Позвоните нам

8-800-775-09-57
(звонок бесплатный)

Заказать звонок

Напишите письмо


info@rusautomation.ru

Открыть

YouTube-канал

Главная > Статьи > Датчики уровня золы

Датчики уровня золы


Датчики уровня золы

Зола – несгораемый остаток, образующийся из минеральных примесей топлива при его полном сгорании. Верхний предел содержания минеральных примесей в ископаемом сырье определяет экономическую целесообразность и техническую возможность использования его в качестве топлива.

В наиболее часто применяемом топливе – каменном угле - содержание примесей, а значит и золы, находится в пределах от 1% до 45% в зависимости от качества месторождения. В настоящее время в Российской Федерации насчитывается более 300 электростанций и ТЭЦ, использующих уголь в качестве сжигаемого топлива. При этом производится золошлаковых материалов (ЗШМ) свыше 30 млн. тонн в год, что представляет собой серьёзнейшую экологическую и экономическую проблему. Вместе с тем, имеются перспективы коммерческого использования ЗШМ. Потенциал рынка золы многими экспертами оценивается в величину порядка 35 млн. тонн в год. Основные области применения: промышленность строительных материалов и строительных деталей, дорожное строительство, рекультивация земель, обработка и регулировка кислотности почв и изготовление удобрений.


Наиболее ценным продуктом для дальнейшего промышленного использования является т.н. зола-унос сухого отбора – мелкие частицы (размеры от 5 мкм до 100 мкм), уносимые дымовыми газами из топки котла и улавливаемые фильтрами.


При применении электрических фильтров удается рассортировать золу-унос по фракциям, имеющим применение в разных технологиях производства стройматериалов. Более крупные частицы оседают на дно топки, откуда удаляются механически, гранулируются и соответствующим образом утилизируются.

Датчики уровня золы


Отбор золы-уноса от электрофильтров производится в раздельные ёмкости (с возможностью смешивания) с последующей транспортировкой через промежуточные накопительные ёмкости на склад, представляющий собой, как правило, силос или бункер с раздельными камерами для хранения и отгрузки различных фракций. Транспортировка осуществляется по пневмопроводам. Зола-унос сухого отбора используется в индустрии строительных материалов, как правило, для производства бетонных смесей с заданными свойствами по прочности, морозостойкости, коррозионной стойкости и т. п. Фракционный и химический состав используемой золы регулируется для конкретного производителя в зависимости от применяемых им сырьевых материалов.


Зола-унос представляет собой сухой порошок серого цвета с постоянным химическим и фазовым составом. Химический состав представлен в основном кремния, алюминия, железа, кальция, серы и магния. В фазовом отношении – это главным образом алюмосиликатное стекло и кварц. Частицы в основном имеют сферическую форму, размерами от 1 мкм до 150 мкм (в среднем 20 мкм). Плотность: истинная до 2200 г/дм3; насыпная до 750 г/дм3. Зола не обладает цементирующими свойствами, однако химически активна. Поскольку температура в топочных камерах достигает 1200°С…1600°С, получаемая зола-унос может иметь весьма высокую температуру, что, вкупе с химической активностью и высокой склонностью к пылеобразованию, создает очень неблагоприятные условия для работы оборудования в этой среде. Прежде всего, для измерительных устройств, предназначенных для контроля над процессом транспортировки, хранения и отгрузки золы.


Датчики непрерывного контроля уровня золы

Совокупность крайне неблагоприятных условий работы уровнемеров в ёмкостях накопления и хранения ЗШМ практически исключает применение устройств, работоспособность и точность которых зависит от состояния среды формирования и распространения измерительного сигнала. Здесь не пригодны ёмкостные, ультразвуковые и микроволновые рефлексные датчики. Для всех этих типов устройств решающим обстоятельством является появление в пространстве их работы значительного количества пыли, способной налипать на конструкцию зонда и изменять физические свойства среды распространения измерительного сигнала. В этих условиях остается возможным применение датчиков лотового принципа действия или микроволновых радарных. При условии ограничений, связанных с химической активностью золы и высокой температурой её поверхностных слоёв и всего пространства ёмкости хранения.

