CN220136451U - 一种电除尘器灰斗料位测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电除尘器灰斗料位测量装置，涉及环保设施领域。它包括设置在灰斗内的料位计，其特征在于：沿所述灰斗高度方向设置有至少两个超高位料位计、至少一个高位料位计和至少一个低位料位计；超高位料位计、高位料位计和低位料位计的检测端均穿入灰斗内，且超高位料位计、高位料位计和低位料位计的接线端分别通过线缆与控制器连接；所述超高位料位计相对分布，所述高位料位计和低位料位计错位且相对分布。本实用新型的有益效果是：通过自下到上分布的多种料位计增加检测点位和检测手段，利用不同的检测原理，提供多重保障，提高检测精度和检测可靠性，增加灰斗内积灰检测的容错率。

Description

一种电除尘器灰斗料位测量装置

技术领域

本实用新型属于环保设施领域，涉及火力发电厂用电除尘器，具体涉及电除尘器灰斗的料位测量装置。

背景技术

电除尘是火力发电厂必备的配套设备，它的工作原理是烟气通过电除尘器主体结构前的烟道使，使其烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。由于带正电荷的烟尘与阴极垫板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，定时打击阴极板，使其具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中，从而达到清除烟气中的烟尘的目的。是改善环境污染，提高空气质量的重要环保设备。

灰斗作为电除尘器捕集粉尘的储存装置，需要对灰斗进行排灰，目前广泛使用的连续式卸排灰系统中，卸灰器的有效时间负载不足20％，其余时间均处于少载或空载状态，此时卸灰器的漏风以及吸湿明显，积灰易板结打拱，严重时还会使积灰上溯至电厂内部造成阴极短路，阻断阳极振打系统的正常运行。生产实践还表明连续式卸排灰系统无论是在能源还是资源方面都存在明显的浪费，除了卸灰器损耗严重外，还造成冲灰水量的无谓损失以及由此增加的输送电力损失，因此这是一种相当不经济的运行方式。从节能降耗的角度，并基于电除尘器安全、稳定、高效运行的考虑，引入自动化控制的间歇式排灰系统是非常必要的。间歇式排灰系统的关键是灰斗料位监测装置。

灰斗料位监测装置是在灰斗内安装料位计，用以检测灰斗内料位高度，并对其及时清理，避免灰斗内灰位过高，导致灰尘承压过高，引发灰斗坍塌事故。灰斗的坍塌事故对发电厂机组以及人身危害性都极高，因此灰斗料位测量与报警非常重要。灰斗内积灰不均匀，以及料位的检测失灵，很容易造成程序设计相关联锁保护的失准和检修运行人员的误判，导致灰斗积灰超负载，严重时会发生倾斜倒塌、爆炸等事故，因此保证灰斗内料斗测量的稳定性和准确性至关重要。

目前灰斗内通常使用单一的料位计对灰斗的料位进行测量，单一的料位计测量不够稳定，如（1）射频导纳料位计，其为常见的接触式测量仪器，在长期落灰冲刷中，伴随烟气侵蚀，测量杆灵敏度不断衰弱，测量失准风险逐步增大，同时由于灵敏度需手动调节，灰粉颗粒尺寸、湿度等均会影响传感器，导致测量受人为因素很大，（2）阻旋式料位计同样属于接触式测量仪器，其原理通过电机带动桨叶旋转测量料位，当电除尘灰斗内收集、堆积的灰尘粘性强、颗粒小、湿量较高、容重较低时，易在桨叶四周形成空腔，导致无法正常报警，（3）无核式料位计属于非接触测量仪器，其在很大程度上规避了内部落灰的影响，但由于其通过射线值表征灰量，安装位置、角度都会产生较大的影响，且对积灰不均匀无法判断，因此其测量不够直接。

实用新型内容

本实用新型为了解决灰斗内单一料位计对积灰检测容易受积灰不均匀以及使用故障等造成检测失灵的问题，提供了一种电除尘器灰斗料位测量装置。通过自下到上分布的多种料位计增加检测点位和检测手段，利用不同的检测原理，提供多重保障，提高检测精度和检测可靠性，增加灰斗内积灰检测的容错率。

本实用新型采用的技术方案是：提供一种电除尘器灰斗料位测量装置，包括设置在灰斗内的料位计，其特征在于：沿所述灰斗高度方向设置有至少两个超高位料位计、至少一个高位料位计和至少一个低位料位计；超高位料位计、高位料位计和低位料位计的检测端均穿入灰斗内，且超高位料位计、高位料位计和低位料位计的接线端分别通过线缆与控制器连接；所述超高位料位计相对分布，所述高位料位计和低位料位计错位且相对分布。

