密闭电石炉加料仓料位测量方式的比较及优化

FERRO-ALLOYS

铁合金

2017NO.7

Tot264

D01：10.16122/j.cnki.issnl001-1943.2017.07.008

密闭电石炉加料仓料位测量方式的比较及优化

袁国梁1

龚华明2

黄志亮1

杨晓勤1

(1湖北宜化集团有限责任公司宜昌中国443000)(2新疆宜化化工有限责任公司昌吉中国83H99)

摘要通过对电石企业环形加料机底下料仓的料位检测方式:7射线料位开关、射频导纳料位开关、阻旋料位 计、重锤料位计、雷达料位计及微波开关等的使用优缺点进行比较，指出了采用改进安装方式的微波开关是目前最 好的测量方式，值得在电石行业推广使用。

关键词料位检测7射线料位开关微波开关降温安装支架

中图分类号TF331.4 文献标识码B

文章编号

1001-1943(2017)07-0033-03

COMPARISON AND OPTIMIXATION OF THE MATERIAL POSITION MEASUREMENT METHOD FOR THE FEEDING BIN OF

CLOSED CALCIUM CARBIDE FURNACE

YUAN Guoliang1, GONG Huaming2 , HUANG Zhiliang1, YANG Xiaoqin1

(1 Hubei Yihua Group Limited Liability Company, Yichang 44300, China)

(2 Xinjiang Yihua Chemical Industry Co., Ltd., Changji 831779, China)

Abstract The merits and demerits of detecting the material level under the ring feeder hopper of calcium carbide en­terprises, such as the y ray level switch, RF admittance level switch, damped rotation material level meter, hammer level meter, radar level meter and microwave switch was compared. It is pointed out that the modified microwave switch is the best measurement method at present. It is worthy of promotion.

Keywords material level detection, y ray material level switch, microwave switch, cooling mounting bracket

等环节极为繁琐，且存在不安全因素[1]，工业应用

刖

S

密闭电石炉环型加料机下的料仓料位测量是困

已经逐渐减少和淘汰。通过实际测试和应用，采用 改进安装方式的微波开关在原先安装7射线料位 计位置实现替代，取得了满意的效果。

扰行业的一大难题。密闭电石炉一般采用7射线

料位开关。一台电石炉一般有12个料仓，每个料仓 都要安装料位检测仪表，且一个料仓至少安装两台， 所以一台电石炉至少安装24台7射线料位开关。

一般的电石厂至少有三台电石炉，这种料位测 量的仪表数量是惊人的。随着国家对放射性物质的 管制加强，7射线料位计在审批、使用、维护及回收

1目前国内使用该料位计的测量方式

1.1 7射线料位开关

其工作原理是在料库的一侧设置同位素源，在 另一侧设置探测器，同位素源向探测器定向发射7

射线，若库内料面低于它，探测器检测得出料空信

作者简介袁国梁男，1971年4月出生，硕士，工程师，湖北宜化集团有限责任公司生产部氯碱电石管理专员，主要从事电

石生产管理及自动化控制等方面的工作。E-mail :yglsys@ 163.com。

收稿日期2017-05-02

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•铁合金2017 年

号;若库内料面高于它，则物料遮挡、吸收7射线， 探测器检测得出料满信号[2]。其特点是运维工作 量小，操作简单，但存在7射线料位计放射源污染 环境，长时间使用后放射源的衰减使料位控制不可 靠，废源需要专业部门回收且支付巨额费用等不足。 我国刚引进国外电石炉时基本上都是这种测量方式。 1.2射频导纳料位开关

射频导纳开关发射一定的高频无线电波作用于 探头上，以此分析和确定容器内物位的变化。其对 所探材料的不同，无线电波的频率也随之改变。其 探头和容器壁构成了一个间距固定的电容两级，探 头的绝缘材料和周围的空气提供绝缘介质。空气被 其他介质所取代时，探头与容器壁所构成的电容量 将改变，引起作用于射频导纳开关探头的无线电波 的变化[3]。此测量方式在行业上使用较多。但存 在的问题有:①射频导纳元件温度虽然有高温型的 (耐温最高可达600 T

)，但其测量元件容易被块料 碰坏;②低位料层发生燃烧时，高温状态下介电常数 变化很大，料位计不能正常工作[4]。1.3阻旋料位计

主要原理是采用机电位控原理接触测量料位。 料仓内叶片部位无料时，料位计通电，调试指示灯 亮，叶片逆时针旋转;料仓内叶片部位有料时，叶片 旋转受阻，控制开关信号输出。优点是比较简单，价 格低。缺点是:①接触物料的探杆为弹性软轴（曲 变钢索），经常处于弯曲状态，久之会无法复位。② 料仓料位处于限位的时间相对较少，料位计电动机 大部分时间处于运转状态，影响使用寿命;且电动机 发生故障时可能会发热，给料仓安全造成影响[5]。 ③下料时的粉尘可能使旋转机构卡住而引发误报或 损坏。④在料层发生燃烧时会损坏测量仪表。因其 故障率较高，已经逐渐淘汰。1.4重锤料位计