Уровнемер Nivobob NB3000


Наиболее экономичным решением для непрерывно-дискретного контроля уровня ЗШМ в ёмкостях, силосах и цистернах является применение электромеханических лотовых уровнемеров NIVOBOB серии NB3100/3200 компании UWT LevelControl. Устройство способно работать в среде с диапазоном температур -40°С…+250°С и при давлениях 0,3…1,7 бар. При этом имеется механизм очищения измерительной ленты от налипания пыли. Управление осуществляется микропроцессором, обеспечивающим замеры с заданной периодичностью по времени, зависящей от диапазона измерений: до 30м и до 50м. Коммуникационные сигналы: аналоговый 4мА…20мА, 4 релейных выхода с коммутирующей способностью 250В/2А переменного тока, электронный счетный импульс 30В/25мА, Modbus RTU, Profibus DP. Погрешность измерений: 1% по аналоговому сигналу, 0,5% - по цифровым. Комплектация пультом NB9000 позволяет объединить в локальную систему до 10 датчиков.


Детали устройства, приходящие в соприкосновение с ЗШМ и внутренней средой ёмкости хранения, выполняются либо из нержавеющих сталей, либо имеют антикоррозионное покрытие. Прибор предельно прост в установке и практически не нуждается в обслуживании при эксплуатации.


Микроволновые радарные уровнемеры являются наиболее точными и универсальными датчиками для непрерывного измерения уровня сыпучих материалов в самых тяжелых условиях эксплуатации. Их единственным недостатком является относительно высокая стоимость.

Радарный уровнемер NivoRadar 3000


Уровнемер NivoRadar 3000 способен производить измерения в диапазоне длин до 100 м. Конструкция прибора позволяет практически полностью исключить влияние неблагоприятных факторов на процесс измерения и обеспечивает точность порядка 0,25% от полной шкалы измерений. Антенна прибора с защитой от налипания имеет функцию самоочистки. Уровнемер может работать в диапазоне температур измеряемой среды -40°С…+200°С при давлениях от -1 бар до 3 бар. Выходные коммуникационные сигналы: аналоговый 4мА…20мА, и HART, позволяющий внешнее программирование прибора. Для этих же целей может использоваться съёмный графический дисплей. Класс защиты устройства – IP68. Детали, входящие в контакт с внутренней средой ёмкости хранения ЗШМ выполнены из нержавеющей стали, антенна прибора высокотемпературного исполнения – из материала PEEK (полиэфирэфиркетон).

MWS-79RF микроволновый уровнемер


Существенного расширения температурных возможностей уровнемера удается достигнуть за счет специфической конструкции датчиков типа MWS-79RF компании WADECO. Информационно-обрабатывающая часть прибора и излучающая антенна размещаются вне пределов технологического резервуара, в пространстве с приемлемой температурой среды. Микроволновое излучение попадает в технологическую ёмкость, отражаясь от специального устройства (отражателя), устанавливаемого в необходимой близости от входного отверстия ёмкости. От антенны до отражателя микроволновое излучение распространяется внутри защитной трубы соответствующего диаметра, определяемого углом расхождения пучка излучения. Антенна прибора может располагаться в области температур до +150°С, процессорная часть прибора должна находиться в области нормальных температур. Температурный режим технологической ёмкости не имеет существенного значения для датчика, поэтому такие устройства могут применяться в очень высокотемпературных производствах, включая металлургические.


Датчик хорошо подходит для измерений наклонных поверхностей с включением даже крупных фракций. Погрешность остается в пределах ±5 мм в диапазоне измерений до 50 м.


В работе датчика используется метод частотной модуляции FM-CW. Программная обработка принимаемого сигнала, включающая Фурье-анализ, позволяет исключить влияние ложных сигналов, появление которых связано с усложненной траекторией распространения измерительного сигнала. Выходные коммуникационные сигналы: аналоговый выход 4…20мА, обеспечивающий точность до ±0,5%; аварийные сигналы релейного типа с коммутирующей способностью 30В/0,5А постоянного тока; интерфейс RS232C или RS422. Материал антенны – нержавеющая сталь, корпус контроллера – сплав алюминия.


В сводной таблице показаны основные характеристики датчиков для непрерывного измерения уровня золы в хранилищах.