灰斗内通过从下到上依次分布的低位料位计、高位料位计和超高位料位计对灰斗内的积灰情况进行低位、高位和超高位检测，增加检测点位和检测手段，增加灰斗内积灰检测的容错率，提高检测的准确性和可靠性，低位料位计和高位料位计的交错且相对分布避免灰斗内积灰不均匀影响检测结果，超高位料位计为至少两个沿料斗相对分布，其为最后一道检测点位，需要规避灰斗内积灰不均匀以及料位计出现失灵等各类问题，提高检测可靠性，并在各检测点位检测到积灰后通过接线端与控制器连接线缆传输检测信号以控制灰斗排灰，提高使用效率。

进一步优化本技术方案，所述超高位料位计位于灰斗进风口下方500-600mm处，高位料位计位于超高料位计的下方100-200mm处，低位料位计位于高位料位计的下方200-250mm处。

超高位料位计的安装位置尽可能减少对灰斗进风口的影响以及对进风口粉尘对超高位料位计的干扰，高位料位计与超高位料位计保持间隔小于低位料位计与高位料位计的间隔，是为了高位料位计检测失灵后，积灰可以被超高位料位计快速检测到，避免积灰增多量大造成使用风险增大。

进一步优化本技术方案，所述超高位料位计为射频导纳料位计和第一耐磨热电阻。

射频导纳料位计和第一耐磨热电阻对灰斗内的积灰进行联合检测，射频导纳料位计的检测探头与灰斗内的积灰接触时，积灰与空气的导电性不同会引发一个微小的电容量变化，这一变化被电路测量后，与灵敏度设置电路建立的参考基准相比较，而后进行开关量信号的输出，以此表示射频导纳料位计检测出灰斗积灰，第一耐磨热电阻通过与积灰接触检测积灰温度，灰斗内正常情况下无积灰，灰斗内烟气是流动的，灰斗被进入的烟气恒定补温，灰斗内发生积灰堵料后，灰斗内的积灰会把第一耐磨热电阻包裹住，烟气不再流动，第一耐磨热电阻缺少新的烟气补温，且积灰时间增长又会自动散热，此时第一耐磨热电阻检测到的温度会下降15℃左右，表示第一耐磨热电阻检测出灰斗内积灰，射频导纳料位计和第一耐磨热电阻均检测出灰斗内积灰后，需要对灰斗进行清理，或射频导纳料位计和第一耐磨热电阻任一个检测出灰斗内积灰后，同样需要对灰斗进行清理，其相互补充检测，提高检测的可靠性，并避免积灰不均匀以及料位计故障等影响检测结果。

进一步优化本技术方案，所述高位料位计为第二耐磨热电阻。

第二耐磨热电阻通过与积灰接触检测积灰温度以检测积灰量，耐磨性能会增加其使用性能和使用寿命，提高使用稳定性和可靠性，对灰斗内积灰进行检测时，灰斗内正常情况下无积灰，灰斗内烟气是流动的，灰斗被进入的烟气恒定补温，灰斗内发生积灰堵料后，灰斗内的积灰会把第二耐磨热电阻包裹住，烟气不再流动，第二耐磨热电阻缺少新的烟气补温，且积灰时间增长又会自动散热，此时第二耐磨热电阻检测到的温度会下降15℃左右，表示第二耐磨热电阻检测出灰斗内积灰，需要进行清理。

进一步优化本技术方案，所述第二耐磨热电阻插入灰斗内的长度为该处灰斗截面长度的1/2-2/3。

第二耐磨热电阻沿灰斗的长度尽可能多的侵占灰斗内空间，以此可以尽可能的规避灰斗内积灰不均匀造成检测失灵的情况。

进一步优化本技术方案，所述低位料位计为阻旋式料位计。

阻旋式料位计通过交流微电机经减速后带动桨叶慢速旋转，灰斗内积灰与桨叶接触后，桨叶的转动受阻，阻旋式料位计检测机构主轴产生旋转位移，产生微动开关动作，切断微电机的电源使其停止转动，此时断路信号穿出表示阻旋式料位计检测出灰斗内积灰，需要进行清理。

进一步优化本技术方案，所述控制器为DCS控制器。

DCS控制器通过灰斗内的超高位料位计、高位料位计和低位料位计的检测端采集灰斗内的积灰数据，并将数据传输到控制器中进行处理，根据预先设定的控制策略生成相应的控制指令，这些控制指令被发送到执行器中执行，执行器执行控制指令后，将执行结果反馈给控制器，控制器根据反馈数据重新调整控制策略，使控制过程更加精细。

