CN109443482A - 电除尘灰斗料位测量报警装置、报警方法以及报警校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电除尘灰斗料位测量报警装置、报警方法以及报警校验方法，该装置对常规的阻旋料位计进行优化设计，可以运用在电除尘灰斗料位的测量，提供电除尘灰斗料位远传和就地判断多种功能，反应灵敏、动作准确，测量不受灰斗内环境的影响，具有成本低、性能可靠等优点。

Description

电除尘灰斗料位测量报警装置、报警方法以及报警校验方法

技术领域

本发明涉及热工测量技术领域，尤其涉及一种应用在火电厂电除尘灰斗等高温、扬尘环境的料位测量装置，其报警方法以及报警校验方法。

背景技术

常规的电除尘灰斗料位计有电容、音叉、射频导纳等方式。这几种料位计的共同特点是：均在灰斗壁上开孔，把料位计探头伸进灰斗接触灰料，靠探头本身检测到的参数变化进行测量。在机组正常运行中，电除尘灰斗内部温度高、扬尘大，实际使用中，电容、音叉和射频导纳料位计均存在易附着灰尘造成料位计误报的情况。同时，由于料位计日常校验与实际工作环境存在差别，在正常环境下校验得出的料位计动作定值，在安装及实际使用中会发生定值漂移现象，造成料位计误报或拒报，无法准确、有效的判断料位报警状态的真实性。现有的更加可靠的非接触式料位计——无源核子料位计，它受到灰斗内部工况影响较小，测量准确度也更高。但是相较于常规的料位计，价格非常昂贵。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种成本低、测量灵敏、准确率高，测量不受灰斗内高温、扬尘等环境因素影响的电除尘灰斗料位测量报警装置。

本发明所述的一种电除尘灰斗料位测量报警装置，包括阻旋料位计1及安装套管2、压缩机、控制箱4，所述阻旋料位计1通过法兰与安装套管2连接后固定于灰斗壁上；所述压缩机将空气压缩后，通过不控制箱4连接到位于阻旋料位计1上的压缩空气接口3。

进一步的，所述安装套管1的直径略大于阻旋料位计叶片6直径，所述阻旋料位计1的贯穿安装套管2，并通入到灰斗内部，所述安装套管2焊接在灰斗壁上，与灰斗壁成角度设置；所述安装套管2前端与料位计采用法兰连接。

作为一种优选，所述安装套管2与水平线夹角为45°±15°。

进一步的，所述的压缩空气接口3位于阻旋料位计轴承油封外侧，通过所述控制箱4连续通入小流量压缩空气保持轴承油封外侧微正压。

进一步的，所述的控制箱4内依次连接过滤减压阀7、气源分配器与手动门8、浮子流量计9、压力表10及端子排11，所述过滤减压阀7、气源分配器与手动门8、浮子流量计9、压力表10及端子排11之间均通过卡套式螺纹接头连接。

进一步的，所述的端子排11上接有阻旋料位计电机线圈引线及料位计电源失电报警信号。

本发明还提供上述电除尘灰斗料位测量报警装置的报警方法，所述方法包括以下过程：

步骤一，仪用压缩空气通入本装置压缩空气接口，用于微正压密封轴承油封，防止灰尘进入轴承导致的轴承卡涩；

步骤二，料位计正确安装后，打开控制箱压缩空气进口气动门，调节过滤减压阀7,打开手动门8，将电源空开合上，料位计正常旋转；

步骤三，当灰斗内积灰高度大于叶片时，积灰阻止挡板转动而使其克服了复位弹簧平衡力，开关接点动作并发出报警信号至集散控制系统DCS或PLC中，同时切断电源停止电机转动。

进一步的，所述步骤一中，空压机将空气压缩后通入至控制箱4，并依次通过设置于控制箱4内的过滤减压阀7、气源分配器、手动门8、浮子流量计9、压力表10，所述浮子流量计9用于调节压缩空气流量，控制压缩空气流量大于0.1 L/min。

进一步的，所述步骤二中，调节过滤减压阀7的开度，使压力维持在0.2 MPa ~0.5Mpa。

进一步的，为了验证报警结果是否准确，本发明还提供电除尘灰斗料位测量报警校验方法，所述警报校验方法包括以下步骤：

第一步，当吹灰后料位报警未消失，至就地观察浮子流量计9流量以及出口压力表10压力，若流量明显下降且压力升高，可确认为灰斗内部实际积灰；如果参数与正常值一致，说明为料位计出现故障；

第二步，当料位计电源失去后，显示失电报警，提醒料位计为失电状态，防止失电漏报；通过检查是否有失电报警、电机线圈阻值是否正常，来辅助判断料位计是否正常工作，以此排除是否为实际料位高而料位计未报警的情况。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

