料位計在火電廠(chǎng)廣泛應用，對系統正常運行起到極為重要的作用。例如，鍋爐系統原煤斗、電除塵灰斗、灰庫、渣倉，脫硫系統石灰倉等固體料位測量；脫硫系統吸收塔、石灰漿液箱、除灰系統灰水混合池等固液混合物測量；汽水系統高、低加熱器、汽包水位測量；水處理系統酸堿罐、脫硝系統尿素罐、尿素攪拌池等腐蝕性液體液位測量。由于料位失真導致設備停運、系統停運、機組減負荷等情況時(shí)有發(fā)生，嚴重危及電廠(chǎng)安全運行。

 

        針對這一難題，本文分析了被測介質(zhì)物理特性，各種料位計測量原理，提出了針對不同介質(zhì)，采用不同料位計，并將設備改型前后使用效果對比，解決了困擾多年的難題，為安全生產(chǎn)提供保證，為設備維護減輕工作量。

 

1 被測介質(zhì)特性分析

        電廠(chǎng)中各種被測介質(zhì)物理特性差異較大。按介質(zhì)形態(tài)分為固體、液體和固液混合體。固體介質(zhì)有原煤、灰渣等；液體介質(zhì)有水、酸堿、尿素溶液等；固液混合體介質(zhì)有石灰漿等。固體介質(zhì)又可細分為粉狀的，如灰；和顆粒狀的，如原煤和渣。液體介質(zhì)按腐蝕性分為無(wú)腐蝕性和腐蝕性。如水和油無(wú)腐蝕性，酸、堿和尿素有腐蝕性。根據被測介質(zhì)溫度分為常溫和高溫。介質(zhì)特性對料位計選擇有至關(guān)重要的作用，應保證料位計在適合介質(zhì)和環(huán)境下穩定工作。

 

2 料位計特性分類(lèi)

        料位計按與被測介質(zhì)接觸與否分為接觸式和非接觸式。接觸式如音叉料位計，非接觸式如無(wú)源核輻射料位計。料位計按輸出信號分為模擬量測量和開(kāi)關(guān)量測量。電容料（液） 位計是模擬量料位計，干簧管液位計是開(kāi)關(guān)量料位計。料位計按測量方式分為直接測量和間接測量。雷達和超聲波料位計是直接測量，壓力變送器屬于間接測量。料位計按時(shí)代分為傳統與新式。重錘式料位計、差壓變送器，屬傳統測量方式；射頻導納近些年才出現，屬新式測量方式。

 

3 料位計測量原理

3.1 電容料位計

        電容料位計采用分段阻容傳感器，結合射頻鎖相測量技術(shù)和等電位技術(shù)，對介質(zhì)進(jìn)行分段逐層掃描，實(shí)現對煤粉倉、原煤倉、灰庫等粉灰及顆粒狀物料的連續監測。

 

        電容料位計具有：自動(dòng)校準，免調試、免維護、測量精度高；采用智能化判斷和等電位技術(shù)消除掛料、飛灰等干擾；全量程無(wú)誤差積累；誤差可消除在段內，不會(huì )疊加；采用射頻鎖相技術(shù)，增加信號穩定性和可靠性。

 

3.2 音叉料位計

        音叉料位計利用聲波在空氣中按其固有頻率振動(dòng)，當音叉觸及介質(zhì)時(shí)，頻率減小，由此判斷出料位高低。它的優(yōu)點(diǎn)是：原理簡(jiǎn)單，故障率低。缺點(diǎn)：容易掛灰，造成料位誤判；對被測物質(zhì)濕度要求高，不能對料位連續測量。

 

3.3 超聲波和雷達料位計

        由探頭發(fā)出超聲波或電磁波脈沖，遇到被測介質(zhì)表面被反射回來(lái)，探頭接收回波，轉換成電信號。從發(fā)射到接收回波所需時(shí)間間隔與探頭到被測介質(zhì)表面距離成正比。

 

        這類(lèi)料位計要求粉塵或水蒸汽少、介質(zhì)表面平整。優(yōu)點(diǎn)是不需要接觸待測量物料，不存在物料對探頭的機械磨損和化學(xué)腐蝕。

 

3.4 射頻導納料位計

        射頻導納料位計由傳感器和控制儀表組成，利用高頻技術(shù)，通過(guò)探頭發(fā)射小功率射頻信號，將物位變化轉化為脈沖信號，采用射頻檢測技術(shù)將變化檢測出來(lái)，并轉換為料位，實(shí)現料位連續測量。

 

        射頻導納料位計采用射頻檢測技術(shù)和微機處理技術(shù)，解決了傳統料位計溫漂大，標定難、怕粘附的難題，具有：無(wú)漂移、不粘附、易標定、wuxu維護、使用可靠、應用廣泛等特點(diǎn)。

 

3.5 無(wú)源核輻射料位計

        不像傳統核子料位計需要人工放射源，無(wú)源核輻射料位計充分利用自然環(huán)境中廣泛存在的微量天然放射性核素。當物料位置發(fā)生變化，物料數量的多少、與探測器距離的遠近發(fā)生變化時(shí)，探測器測量到的物料自身的γ射線(xiàn)是不同的；由于物料的屏蔽作用，當物料位置發(fā)生變化時(shí)，穿過(guò)容器的γ射線(xiàn)強度也會(huì )發(fā)生變化。采用了隨機小信號識別技術(shù)和專(zhuān)用的信號處理程序，有效地將物位信號從噪聲中提取了出來(lái)，來(lái)判斷物料的位置。

 

無(wú)源核輻射料位計的優(yōu)點(diǎn)是不需要接觸待測量物料，不存在物料對探頭的機械磨損和化學(xué)腐蝕，不需要在本體上開(kāi)孔、打洞、切割等破壞性操作，不受溫度、水氣、粉塵等影響。

4 常見(jiàn)故障分析和選型

        以上料位計中，音叉料位計為非連續測量型，其他為連續測量型。根據音叉料位計的特點(diǎn)，它適合測量精度不高，濕度不大，顆粒狀的物料，如渣斗料位。應用于半干法脫硫硫化底倉料位、灰庫料位、脫硫石灰倉料位、電除塵灰斗料位時(shí)，由于物料特性，經(jīng)常出現音叉掛灰或粘結的現象，導致料位信號誤發(fā)。無(wú)源核輻射料位計不需要接觸待測量物料，不需要在本體上做破壞性操作，維護量低，可應用在電除塵灰斗料位和渣斗料位測量中。由于電除塵灰斗中的灰，經(jīng)電除塵電場(chǎng)排出，灰帶有一定電荷，對以測量電容為工作原理的電容料位計產(chǎn)生干擾，容易出現測量值突變的現象，故不適和測量電除塵灰斗料位。超聲波料位計和雷達料位計對環(huán)境要求較高，如粉塵、霧氣等，灰庫進(jìn)灰、石灰倉進(jìn)料的過(guò)程中，產(chǎn)生大量粉塵，使料位計誤判為滿(mǎn)倉。射頻導納料位計因其優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于各種物料的測量。

 

5 應用效果

        改造前，音叉料位計廣泛應用于半干法脫硫硫化底倉、灰庫、脫硫石灰倉、電除塵灰斗、渣斗料位的測量。改造后，電除塵灰斗使用無(wú)源核輻射料位計，灰庫使用射頻導納料位計。使用兩年來(lái)，徹底解決了料位測量難題，料位測量準確，設備維護方便。