本实用新型的有益效果在于：

1、灰斗内通过从下到上分布的低位料位计、高位料位计和超高位料位计对灰斗内的积灰进行检测，通过增加检测点位和检测手段，利用不同的检测原理，提高检测精度和检测的可靠性，增加灰斗内积灰检测的容错率，且低位料位计和高位料位计交错且相对分布，避免积灰不均匀影响检测结果，超高位料位计为至少两个并沿灰斗相对分布，增加检测容错滤，规避积灰不均匀的情况，提高检测可靠性，保障最后的检测防线，提高使用安全性；

2、阻旋式料位计、第一耐磨热电阻、第二耐磨热电阻和射频导纳料位计分别利用桨叶的转动、温度的变化以及电容量的变化来对灰斗内的积灰进行检测，其检测原理各不相同，降低检测环境对检测结果的影响，并对积灰检测情况补充，降低检测的不稳定性和不可靠性，以便灰斗内及时排灰，避免积灰，提高灰斗使用的安全性；

3、阻旋式料位计、第一耐磨热电阻、第二耐磨热电阻和射频导纳料位计的接线端分别通过线缆与DCS控制器连接，阻旋式料位计、第一耐磨热电阻和第二耐磨热电阻和射频导纳料位计分别检测到灰斗内积灰后，将数据传输至控制器中进行处理，并根据预先设置的控制策略生成排灰指令，排灰指令发送到执行器中执行，使灰斗执行排灰指令将积灰排出，操作顺畅使用精细；

4、超高位料位计的安装降低对灰斗进风口的影响以及电除尘器通过进风口向灰斗内落灰时，降低对超高位料位计的干扰，高位料位计与超高位料位计的间隔小于低位料位计与高位料位计的间隔，使高位料位计检测失灵后可以被超高位料位计快速检出，以便及时排灰，高位料位计的第二耐磨热电阻插入灰斗内的长度在达到其安装位置截面长度的1/2-2/3后可以规避积灰不均匀造成检测失灵的情况，提高检测的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的隐藏控制器和线缆的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的隐藏控制器和线缆的剖面结构示意图；

图3为本实用新型实施例的线缆与控制器连接结构示意图。

图中，1、灰斗；2、超高位料位计；3、高位料位计；4、低位料位计；5、线缆；6、控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1-3，一种电除尘器灰斗料位测量装置，包括设置在灰斗1内的料位计，沿灰斗1高度方向设置有至少两个超高位料位计2、至少一个高位料位计3和至少一个低位料位计4，超高位料位计2、高位料位计3和低位料位计4的检测端均穿入灰斗1内，对灰斗1内的积灰进行依次多点联合检测，降低检测失灵概率，避免发生积灰超负载的情况产生，超高位料位计2、高位料位计3和低位料位计4的接线端分别通过线缆5与控制器6连接，以便检测信号的传输处理，超高位料位计2相对分布，超高位料位计2是灰斗1内最后的料位检测点，其检测结果至关重要，超高位料位计2的相对分布可以避免灰斗1内积灰不均匀影响检测结果，所述高位料位计3和低位料位计4错位且相对分布，错位增加检测点，增加检测手段和检测数量，提高检测容错率，相对分布避免积灰不均影响检测结果；

超高位料位计2为射频导纳料位计和第一耐磨热电阻，其可分别选用市面上品牌为莱鑫，型号为XC2141的射频导纳料位计和上海准立仪表有限公司生产的耐磨热电阻，射频导纳料位计和第一耐磨热电阻通过法兰或螺纹的方式与灰斗1安装且相对分布，其优选的安装位置为距离灰斗1进风口下方500mm处，射频导纳料位计是基于射频电容技术，将一个无线电频率加在探头上，因为任何材料均具有介电常数，而且其导电率都不同于空气，因此射频导纳料位计的检测探头与灰斗1内的积灰接触时，积灰与空气的导电性不同会引发一个微小的电容量变化，被射频导纳料位计的电路检测到，电容量的变化造成抗阻的变化，这一变化被电路测量后，再与灵敏度设置电路建立的参考基准相比较，而后进行开关量信号的输出，以此表示射频导纳料位计检测出灰斗1积灰，第一耐磨热电阻对灰斗1内的积灰进行检测时，灰斗1内正常情况下无积灰，灰斗1内烟气是流动的，灰斗1被进入的烟气恒定补温，如除尘器入口温度一般在100-140℃左右，灰斗1温度则维持在50-80℃左右，保持上下不超过5℃的区间，灰斗1内发生积灰堵料后，灰斗1内的积灰会把第一耐磨热电阻包裹住，烟气不再流动，第一耐磨热电阻缺少新的烟气补温，且积灰时间增长又会自动散热，此时第一耐磨热电阻检测到的温度会下降15℃左右，表示第一耐磨热电阻检测出灰斗1内积灰，射频导纳料位计和第一耐磨热电阻分别检测到灰斗内的积灰后，需要对积灰进行清理，并在射频导纳料位计和第一耐磨热电阻人一个检测到灰斗内积灰，亦需要对灰斗进行清理，射频导纳料位计和第一耐磨热电阻的联合使用，对灰斗内的积灰检测相互补充，提高检测可靠性，且其相对分布避免积灰不均匀影响检测结果，射频导纳料位计和第一耐磨热电阻的联合检测，增加灰斗内最后一道检测防线的可靠性，保障灰斗使用安全；