本发明提供的除尘灰斗料位测量报警装置结构简单，采用将压缩空气通入到料位计中，有效防止了料位计轴承的阻塞，对其油封有很好的保护。

对阻旋料位计的安装方式进行优化，设计套管和法兰盘，其中套管直径略大于叶片直径，并与水平面夹角45°焊接在灰斗壁上，阻旋料位计的旋转轴承密封处高于灰斗壁上套管的最高点，减少积灰漫过轴承密封。阻旋料位计与套管采用法兰连接，方便料位计的拆装，便于后期的维护。

本装置不仅提供料位高远传报警信号，也提供就地料位判断装置，实现既能自动报警，也能人工确认双重功能，达到准确判断料位的目的。

基于本发明提供的报警装置，本发明提供的报警方法与其他接触式料位检测参数变化的原理不同，它是通过检测阻力来判断料位的。这样就可以避免少量飞灰粘附造成的料位误报警，如有大块灰块粘附，在阻旋式料位计旋转过程中大块灰块会因重力自然掉落。但是常规的阻旋料位计在实际应用中存在轴承易卡涩、误报率高、电机易损坏、叶片易锈蚀等问题。

本发明提供的上述报警方法的校验方法，能够有效保证报警的可靠性，减少误报，当吹灰后料位报警未消失，至就地观察浮子流量计9流量以及出口压力表10压力，若流量明显下降且压力升高，可确认为灰斗内部实际积灰。如参数与正常值一致，说明为料位计问题。可准确判断料位计工作状态，提高料位计准确性和可靠性。

当料位计电源失去后，DCS操作员画面显示失电报警，提醒料位计为失电状态，防止失电漏报。当值班人员怀疑实际料位高而料位计未报警时，可通过检查是否有失电报警、电机线圈阻值是否正常，来辅助判断料位计是否正常工作。

附图说明

图1为本发明电除尘灰斗料位测量报警装置的系统示意图；

图2为本发明阻旋料位计示意图；

图3为本发明阻旋料位计与安装套管接头处的放大图；

图4为本发明控制箱示意图；

其中，1-阻旋料位计，2-安装套管，3-压缩空气接口，4-控制箱，5-阻旋料位计电机，6-阻旋料位计叶片。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体内容：

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种电除尘灰斗料位测量报警装置，包括阻旋料位计1及安装套管2、压缩机、控制箱4，所述阻旋料位计1通过法兰与安装套管2连接后固定于灰斗壁上；所述压缩机将空气压缩后，通过不控制箱4连接到位于阻旋料位计1上的压缩空气接口3。

进一步的，所述安装套管1的直径略大于阻旋料位计叶片6直径，所述阻旋料位计1的贯穿安装套管2，并通入到灰斗内部，所述安装套管2焊接在灰斗壁上，与灰斗壁成角度设置；所述安装套管2前端与料位计采用法兰连接。

阻旋料位计是一种利用介质阻挡其测量挡板正常转动从而输出开关量报警信号的机械式料位计，主要由驱动电机、控制电路、密封传动轴、测量挡板四部分组成。当挡板未接触物料时，马达正常慢速运转；当挡板接触物料时，物料阻止挡板转动而使其克服了复位弹簧平衡力，开关接点动作并发出报警信号，同时切断电源停止马达转动。当物料下降挡板所受阻力消失，依靠复位弹簧恢复到原始状态，马达恢复转动。当挡板承受过重负荷时，马达回转机构会自动打滑，保护其不受损坏。针对不同比重的物料，可以调节不同的扭力大小。

作为一种优选，所述安装套管2与水平线夹角为45°±15°，套管前端与料位计采用法兰连接，法兰与阻旋料位计接线盒距离约250 mm±100 mm，便于灰斗等容器壁保温材料安装。

进一步的，如图3所示，所述的压缩空气接口3位于阻旋料位计轴承油封外侧，通过所述控制箱4连续通入小流量压缩空气保持轴承油封外侧微正压。

进一步的，如图4所示，所述的控制箱4内依次连接过滤减压阀7、气源分配器与手动门8、浮子流量计9、压力表10及端子排11，所述过滤减压阀7、气源分配器与手动门8、浮子流量计9、压力表10及端子排11之间均通过卡套式螺纹接头连接。

进一步的，所述的端子排11上接有阻旋料位计电机线圈引线及料位计电源失电报警信号。

与其他接触式料位检测参数变化的原理不同，它是通过检测阻力来判断料位的。这样就可以避免少量飞灰粘附造成的料位误报警，如有大块灰块粘附，在阻旋式料位计旋转过程中大块灰块会因重力自然掉落。但是常规的阻旋料位计在实际应用中存在轴承易卡涩、误报率高、电机易损坏、叶片易锈蚀等问题。

