传感技术中的料位传感器及其在火电厂中的应用

一、引言   　　料位测量是物位测量中的一个分支。物位是指贮存容器或工业生产设备里的液体、粉粒状固体、气体之间的分界面位置，根据具体用途分为液位、料位和界位传感器。   　　目前，我国主要是以原煤为发电燃料，大多数电厂锅炉都采用煤粉向锅炉供料。对于直吹式供料的锅炉，煤仓料位高低关系到锅炉乃至发电系统能否正常运行。煤仓料位过满溢出，造成冒煤事故；煤仓料位过低或排空会造成燃烧不稳甚至灭火停机的大事故。对于中贮式供料的锅炉，既有煤仓，又有粉仓，煤仓粉位的控制尤为重要。煤粉仓是燃料的中转站，煤粉是用空气传输的，高热的气体使煤粉进入煤仓中就有了一定的“基温”，一般在70° C左右，其作用是使煤粉有一定的 传感技术在现代工业生产中扮演着至关重要的角色，特别是在火电厂这样的关键领域。料位传感器是其中的关键设备，用于监测和控制储存设施中物料的水平，确保生产过程的安全和高效。料位测量作为物位测量的一个子类，涉及到对液体、固体颗粒和气体分界面位置的准确测定，根据不同应用场合分为液位、料位和界位传感器。 在中国，火电厂主要依赖原煤作为燃料，因此，煤仓料位的监控至关重要。直吹式和中贮式供料的锅炉都需要煤仓保持适当的料位。过高可能导致冒煤事故，过低则可能引发燃烧不稳或停机，甚至可能导致火灾或爆炸。煤粉仓作为煤粉的临时存储点，其内部温度一般在70°C左右，以保持煤粉的离散性，但也会加速煤粉的干燥，增加自燃风险。因此，可靠的料位传感器成为预防这些潜在危险的关键。 目前，火电厂常用的料位传感器主要包括重锤式、核辐射式、超声波式和电容式四种类型。 1. 重锤式料位传感器通过伺服电动机控制带有重锤的钢丝绳升降，当重锤触及料面时，传感器发送信号给微机，从而得到料位信息。这类传感器适合测量60米以内的料位，精度较高，不受蒸汽和灰尘影响。 2. 核辐射式料位传感器利用Co-60或Cs-137放射源发出的γ射线穿透物料，通过测量射线强度变化来确定料位。该方法适用于恶劣环境，但需要注意辐射防护。 3. 超声波式料位传感器通过发射超声波并测量其反射时间来计算料位。这种传感器适合测量粒度较大的块状物料，但需要考虑空气温度对声速的影响。 4. 电容式料位传感器利用物料介电常数变化来测量料位，适用于物料介电常数与空气差异显著的情况，但可能需要补偿连续测量时介电常数的变化。 每种类型的料位传感器都有其优势和局限性，选择合适的传感器取决于具体的应用环境和需求。例如，超声波式和核辐射式多为进口产品，如美国和德国的一些知名品牌，它们提供了高精度和适应性强的解决方案。 料位传感器在火电厂中起到的是安全卫士的作用，它确保了煤仓和煤粉仓的合理管理，防止事故的发生，同时优化了能源利用率。随着科技的进步，未来的料位传感器将更加智能化，为火电厂的安全运行提供更加精准和可靠的保障。