貼片式計量系統在火電廠原煤倉的應用

　　一、背景描述
　　
　　在電廠輸煤流程中，煤塊經過磨煤機的研磨后變成了超細的粉料，揚塵大，有較強的吸附性會吸附在料位計表面，傳統的料位測量方式如雷達、導波雷達、3D成像無法準確獲取物位信息。700T的料倉往往只能利用2/3的空間，而且還會有缺料和爆倉的危險，目前全國范圍也在積極推進燃煤智能管控，分斗分倉進行計量。鑒于此，美國KM公司的這種全新的貼片式技術是一種間接測量法，這種方法不是直接檢測物位的高度，而是通過檢測料倉支腿的形變來反應物料的狀態，*不用考慮倉內的粉塵濃度、掛料、堆積角、塌方等。
　　　　二、技術分析
　　
　　實施項目的料倉屬于典型的鋼制料倉，容量700T左右。由于支撐腿為碳鋼材質，在加載和卸載物料時支撐腿會發生彈性形變，這些形變量和加載的重量成正比。只要檢測出這些微小的形變，就可以了解到料倉里面的物料重量。
　　
　　工具通過螺栓將Kistler-Morse®品牌的Microcell貼片式傳感器緊密固定在料倉支腿上，支腿形變的同時會帶動貼片式傳感器一起形變，通過傳感器內部的超高靈敏度應變片“感知”支腿的形變，將形變量轉換為電信號，經過運算zui終得到料倉重量值。
　　　　本方案采用8片Microcell型貼片式料位計，在每一個料倉支腿的貼一片傳感器，使用接線盒將數據匯總到KM的控制器內，由控制器將傳感器輸出的微弱信號放大處理為數字信號，并輸出一路4～20mA信號提供給上位機系統。
　　　　三、精度分析
　　
　　經過實地測量，工字鋼尺寸為“300×335（腹板）×30（厚度）”來粗略計算壓強。8個支撐腿的橫截面積為（300＋300＋335）×30×8＝224400。在700T時候的壓強為：700,000/224400=3.12kg/mm2
　　
　　按照精度計算表可得：在3.12kg/mm2的壓強下的精度大約在+/-1.5％（+/-10.5T）左右。在這種情況下是非常適合貼片式系統的工作的。
　　
　　注：這個精度取決于料倉支腿的形式和尺寸規格，不同的料倉會有不同的精度表現。請提供料倉支腿準確的技術參數，便于更準確了解產品的精度情況
　　　　四、項目實施
　　
　　貼片式傳感器安裝極為方便，只需要開3個3.4mm的小孔，不破壞支撐結構。安裝一個傳感器zui快僅需15分鐘，安裝過程中不需要停產，也不需要清空料倉。
　　　　Microcell貼片式傳感器安裝過程比較簡單，不需要登高作業，不需要大型設備，僅需2個人，一些隨手小工具就可以完成安裝任務。
　　
　　五、使用效果
　　
　　從客戶處了解到，原煤倉每小時消耗大約50T的煤，消耗量比較均勻，那么從貼片式讀取的重量值變化也應該是均勻的。由于貼片式系統已經接入客戶的DCS系統中，我們從DCS系統持續觀察數據，這個數據應該也是變化均勻的。從圖9中可見，系統上料和用料的時候，重量值變化極為均勻，沒有跳變、丟失數據的現象。
　　　　仔細觀察這個曲線圖（圖10），我們截取一部分數據來觀察：從凌晨2：14分到4：14分2個小時時間內，貼片式顯示的重量值據減少了100T，這個和之前了解到的每小時消耗50T煤非常吻合。可見貼片式重量料位計非常適合原煤倉的應用
　　　　六、結論
　　
　　對于火電廠而言，美國KM(Kistler-Morse®)的貼片式計量系統的綜合精度高，安裝方便，維護便捷，在安裝過程不影響現場的正常進出料，施工成本極低，可以方便應用于新建項目及設備改造。作為物位測量，特別是惡劣環境下的固體物位測量是一種非常好的選擇！