本发明的参数配置及安装保护：

一、材质防锈蚀。阻旋料位计传动轴及叶片采用304或316L不锈钢材质制作，防止叶片的腐蚀及脱落。

二、安装方式。对阻旋料位计的安装方式进行优化，设计套管和法兰盘，其中套管直径略大于叶片直径，并与水平面夹角45°焊接在灰斗壁上，阻旋料位计的旋转轴承密封处高于灰斗壁上套管的最高点，减少积灰漫过轴承密封。阻旋料位计与套管采用法兰连接，方便料位计的拆装，便于后期的维护。

三、轴承油封保护。在轴承油封外侧开压缩空气接口，保持压缩空气手动门常开，调节过滤减压阀使压缩空气压力正常；调节浮子流量计，连续通入小流量压缩空气保持轴承油封外侧微正压，防护飞灰进入轴承，保护油封不受腐蚀性气体或小颗粒损害。

四、提供三种灰斗料位报警判断功能。

1.阻旋式料位计：介质阻挡测量挡板正常转动从而输出开关量报警远传信号。

2.浮子流量计：作为远传“料位报警”的一种就地监控手段，正常情况下，浮子流量计通过的压缩空气流量恒定，当发生料位高堵塞取样装置，流量降低，通过该现象，确认是否发生高料位。

3. 浮子流量计出口压力表：提供高料位判断的一种辅助手段，配合浮子流量计使用，当发生压缩空气流量降低，出口压力升高的情况，即可确认电除尘灰斗实际发生高料位。

五、通过三种方式确保测量可靠。

1.失电报警功能。正常情况下，只要阻旋料位计正常旋转，且安装时弹簧力合适，就不会发生拒报警；如果料位计失电，则会发生料位计拒报警。故为避免料位计拒报，在电源空开旁增加辅助触点，当电源空开跳闸时，将发送失电信号至DCS，帮助运行和维护人员及时发现设备故障。

2.报警延时设定。为防止大块灰块掉落并粘附在叶片上造成的短时误报警，在DCS端设置报警延时，时间设置为叶片旋转约半圈的时间，以提高测量的准确性。

3.阻选料位计电机故障判断设计。为便于判断阻旋料位计停转原因是否为电机问题，将电机线圈引出，接至控制箱内端子排上，当怀疑电机烧毁时，可断电后测量引出线的阻值，减小故障检查的工作量。

实施例2

本发明还提供上述电除尘灰斗料位测量报警装置的报警方法，所述方法包括以下过程：

步骤一，仪用压缩空气通入本装置压缩空气接口，用于微正压密封轴承油封，防止灰尘进入轴承导致的轴承卡涩；

步骤二，料位计正确安装后，打开控制箱压缩空气进口气动门，调节过滤减压阀7,打开手动门8，将电源空开合上，料位计正常旋转；

步骤三，当灰斗内积灰高度大于叶片时，积灰阻止挡板转动而使其克服了复位弹簧平衡力，开关接点动作并发出报警信号至DCS/PLC中，同时切断电源停止电机转动。

进一步的，所述步骤一中，空压机将空气压缩后通入至控制箱4，并依次通过设置于控制箱4内的过滤减压阀7、气源分配器、手动门8、浮子流量计9、压力表10，所述浮子流量计9用于调节压缩空气流量，控制压缩空气流量大于0.1 L/min。

进一步的，所述步骤二中，调节过滤减压阀7的开度，使压力维持在0.2 MPa ~0.5Mpa。

实施例3

进一步的，为了验证报警结果是否准确，本发明还提供电除尘灰斗料位测量报警校验方法，所述警报校验方法包括以下步骤：

第一步，当吹灰后料位报警未消失，至就地观察浮子流量计9流量以及出口压力表10压力，若流量明显下降且压力升高，可确认为灰斗内部实际积灰；如果参数与正常值一致，说明为料位计出现故障；

第二步，当料位计电源失去后，显示失电报警，提醒料位计为失电状态，防止失电漏报；通过检查是否有失电报警、电机线圈阻值是否正常，来辅助判断料位计是否正常工作，以此排除是否为实际料位高而料位计未报警的情况。

系统流程

1、压缩空气流程：空压机产生的压缩空气经过管道通入控制箱4，经过过滤减压阀7（用于过滤、减压压缩空气），气源分配器及手动门8（分配气源满足两个料位计使用），浮子流量计9（用于调节压缩空气流量，大于0.1 L/min），压力表10（用于监测通入料位计的压缩空气压力，压力较正常压力升高说明后面堵灰），压缩空气接口3（料位计轴承油封外部，用于微正压密封轴承油封，防止灰尘进入轴承导致的轴承卡涩，减少故障率，常规阻旋料位计轴承卡涩概率很大），然后压缩空气经过套管通入灰斗内部。