高位料位计3为第二耐磨热电阻，其同样可选用上海准立仪表有限公司生产的耐磨热电阻，并通过法兰或螺纹的方式与灰斗1安装，其保护管采用进口的镍硅钻合金材料制造，保护管一般壁厚为4-8mm，其洛氏硬度HRC≧38，耐冲击值J/cm2≧30，防护等级IP65，具有在高温使用中抗振、耐磨、耐腐蚀、稳定性好、响应快、使用寿命长等优点，第二耐磨热电阻的优选安装位置为超高位料位计2下方的100mm处，且其插入灰斗1内的长度为该处灰斗1横截面长度的1/2-2/3，插入的长度可以尽可能的规避灰斗1内积灰不均匀造成检测失灵的情况，第二耐磨热电阻对灰斗1内的积灰进行检测时，灰斗1内正常情况下无积灰，灰斗1内烟气是流动的，灰斗1被进入的烟气恒定补温，如除尘器入口温度一般在100-140℃左右，灰斗1温度则维持在50-80℃左右，保持上下不超过5℃的区间，灰斗1内发生积灰堵料后，灰斗1内的积灰会把第二耐磨热电阻包裹住，烟气不再流动，第二耐磨热电阻缺少新的烟气补温，且积灰时间增长又会自动散热，此时第二耐磨热电阻检测到的温度会下降15℃左右，表示第二耐磨热电阻检测出灰斗1内积灰，需要进行清理；

低位料位计4为阻旋式料位计，可以选用市场上品牌为润创，型号为RZ-ZX01的阻旋式料位计，通过法兰或螺纹的方式与灰斗1安装，阻旋式料位计优选的安装位置为高位料位计3下方的200mm处，且与高位料位计3位置相对分布，阻旋式料位计的检测端穿入灰斗1内，阻旋式料位计通过交流微电机经减速后带动桨叶慢速旋转，灰斗1内积灰与桨叶接触后，桨叶的转动受阻，阻旋式料位计检测机构主轴产生旋转位移，产生微动开关动作，切断微电机的电源使其停止转动，此时断路信号穿出表示阻旋式料位计检测出灰斗1内积灰，需要进行清理，且当灰斗1内无积灰阻挡后，检测机构通过弹簧拉力等恢复原态，使微电机电路重新接通驱动桨叶转动；

超高位料位计2、高位料位计3和低位料位计4的接线端分别连接线缆5与DCS控制器连接，DCS控制器通过灰斗1内的超高位料位计2、高位料位计3和低位料位计4的检测端采集灰斗1内的积灰数据，并将该数据传输到控制器中进行处理，根据预先设定的控制策略生成相应的控制指令，如低位料位计4检测到灰斗1内有积灰后，低位料位计4将检测结果传输至控制器，控制器发出排灰指令，这些控制指令被发送到执行器中执行，即使灰斗1执行排灰指令将积灰排出，执行器执行控制指令后，将执行结果反馈给控制器，控制器根据反馈数据重新调整控制策略，使控制过程更加精细；

该电除尘器灰斗料位测量装置的工作原理为：电除尘器捕捉灰尘并落入下方的灰斗1内后，灰斗1通过低位料位计4、高位料位计3和超高位料位计2对灰斗1内的积灰情况依次进行检测，低位料位计4的阻旋式料位计桨叶转动正常，高位料位计3的第二耐磨热电阻温度恒定，超高位料位计2的射频导纳料位计的电容量恒定以及第一耐磨热电阻的温度恒定，则表示灰斗1内无积灰，或积灰量少；

