技术文章

　　一、背景描述
　　
　　在电厂输煤流程中，煤块经过磨煤机的研磨后变成了超细的粉料，扬尘大，有较强的吸附性会吸附在料位计表面，传统的料位测量方式如雷达、导波雷达、3D成像无法准确获取物位信息。700T的料仓往往只能利用2/3的空间，而且还会有缺料和爆仓的危险，目前全国范围也在积极推进燃煤智能管控，分斗分仓进行计量。鉴于此，美国KM公司的这种全新的贴片式技术是一种间接测量法，这种方法不是直接检测物位的高度，而是通过检测料仓支腿的形变来反应物料的状态，*不用考虑仓内的粉尘浓度、挂料、堆积角、塌方等。
　　　　二、技术分析
　　
　　实施项目的料仓属于典型的钢制料仓，容量700T左右。由于支撑腿为碳钢材质，在加载和卸载物料时支撑腿会发生弹性形变，这些形变量和加载的重量成正比。只要检测出这些微小的形变，就可以了解到料仓里面的物料重量。
　　
　　工具通过螺栓将Kistler-Morse®品牌的Microcell贴片式传感器紧密固定在料仓支腿上，支腿形变的同时会带动贴片式传感器一起形变，通过传感器内部的超高灵敏度应变片“感知”支腿的形变，将形变量转换为电信号，经过运算zui终得到料仓重量值。
　　　　本方案采用8片Microcell型贴片式料位计，在每一个料仓支腿的贴一片传感器，使用接线盒将数据汇总到KM的控制器内，由控制器将传感器输出的微弱信号放大处理为数字信号，并输出一路4～20mA信号提供给上位机系统。
　　　　三、精度分析
　　
　　经过实地测量，工字钢尺寸为“300×335（腹板）×30（厚度）”来粗略计算压强。8个支撑腿的横截面积为（300＋300＋335）×30×8＝224400。在700T时候的压强为：700,000/224400=3.12kg/mm2
　　
　　按照精度计算表可得：在3.12kg/mm2的压强下的精度大约在+/-1.5％（+/-10.5T）左右。在这种情况下是非常适合贴片式系统的工作的。
　　
　　注：这个精度取决于料仓支腿的形式和尺寸规格，不同的料仓会有不同的精度表现。请提供料仓支腿准确的技术参数，便于更准确了解产品的精度情况
　　　　四、项目实施
　　
　　贴片式传感器安装极为方便，只需要开3个3.4mm的小孔，不破坏支撑结构。安装一个传感器zui快仅需15分钟，安装过程中不需要停产，也不需要清空料仓。
　　　　Microcell贴片式传感器安装过程比较简单，不需要登高作业，不需要大型设备，仅需2个人，一些随手小工具就可以完成安装任务。
　　
　　五、使用效果
　　
　　从客户处了解到，原煤仓每小时消耗大约50T的煤，消耗量比较均匀，那么从贴片式读取的重量值变化也应该是均匀的。由于贴片式系统已经接入客户的DCS系统中，我们从DCS系统持续观察数据，这个数据应该也是变化均匀的。从图9中可见，系统上料和用料的时候，重量值变化极为均匀，没有跳变、丢失数据的现象。
　　　　仔细观察这个曲线图（图10），我们截取一部分数据来观察：从凌晨2：14分到4：14分2个小时时间内，贴片式显示的重量值据减少了100T，这个和之前了解到的每小时消耗50T煤非常吻合。可见贴片式重量料位计非常适合原煤仓的应用
　　　　六、结论
　　
　　对于火电厂而言，美国KM(Kistler-Morse®)的贴片式计量系统的综合精度高，安装方便，维护便捷，在安装过程不影响现场的正常进出料，施工成本极低，可以方便应用于新建项目及设备改造。作为物位测量，特别是恶劣环境下的固体物位测量是一种非常好的选择！