2、操作流程：料位计正确安装后，打开控制箱压缩空气进口气动门，调节过滤减压阀7压力至0.2 MPa ~0.5 MPa (数值根据实际情况制定),打开手动门8，调节浮子流量计9至大于0.1 L/min (数值根据实际情况制定)，将电源空开合上，料位计正常旋转，控制箱各参数正常（压力7、流量9，压力10），说明装置工作正常。

3、工作流程：装置正常工作后，叶片不间断旋转，当灰斗内积灰高度大于叶片时，积灰阻止挡板转动而使其克服了复位弹簧平衡力，开关接点动作并发出报警信号，同时切断电源停止马达转动。该开关接点正常情况下远传至集散控制系统DCS（或PLC），在DCS（或PLC）系统操作员画面上可监视该报警发生。值班人员监视到该报警后，进行灰斗内吹灰操作，当积灰清除后，料位计叶片继续转动，报警消失。（以上也是常规阻旋式料位计工作方式）

本发明对常规阻旋料位计进行优化改进，增加了防卡涩、报警判断、失电报警等功能，大大提高了阻旋料位计的实用性，其中涉及到的电路及控制芯片均为现有技术，并不是本发明保护的重点。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电除尘灰斗料位测量报警装置，包括阻旋料位计（1）及安装套管（2）、空压机、控制箱（4），其特征在于：所述阻旋料位计（1）通过法兰与安装套管（2）连接后固定于灰斗壁上；所述空压机将空气压缩后，通过控制箱（4）连接到位于阻旋料位计（1）上的压缩空气接口（3）。

2.根据权利要求1所述的电除尘灰斗料位测量报警装置，其特征在于：所述安装套管（2）的直径略大于阻旋料位计叶片（6）直径，所述阻旋料位计（1）的贯穿安装套管（2），并通入到灰斗内部，所述安装套管（2）焊接在灰斗壁上，与灰斗壁成角度设置；所述安装套管（2）前端与料位计采用法兰连接。

3.根据权利要求1所述的电除尘灰斗料位测量报警装置，其特征在于：所述安装套管（2）与水平线夹角为45°±15°。

4.根据权利要求1所述的电除尘灰斗料位测量报警装置，其特征在于：所述的压缩空气接口（3）位于阻旋料位计轴承油封外侧，通过所述控制箱（4）连续通入小流量压缩空气保持轴承油封外侧微正压。

5.根据权利要求1所述的电除尘灰斗料位测量报警装置，其特征在于：所述的控制箱（4）内依次连接过滤减压阀（7）、气源分配器与手动门（8）、浮子流量计（9）、压力表（10）及端子排（11），所述过滤减压阀（7）、气源分配器与手动门（8）、浮子流量计（9）、压力表（10）及端子排（11）之间均通过卡套式螺纹接头连接。

6.根据权利要求5所述的电除尘灰斗料位测量报警装置，其特征在于：所述的端子排（11）上接有阻旋料位计电机线圈引线及料位计电源失电报警信号。

7.电除尘灰斗料位测量报警方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：

步骤一，仪用压缩空气通入本装置压缩空气接口，用于微正压密封轴承油封，防止灰尘进入轴承导致的轴承卡涩；

步骤二，料位计正确安装后，打开控制箱压缩空气进口气动门，调节过滤减压阀7,打开手动门8，将电源空开合上，料位计正常旋转；

步骤三，当灰斗内积灰高度大于叶片时，积灰阻止挡板转动而使其克服了复位弹簧平衡力，开关接点动作并发出报警信号至集散控制系统DCS或PLC中，同时切断电源停止电机转动。

8.根据权利要求7所述的电除尘灰斗料位测量报警方法，其特征在于，所述步骤一中，空压机将空气压缩后通入至控制箱4，并依次通过设置于控制箱4内的过滤减压阀7、气源分配器、手动门8、浮子流量计9、压力表10，所述浮子流量计9用于调节压缩空气流量，控制压缩空气流量大于0.1 L/min。

9.根据权利要求7所述的电除尘灰斗料位测量报警方法，其特征在于，所述步骤二中，调节过滤减压阀7的开度，使压力维持在0.2 MPa ~0.5 Mpa。

10.电除尘灰斗料位测量报警校验方法，其特征在于，所述警报校验方法包括以下步骤：

第一步，当系统吹灰后料位报警未消失，至就地观察浮子流量计9流量以及出口压力表10压力，若流量明显下降且压力升高，可确认为灰斗内部实际积灰；如果参数与正常值一致，说明为料位计出现故障；

第二步，当料位计电源失去后，显示失电报警，提醒料位计为失电状态，防止失电漏报；通过检查是否有失电报警、电机线圈阻值是否正常，来辅助判断料位计是否正常工作，以此排除是否为实际料位高而料位计未报警的情况。