其对料仓的连续料位检测有比较好的效果，比 较适用于粉料测量。但在电石料仓中测量时其钢带 及伺服电机等容易出故障，下料时重锤可能被埋住， 而且价格相对昂贵，维护量较大。测量周期也不太 容易确定。某集团新疆公司在石灰石旋转料仓使用 测量时常出现电动机故障。1.5雷达料位计

其通过检测雷达回波测量料位。由于料仓直径

一般为1.5〜3 m

，料仓内结构复杂，有中心料管，工况 时有大量粉尘和进出料，容易受到干扰回波的影响， 宜采用导波雷达，且安装在料仓边[6’7]。某集团新 疆分公司采用这种形式来测量，前期无法使用，切除 中心料管漏斗部分边沿，增加立管和反吹装置后勉 强能用，有时仍然波动较大。反吹需要消耗大量的 空气或氮气，如果空气带水，入炉将会影响生产，甚 至会因氢高引起安全事故。带立管及反吹雷达粒位 计如图1所示。

图Fig.l Radar level gauge (with 1

雷达料位计（带立管及反吹）

stand pipe and blowback)

1.6微波料位开关

微波能量束从发送器传送到单独的接收器。如 果从发送器到接收器之间的传输路径被任何吸收或 者反射微波能量的物体或者材料阻挡，则接收器将 无法检测到微波能量信号。智能开关根据信号在接 收器端的出现或者消失来控制继电器，以实现指示

或者控制目的[6]，见图2、图3。其测量方式与7射 线料位开关的工作原理相似，属于非接触式测量方 法。不同的是，微波开关用的是微波能量束，不存在 放射性同位素的问题[8]。

图2

微波料位开关

Fig.2 Microwave level switch

微波开关具有宽的波束方向特性，易于定向。 测量范围宽，最小可达0.3 ，最大范围可以达到 260 m

m

。相对价格也比较便宜。

第7期袁国梁等密闭电石炉加料仓料位测量方式的比较及优化

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图3

微波料位开关在料仓中的安装位置，需要避开仓 内固体构件

Fig.3 The position of microwave level switch in stock bin2

微波料位开关的测量方式优化

由于电石加料仓产生高温的可能性比较大，导 致仪表的损害概率增加，如果没有很好地处理，仪表 将无法正常使用。山东某电石公司在采用微波开关 测量初期，由于贴近仓壁安装，在电石生产不正常 时，料仓温度很高，导致一百多台仪表无法正常工 作，甚至烧毁。后来某集团内蒙分公司也采用这种 安装方式，还延长了安装法兰[9]，但也发生了同样 的问题，仪表波动大，无法工作，也有几台仪表烧毁。

针对这种情况通过改进安装方式来解决散热的 问题，设计了一个简易的降温支架:即用四颗较长的 双头螺栓再加一块安装板将微波开关的发射器和接 收器延伸至料仓壁外一定的距离，进行调试后就可

以正常工作了，如图4所示。

仪表安

装法兰

料仓壁

双头螺栓

E-3

、微波形状发射

^器或接收器

u

\\带安装法.兰短管

图4自行制作的简易安装支架

Fig.4 The simple mounting bracket of self-making

该安装方式最大的特点是仪表与料仓及其附件 不直接接触，当料仓温度异常升高时，热气可以直接 排空而不烫伤仪表，在发生火灾时螺栓可以烧脱，仪 表受损的机率减少，同时不存在同位素仪表的安全 问题。在双头螺栓的外边缘缠几道铁丝网，可以防 止外部固体偶尔进入发射器或接收器的干扰。该降 温支架可自行制作，成本低。缺点是安装精度不易

调准，调试的难度比较大，时间较长。

后期与生产厂家设计了一个延长型的带散热孔

的安装支架，如图5所示，仪表的安装更加简单和方 便，同时可以防止外来因素（固体物件进入测量通 道）的干扰而导致误动作。采用这种安装方式的微 波开关已经大量用于某集团青海和新疆的分公司，

仪表运行稳定可靠，起到了保障安全生产的作用。

料仓壁

加工的支架

图5

厂家定制的安装支架安装方式

Fig.5 The installation method of the custom-made mounting

bracket3

结语

通过对比在类似块料及粉料，特别是同时可能 出现高温情况下的料位实际测量情况，7射线料位 开关、射频导纳料位开关、阻旋料位计、重锤料位计、 雷达料位计的优缺点。改进安装方式的微波开关是 目前最可靠和经济、方便的一种料位测量方式，值得 借鉴和推广。

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