雷達(dá)料位計(jì)在高爐料罐上的應(yīng)用探討

       鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國家經(jīng)濟(jì)水平和綜合國力的重要標(biāo)志，鋼鐵發(fā)展直接影響著與其相關(guān)的國防工業(yè)及建筑、機(jī)械、造船、汽車、家電等行業(yè)。隨著產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移和中國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國鋼鐵工業(yè)取得了巨大成就。

       我國是鋼鐵生產(chǎn)和消費(fèi)大國，粗鋼產(chǎn)量連續(xù)多年居世界*。進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。“十一五”期間，我國粗鋼總產(chǎn)量超過26億噸，是“十五”期間粗鋼總產(chǎn)量的2.2倍以上。與此同時(shí)，粗鋼消費(fèi)量持續(xù)增長，2006-2010年中國粗鋼表觀消費(fèi)量平均增幅達(dá)到11.41%。同時(shí)伴隨著煤炭能源價(jià)格、原料的價(jià)格等生產(chǎn)資源的增幅，同時(shí)也受到經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響，中國鋼鐵受到了的挑戰(zhàn)。這就要求我國的鋼鐵生產(chǎn)在滿足國內(nèi)對(duì)于鋼材數(shù)量需求的前提下，要不斷的優(yōu)化生產(chǎn)質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。所以提高工業(yè)自動(dòng)化水平也是重中之重。

      鋼鐵廠中煉鐵高爐部分可以說是全廠的核心部分，*實(shí)現(xiàn)高爐自動(dòng)化也就迫在眉睫，*的就是高爐的眼睛—料位。由于高爐內(nèi)的粉塵大、過程溫度非常的高（一般都超過300℃）,高爐上的物位測(cè)量一直是個(gè)難題。長期以來,各大鋼鐵廠一直致力于尋找一種使用壽命長、性能可靠、維護(hù)量低、測(cè)量度高的經(jīng)濟(jì)性解決方案。下面就如何提高雷達(dá)料位計(jì)在高爐爐頂上的應(yīng)用進(jìn)行一些探討，從多方面提出了一些可行的方法和措施。

      高爐使用的是無料鐘爐頂方式，在高爐的生產(chǎn)中，高爐料面、高爐布料倉料位等都是非常重要的數(shù)據(jù)，它們對(duì)于保證高爐爐況的順行、提高生產(chǎn)效率和提高生產(chǎn)安全性起著非常重要的作用。由于高爐爐內(nèi)溫度非常高，因此，高爐物位測(cè)量一直是個(gè)難題。過去高爐的料位都采用了機(jī)械式的料位測(cè)量，安裝復(fù)雜，維護(hù)困難，測(cè)量的數(shù)據(jù)精度不夠準(zhǔn)確，隨著一些新技術(shù)的應(yīng)用，一些鋼鐵公司一直致力于尋找一種使用壽命長、性能可靠、維護(hù)量低、測(cè)量度高的經(jīng)濟(jì)性的解決方案，以此解決高爐測(cè)量的需要。 經(jīng)過幾年的實(shí)踐，巨能特鋼的高爐生產(chǎn)逐步采用了多種雷達(dá)物位計(jì)進(jìn)行料位測(cè)量，并取得了較好的測(cè)量效果。本文以VEGA的puls68.xxEGD2HKMXK型雷達(dá)物位計(jì)為例，介紹雷達(dá)料位計(jì)在巨能特鋼高爐的應(yīng)用。由于各個(gè)工廠在高爐的設(shè)計(jì)上有些細(xì)節(jié)略有差異，但基本工藝大多一致的。下面就如何提高雷達(dá)料位計(jì)的穩(wěn)定性、可靠性進(jìn)行一些探討。

目前高爐料位計(jì)現(xiàn)狀

      在高爐料罐中，需要安裝料位計(jì)對(duì)罐內(nèi)的原料進(jìn)行測(cè)量。由于非高爐內(nèi)部且有隔板等隔溫設(shè)施，所以罐內(nèi)溫度不是很高，幾乎常溫常壓。但在實(shí)際應(yīng)用中由于工藝和誤差的原因會(huì)從高爐內(nèi)部涌上一定的熱量，所以罐內(nèi)的瞬間溫度可能會(huì)達(dá)到200℃右。而且由于原料本身含有一定水分，并且粉塵非常大，且高爐內(nèi)部的熱氣向上涌，就會(huì)攜帶大量粉塵涌向料位計(jì)，由于高爐這種復(fù)雜惡劣的環(huán)境，雷達(dá)的使用壽命也隨之減少，同時(shí)還需要定期的維護(hù)檢修。檢修雷達(dá)就需要停止生產(chǎn)，也就影響了工廠生產(chǎn)效率。目前應(yīng)用的料位計(jì)大部分為加有防高溫設(shè)備的雷達(dá)，這樣的設(shè)備不但操作復(fù)雜、維護(hù)困難，而且造價(jià)昂貴，而且并不能保證料位的連續(xù)性與穩(wěn)定性，經(jīng)常出現(xiàn)天線堵塞，或因?yàn)榉蹓m太大而信號(hào)丟失的現(xiàn)象，并且設(shè)備的使用壽命短，這樣就給工廠帶來了巨大的不便。

