一、背景描述
在電廠輸煤流程中，煤塊經(jīng)過(guò)磨煤機(jī)的研磨后變成了超細(xì)的粉料，揚(yáng)塵大，有較強(qiáng)的吸附性會(huì)吸附在料位計(jì)表面，傳統(tǒng)的料位測(cè)量方式如雷達(dá)、導(dǎo)波雷達(dá)、3d成像無(wú)法準(zhǔn)確獲取物位信息。700t的料倉(cāng)往往只能利用2/3的空間，而且還會(huì)有缺料和爆倉(cāng)的危險(xiǎn)，目前全國(guó)范圍也在積極推進(jìn)燃煤智能管控，分斗分倉(cāng)進(jìn)行計(jì)量。鑒于此，美國(guó)km公司的這種全新的貼片式技術(shù)是一種間接測(cè)量法，這種方法不是直接檢測(cè)物位的高度，而是通過(guò)檢測(cè)料倉(cāng)支腿的形變來(lái)反應(yīng)物料的狀態(tài)，*不用考慮倉(cāng)內(nèi)的粉塵濃度、掛料、堆積角、塌方等。
圖 1 項(xiàng)目實(shí)景
二、技術(shù)分析
實(shí)施項(xiàng)目的料倉(cāng)屬于典型的鋼制料倉(cāng)，容量700t左右。由于支撐腿為碳鋼材質(zhì)，在加載和卸載物料時(shí)支撐腿會(huì)發(fā)生彈性形變，這些形變量和加載的重量成正比。只要檢測(cè)出這些微小的形變，就可以了解到料倉(cāng)里面的物料重量。
工具通過(guò)螺栓將kistler-morse®品牌的microcell貼片式傳感器緊密固定在料倉(cāng)支腿上，支腿形變的同時(shí)會(huì)帶動(dòng)貼片式傳感器一起形變，通過(guò)傳感器內(nèi)部的超高靈敏度應(yīng)變片“感知”支腿的形變，將形變量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)運(yùn)算zui終得到料倉(cāng)重量值。
本方案采用8片microcell型貼片式料位計(jì)，在每一個(gè)料倉(cāng)支腿的貼一片傳感器，使用接線盒將數(shù)據(jù)匯總到km的控制器內(nèi)，由控制器將傳感器輸出的微弱信號(hào)放大處理為數(shù)字信號(hào)，并輸出一路4～20ma信號(hào)提供給上位機(jī)系統(tǒng)。
三、精度分析
經(jīng)過(guò)實(shí)地測(cè)量，工字鋼尺寸為“300×335（腹板）×30（厚度）”來(lái)粗略計(jì)算壓強(qiáng)。8個(gè)支撐腿的橫截面積為（300＋300＋335）×30×8＝224400。在700t時(shí)候的壓強(qiáng)為：700,000/224400=3.12kg/mm2
按照精度計(jì)算表可得：在3.12kg/mm2的壓強(qiáng)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(tǒng)的工作的。
注：這個(gè)精度取決于料倉(cāng)支腿的形式和尺寸規(guī)格，不同的料倉(cāng)會(huì)有不同的精度表現(xiàn)。請(qǐng)?zhí)峁┝蟼}(cāng)支腿準(zhǔn)確的技術(shù)參數(shù)，便于更準(zhǔn)確了解產(chǎn)品的精度情況
圖 5：貼片式重量料位計(jì)精度表
四、項(xiàng)目實(shí)施
貼片式傳感器安裝極為方便，只需要開(kāi)3個(gè)3.4mm的小孔，不破壞支撐結(jié)構(gòu)。安裝一個(gè)傳感器zui快僅需15分鐘，安裝過(guò)程中不需要停產(chǎn)，也不需要清空料倉(cāng)。
microcell貼片式傳感器安裝過(guò)程比較簡(jiǎn)單，不需要登高作業(yè)，不需要大型設(shè)備，僅需2個(gè)人，一些隨手小工具就可以完成安裝任務(wù)。
五、使用效果
從客戶處了解到，原煤倉(cāng)每小時(shí)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(yīng)該是均勻的。由于貼片式系統(tǒng)已經(jīng)接入客戶的dcs系統(tǒng)中，我們從dcs系統(tǒng)持續(xù)觀察數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該也是變化均勻的。從圖9中可見(jiàn)，系統(tǒng)上料和用料的時(shí)候，重量值變化極為均勻，沒(méi)有跳變、丟失數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。
仔細(xì)觀察這個(gè)曲線圖（圖10），我們截取一部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)觀察：從凌晨2：14分到4：14分2個(gè)小時(shí)時(shí)間內(nèi)，貼片式顯示的重量值據(jù)減少了100t，這個(gè)和之前了解到的每小時(shí)消耗50t煤非常吻合?？梢?jiàn)貼片式重量料位計(jì)非常適合原煤倉(cāng)的應(yīng)用
六、結(jié)論
對(duì)于火電廠而言，美國(guó)km(kistler-morse®)的貼片式計(jì)量系統(tǒng)的綜合精度高，安裝方便，維護(hù)便捷，在安裝過(guò)程不影響現(xiàn)場(chǎng)的正常進(jìn)出料，施工成本極低，可以方便應(yīng)用于新建項(xiàng)目及設(shè)備改造。作為物位測(cè)量，特別是惡劣環(huán)境下的固體物位測(cè)量是一種非常好的選擇！