随灰斗1内落灰，阻旋式料位计的桨叶停止转动后，第二耐磨热电阻检测温度恒定，射频导纳料位计检测电容量恒定，第一耐磨热电阻检测温度恒定，则表示灰斗1内低位处有积灰，DCS控制器发出排灰指令；

阻旋式料位计桨叶转动不受阻，而第二耐磨电阻检测温度突然下降15℃左右，射频导纳料位计检测电容量恒定，第一耐磨热电阻检测温度恒定，则表示阻旋式料位计可能出现空腔或积灰不均匀以及出现检测失灵的情况，而灰斗1内积灰高度达到高位料位计3处，需要DCS控制器发出排灰指令，并及时对阻旋式料位计进行检修，排除故障；

阻旋式料位计的桨叶转动不受阻，第二耐磨热电阻检测温度恒定，射频导纳料位计检测的电容量突然发生变化并产生开关量信号的输出后，以及第一耐磨热电阻检测温度突然下降15℃，则表示，阻旋式料位计和第二耐磨热电阻出现检测故障或灰斗内出现积灰不均匀等情况，而灰斗1内的积灰高度达到超高位料位计2处，需要DCS控制器发出排灰指令，并及时对阻旋式料位计和第二耐磨热电阻进行检修处理，以排除故障；

阻旋式料位计的桨叶转动不受阻，第二耐磨热电阻检测温度恒定，射频导纳料位计检测的电容量突然发生变化并产生开关量信号的输出后，而第一耐磨热电阻检测温度恒定，则表示灰斗1内积灰达到超高位料位计2处，但阻旋式料位计、第二耐磨热电阻和第一耐磨热电阻均出现故障或发生灰斗内积灰不均匀的情况，需要DCS控制器发出排灰指令，并及时对阻旋式料位计、第一耐磨热电阻和第二耐磨热电阻进行检修处理，以排除故障；

阻旋式料位计的桨叶转动不受阻，第二耐磨热电阻检测温度恒定，射频导纳料位计检测的电容量恒定，但第一耐磨热电阻检测温度突然下降15℃，则表示灰斗1内积灰达到超高位料位计2处，但阻旋式料位计、第二耐磨热电阻和射频导纳料位计均出现故障或灰斗发生积灰不均匀情况，需要DCS控制器发出排灰指令，并及时对阻旋式料位计、第二耐磨热电阻和射频导纳料位计进行检修处理，以排除故障；

通过阻旋式料位计结合耐磨热电阻和射频导纳料位计的联合检测的方式对灰斗1内积灰从下到上进行多重检测，且检测原理不同，提高检测的精准度，并对灰斗1料位检测提供多重保障，提高检测的可靠性，使灰斗1内及时排灰，避免积灰，提高灰斗1使用的安全性。

Claims (7)

1.一种电除尘器灰斗料位测量装置，包括设置在灰斗（1）内的料位计，其特征在于：沿所述灰斗（1）高度方向设置有至少两个超高位料位计（2）、至少一个高位料位计（3）和至少一个低位料位计（4）；超高位料位计（2）、高位料位计（3）和低位料位计（4）的检测端均穿入灰斗（1）内，且超高位料位计（2）、高位料位计（3）和低位料位计（4）的接线端分别通过线缆（5）与控制器（6）连接；所述超高位料位计（2）相对分布，所述高位料位计（3）和低位料位计（4）错位且相对分布。

2.根据权利要求1所述的一种电除尘器灰斗料位测量装置，其特征在于：所述超高位料位计（2）位于灰斗（1）进风口下方500-600mm处，高位料位计（3）位于超高料位计的下方100-200mm处，低位料位计（4）位于高位料位计（3）的下方200-250mm处。

3.根据权利要求1所述的一种电除尘器灰斗料位测量装置，其特征在于：所述超高位料位计（2）为射频导纳料位计和第一耐磨热电阻。

4.根据权利要求1所述的一种电除尘器灰斗料位测量装置，其特征在于：所述高位料位计（3）为第二耐磨热电阻。

5.根据权利要求4所述的一种电除尘器灰斗料位测量装置，其特征在于：所述第二耐磨热电阻插入灰斗（1）内的长度为该处灰斗（1）截面长度的1/2-2/3。

6.根据权利要求1所述的一种电除尘器灰斗料位测量装置，其特征在于：所述低位料位计（4）为阻旋式料位计。

7.根据权利要求1所述的一种电除尘器灰斗料位测量装置，其特征在于：所述控制器（6）为DCS控制器。