測(cè)量原理及可行的改進(jìn)方法和措施

      VEGA的puls68.xxEGD2HKMXK型雷達(dá)物位計(jì)是一款專門針對(duì)粉狀固體的測(cè)量特點(diǎn)而研發(fā)的非接觸式雷達(dá)物位計(jì)。如下圖：

      非接觸式雷達(dá)物位計(jì)工作的基本原理為發(fā)射—反射—接受。通過天線系列發(fā)射并接受能量很低的極短的微波脈沖，雷達(dá)以光速運(yùn)行，VEGAPULS雷達(dá)料位計(jì)通過的微處理技術(shù)準(zhǔn)確的分析出物位回波，測(cè)量雷達(dá)波的運(yùn)行時(shí)間并通過電子部件轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)，可以保持在極短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定和測(cè)量出物料位置，通過輸入容器尺寸，可以將上空距離值轉(zhuǎn)換成與物位成正比的信號(hào)，物位儀表可以空倉調(diào)試。由于雷達(dá)料位計(jì)采用了上述*的回?fù)芴幚砗蛿?shù)據(jù)處理技術(shù)，加上雷達(dá)波本身頻率高，穿透性能好的特點(diǎn)，同時(shí)微波的運(yùn)行幾乎不受環(huán)境溫度和壓力的影響，所以雷達(dá)料位計(jì)具有比接觸式料位計(jì)和同類非接觸料位計(jì)更加優(yōu)良的性能。同時(shí)操作簡單、調(diào)試方便、準(zhǔn)確安全、節(jié)省能源。但雷達(dá)料位計(jì)經(jīng)常因?yàn)闋t料粉末物的覆蓋導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)，影響爐頂布料精度，經(jīng)多次論證，決定對(duì)高爐爐頂雷達(dá)料位重新安置和保護(hù)處理。高爐建設(shè)初期，雷達(dá)料位直接伸入料罐上側(cè)進(jìn)行料位測(cè)量，爐料由爐頂進(jìn)入料罐時(shí)，爐料中的粉末極易覆蓋雷達(dá)發(fā)射器端，同時(shí)，雷達(dá)內(nèi)部氮?dú)獯祾叽嬖谥l(fā)散性和局限性，影響了雷達(dá)測(cè)量料位的準(zhǔn)確性，zui終造成料罐內(nèi)積料現(xiàn)象，直接影響高爐上料的速度，使高爐上料工無法準(zhǔn)確判斷料罐下料情況，直接影響高爐上料的速度，造成礦物料有剩余節(jié)流閥關(guān)不嚴(yán)，下密閥密封損壞，高爐被迫休風(fēng)的嚴(yán)重后果。為此，將雷達(dá)料位計(jì)進(jìn)行半密封式處理后再裝入料罐，可避免以上情況的發(fā)生。

      具體措施：首先，將雷達(dá)發(fā)射器端裝入一末端開放的圓錐形體內(nèi)，同時(shí)將雷達(dá)頂端與圓錐形體頂端通過法蘭牢牢緊固；其次在加長圓錐形體上安裝多個(gè)壓縮氮?dú)饪淄ǖ?注入氮?dú)庖越档屠走_(dá)料位計(jì)的喇叭天線口的過程溫度，同時(shí)對(duì)雷達(dá)進(jìn)行外圍吹掃，形成保護(hù)氣流，避免粉末物覆蓋雷達(dá)端；zui后，將圓錐形體連同雷達(dá)一同裝入料罐上側(cè)。

       安裝注意事項(xiàng):1.避開進(jìn)料口，以免產(chǎn)生虛假反射；2.料位計(jì)不要安裝在拱形罐的中心處以造成虛假回?fù)茉鰪?qiáng)，也不能距離罐壁很近安裝，*安裝位置在容器半徑的1/2處；3.通入氮?dú)鈮毫σ笥诹瞎迚毫?，正常?.4Mpa,具體值以實(shí)際為準(zhǔn)。

       取得效果: 通過以上改進(jìn)，大大延長了檢修人員對(duì)雷達(dá)清掃的周期，同時(shí)保證了雷達(dá)料位測(cè)量的穩(wěn)定工作，進(jìn)一步增進(jìn)了料位測(cè)量的準(zhǔn)確性，為高爐正常的生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

       雷達(dá)物位計(jì)在高爐上的應(yīng)用的可以充分固體型雷達(dá)的特點(diǎn),性價(jià)比是非常高的,而且通過多年的研究和試驗(yàn),改進(jìn)后的雷達(dá)料位測(cè)量系統(tǒng)，在這一領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)處于的地位,為高爐的物位測(cè)量應(yīng)用提供了一個(gè)可以接受的較為理想、經(jīng)濟(jì)的解決方案。