Тип устройства Диапазон измерений / 
Погрешность от ДИ
Температура среды Коммуникационные сигналы Материалы исполнения Сравнительная стоимость
NB3100/3200 до 50 м / 0,5% -40…+450°С 4…20мА; 4 релейных выхода 250В/2А по переменному току; счетный импульс; Modbus, Profibus Нержавеющая сталь, антикоррозионное покрытие Сравнительно низкая стоимость
NivoRadar 3000 до 100 м / 0,25% -40…+200°С 4…20мА; HART Нержавеющая сталь, PEEK Высокая стоимость
MWS-79RF до 50 м / 0,5% по аналоговому выходу, 0,1% по дискретным сигналам контроллер: -10…+50°С;
антенна: -40…+200°С
4…20мА; реле 30В/0,5А по постоянному току; RS232C, RS422. Антенна – нержавеющая сталь, корпус – сплав алюминия Высокая стоимость


Сигнализаторы уровня золы

При необходимости получения информации о превышении некоторого уровня ЗШМ в ёмкости хранения при её заполнении или опорожнении, или некоторого промежуточного уровня, применяются сигнализаторы уровня. Комплекс неблагоприятных условий эксплуатации накладывает и здесь жесткие ограничения на выбор устройств.

Ротационный датчик уровня INNOLevel IL-HT


Простыми и безотказными устройствами, нечувствительными к наличию и налипанию пыли, высоким температурам среды, обладающими приемлемой точностью и лёгкостью в обслуживании, являются ротационные (флажковые) сигнализаторы уровня. Одно из экономичных и простых решений – датчики типа INNOLevel IL-HT. Могут применяться в качестве сигнализаторов уровня при хранении и транспортировке сыпучих веществ с размерами частиц менее 50 мм, с насыпной плотностью свыше 100 г/дм. куб., при температурах рабочей среды до 600°С. Материал деталей, входящих в соприкосновение со средой – нержавеющая сталь, уплотнения – бутадиен-акриловая резина. Датчик обеспечивает коммуникационный сигнал релейного типа с коммутирующей способностью 250В/5А переменного тока или 30В/3А постоянного тока.


Для этих же целей имеется ряд конкурентных решений, предварительный подбор которых возможен по сводной таблице:

Тип устройства Температура 
процесса
Давление процесса Коммуникационные сигналы Степень защиты Насыпная плотность продукта Монтажная длина
INNOLevel IL-HT -40…+600°С 0,8 бар Реле SPDT: 250В/5А перем. ток 30В/3А пост. ток IP65 ˃100 г/дм3 до 4 м
Nivorota -20…+200°С ˂3 бар Реле SPDT: 250В/10А перем. ток IP67 ˃100 г/дм3 до 3 м
FineTek SE 141/146/160 -20…+200°С Атм. Реле SPDT: 250В/5А перем. ток 30В/3А пост. ток IP65 ˃300 г/дм3 до 1,2 м (индивидуально по заказу)
Rotonivo RN3000 -40…+1100°С 0,9…10 бар Реле SPDT, «сухой контакт», PNP, DPDT, различные типы напряжения питания IP66 ˃15 г/дм3 до 10 м

Техотдел компании
Дата публикации статьи:


Логотип РусАвтоматизация

Статья от РусАвтоматизации Хотите сохранить эту статью?
Скачайте её в формате PDF.
Статья от РусАвтоматизации Остались вопросы?
Обсудите эту статью на форуме.
Статья от РусАвтоматизации Хотите узнать о статье первым?
Подпишитесь на нашу рассылку.

Рекомендуем прочитать также:

Статьи. Рекомендуем прочитать


Зачем анализатор кислорода в котельной?

Читать статью ...

Статьи. Рекомендуем прочитать


GAUGER GSM и Пакетная передача данных GPRS.

Читать статью ...

Статьи. Рекомендуем прочитать


Выбор средств измерения расхода и количества жидкостей и газа

Читать статью ...

Комментарии

Комментариев пока нет

Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.
Я согласен(на) на обработку моих персональных данных. Подробнее

Водомер

АСУ ТП1
АСУ ТП2
АСУ ТП3
АСУ ТП4
АСУ ТП5
АСУ ТП6
АСУ ТП7
Новости
17
09.18
Российские сертификаты для ротаметров Hedland
14
09.18
Новые возможности в измерении линейных перемещений
10
09.18
Изменение цен в сентябре 2018
06
09.18
В продаже - первый в мире искрозащищенный КПК
03
09.18
«Непыльный» контроль сыпучих сред