴一料位。由于高炉内的粉尘大、过程温度非常的高(一般都超过300℃),高炉上的物位测量一直是个难题长期以来,各大钢铁厂一直致力于寻找一种使用寿命长、性能可靠、维护量低、测量精确度高的经济性解决方案。下面就如何提高雷达料位计在高炉炉顶上的应用进行一些探讨,从多方面提出了一些可行的方法和措施。
寿光巨能特钢现有高炉3座,高炉使用的是无料钟炉顶方式,在高炉的生产中,高炉料面、高炉布料仓料位等都是非常重要的数据,它们对于保证高炉炉况的顺行、提高生产效率和提高生产安全性起着非常重要的作用。由于高炉炉内温度非常高,因此,高炉物位测量一直是个难题。过去高炉的料位都采用了机械式的料位测量,安装复杂,维护困难,測量的数据精度不够准确,随着一些新技术的应用,一些钢铁公司一直致力于寻找一种使用寿命长、性能可靠、维护量低、测量精确度高的经济性的解决方案,以此解决高炉测量的需要。经过几年的实践,巨能特钢的高炉生产逐步采用了多种雷达物位计进行料位测量,并取得了较好的测量效果。本文以雷达物位计为例,介绍雷达料位计在巨能特钢高炉的应用。由于各个工厂在高炉的设计上有些细节略有差异,但基本工艺大多致的。下面就如何提高雷达料位计的稳定性、可靠性进行一些探讨。
 
二、目前高炉料位计现状
在高炉料罐中,需要安装料位计对罐内的原料进行测量。由于非高炉内部且有隔板等隔温设施,所以罐内温度不是很高,几乎常温常压。但在实际应用中由于工艺和误差的原因会从高炉内部涌上一定的热量,所以罐内的瞬间温度可能会达到200℃左右。而且由于原料本身含有一定水分,并且粉尘非常大,且高炉内部的热气向上涌,就会携带大量粉尘涌向料位计,由于高炉这种复杂恶劣的环境,雷达的使用寿命也随之减少,同时还需要定期的维护检修。检修雷达就需要停止生产,也就影响了工厂生产效率。目前应用的料位计大部分为加有防高温设备的雷达,这样的设备不但操作复杂、维护困难,而且造价昂贵,而且并不能保证料位的连续性与稳定性,经常出现天线堵塞,或因为粉尘太大而信号丢失的现象,并且设备的使用寿命短,这样就给工厂带来了巨大的不便。
 
三、测量原理及可行的改进方法和措施
VEGA雷达物位计是一款专门针对粉状固体的测量特点而研发的非接触式雷达物位计。如下图

非接触式雷达物位计工作的基本原理为发射一反射一接受。通过天线系列发射并接受能量很低的极短的微波脉冲,雷达以光速运行, VEGAPULS雷达料位计通过zui新的微处理技术准确的分析出物位回波,精确測量雷达波的运行时间并通过电子部件转换成物位信号,可以保持在极短时间内稳定和精确测量出物料位置,通过输入容器尺寸,可以将上空距离值转换成与物位成正比的信号,物位仪表可以空仓调试。由于雷达料位计采用了上述先进的回拨处理和数据处理技术,加上雷达波本身频率高,穿透性能好的特点,同时微波的运行几乎不受环境温度和压力的影响,所以雷达料位计具有比接触式料位计和同类非接触料位计更加优良的性能。同时操作简单、调试方便、准确安全、节省能源。但雷达料位计经常因为炉料粉末物的覆盖导致测量不准影响炉顶布料精度,经多次论证,决定对高炉炉顶雷达料位重新安置和保护处理。高炉建设初期,雷达料位直接伸入料罐上侧进行料位测量,炉料由炉顶进入料罐时,炉料中的粉末极易覆盖雷达发射器端,同时,雷达内部氮气吹扫存在着发散性和局限性,影响了雷达测量料位的准确性,zui终造成料鑵内积料现象,直接影响高炉上料的速度,使高炉上料工无法准确判断料罐下料情况,直接影响高炉上料的速度,造成矿物料有剩余节流阀关不严,下密阀密封损坏,高炉被迿休风的严重后果。为此,将雷达料位计进行半密封式处理后再装入料罐,可避免以上情况的发生。
 
具体措施:首先,将雷达发射器端装入一末端开放的圆锥形体内,同时将雷达顶端与圆锥形体顶端通过法兰牢牢紧固;其次在加长圆锥形体上安装多个压缩氮气孔通道,注入氮气以降低雷达料位计的喇叭天线口的过程温度同时对雷达进行外围吹扫,形成保护气流,避免粉末物覆盖雷达端;zui后,将圆锥形体连同雷达一同装入料罐上侧。
安装注意事项:1.避开进料口,以免产生虚假反射;2.料位计不要安装在拱形罐的中心处以造成虚假回拨增强,也不能距离罐壁很近安装,zui佳安装位置在容器半径的1/2处;3.通入氮气压力要大于料罐压力,正常取0.4Mpa,具体值以实际为准。
取得效果:通过以上改进,大大延长了检修人员对雷达清扫的周期,同时保证了雷达料位测量的稳定工作,进一步增进了料位测量的准确性,为高炉正常的生产奠定了基础。
 
四、结束语
雷达物位计在高炉上的应用的可以充分固体型雷达的特点,性价比是非常高的,而且通过多年的研究和试验,改进后的雷达料位测量系统,在这一领域的应用已经处于领先的地位,为高炉的物位测量应用提供了一个可以接受的较为理想、经济的解决方案。


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