Инструменты, цифровые технологии, связь, измерения

Датчики уровня золы

20 декабря 2016 г. в 09:19

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 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.

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…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.

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…+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 4…20 мА, 4 релейных выхода с коммутирующей способностью 250 В/2 А переменного тока, электронный счетный импульс 30 В/25 мА, 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.

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…+200 °С при давлениях от — 1 до 3 бар. Выходные коммуникационные сигналы: аналоговый 4…20 мА, 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).

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

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.

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 изделия INNOLevel IL-HT Nivorota FineTek SE 141/146/160 Rotonivo RN3000
t°C процесса -40°С…+600°С -20°С…+200°С -20°С…+200°С -40°С…+600°С
Давление процесса 0,8 бар

˂3 бар

Атм. - 0,9 бар…10 бар
Коммуникационные сигналы Реле SPDT: 250В/5А перем. ток 30В/3А пост. ток Реле SPDT: 250В/10А перем. ток Реле SPDT: 250В/5А перем. ток 30В/3А пост. ток Реле SPDT, «сухой контакт»
Материалы, соприкасающиеся со средой Нержавеющие стали. Уплотнения – бутадиен-акриловая резина Нержавеющие стали. Уплотнения – FPM (фтор-пропилен-мономер) Нержавеющие стали Нержавеющие стали
Степень защиты IP65 IP67 IP65 IP66
Минимальная насыпная плотность продукта ˃100 г/дм3 ˃100 г/дм3 ˃300 г/дм3 ˃15 г/дм3
Монтажная длина До 4 м До 3 м До 1,2 м, а так же индивидуально по заказу До 10 м

Источник: Компания «РусАвтоматизация»

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

«РусАвтоматизация» — компания, которая поставляет оборудование и проектирует системы АСУТП для автоматизации производственных процессов с 2011 года.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Дробилка ДДЗ-4

Дробилки предназначаются для произведения дробления, грохочения и равномерной выдачи бурого и каменного угля на транспортное устройство. Установка дробилок производится в системах топливоподачи производственных котельных, которые оборудованы паровыми и водогрейными котлами с топками для слоевого сжигания топлива.
Шиханов Дмитрий · ООО "АКС" · 20 марта · Россия · Алтайский край
Дробилка ДДЗ-4

УСЛУГИ: Контроль топлива в режиме реального времени

Данное решение позволяет в режиме реального времени (on-line) осуществлять контроль расхода топлива в основном на грузовых автомобилях. При этом, кроме установки навигационного автомобильного трекера требуется дополнительное оборудование — датчик уровня топлива, который врезается в топливный бак. Данные о расходе и уровне топлива отображаются в отчетах за любой интересующий период времени как в виде таблиц, так и в графическом виде. Стоимость услуги от 500 рублей
Гончарова Светлана · ООО "АВТОНАВИКОМ" · Вчера · Россия · Омская обл
Контроль топлива в режиме реального времени

ПРОДАМ: Горелки блочные ГБГ, ГБЖ на газовом и жидком топливе

Горелки блочные работают как на жидком (печное бытовое) так и на газовом топливе. Тепловая мощность — 0.2, 0.34, 0.45, 0.6, 0.8, 1.2 и 2.5 МВт. Горелки блочные применяются: в водогрейных и паровых котлах; в хлебопекарных печах; в топках зерносушилок; в плавильных печах при производстве сплавов цветных металлов; в топочных агрегатах используемых при регенерации загрязнённых нефтепродуктами грунтов; в агрегатах используемых при очистке труб газо- и нефтепроводов перед нанесением изоляции; на предприятиях при производстве асфальта для сушки песка и разогрева битума; в теплогенераторах для отопления промышленных помещений; в воздухонагревателях барабанных сушилок при сушке различных материалов; в паровых котлах «Монастырищенского котельного завода» марок Е-0,4-0,9ГН; Е-1,0-0,9Г; Е1,6-0,9Г; Е2,5-0,9Г; в водогрейных котлах серий Вк (КСВа) — КСВа 1,0 «ВК-22»; КСВа-2,0 «ВК-21»; КСВа-3,15 «ВК-22». Горелки блочные, серии ГБГ и ГБЖ, с принудительной подачей воздуха, регулируемым коэффициентом избытка воздуха, без предварительного смешения горючей смеси, двухступенчатым регулированием мощности. Работают в топках с противодавлением и имеют ручное и автоматическое управление, обеспечивающее автоматический запуск и защитное отключение при недопустимых эксплуатационных параметрах. В горелках используется сервопривод и датчики давления фирмы «KROM SCHRODER» (Германия). Дополнительная информация по тел
Леонова Анна · ООО "Веском" · 11 марта · Россия · Смоленская обл
Горелки блочные ГБГ, ГБЖ на газовом и жидком топливе

ПРОДАМ: Отбельная Глина ОГ-500 меш.25кг. пр-во Россия, Для Осветления масел

Основным компонентом минерального СОРБЕНТА ОГ-500 является активированная минеральными кислотами бентонитовая глина, которая имеет высокую способность очистки масла и саломаса от примесей и загрязнений таких как: мыла; фосфор и фосфолипиды; тяжелые металлы (Cu, Fe, Ni): воска эффективное снижение цветного числа Удаление выше указанных примесей приводит к следующему: увеличивается стабильность масла к окислению, так как уменьшается содержание в масле сопряженных полиенов и тяжелых металлов; саломас очищается от остатков Ni катализатора; придается блеск маслу ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОГ 500: не требует изменения аппаратной схемы; в несколько раз снижает потери масла с отработанным сорбентом (5-7 раз); является более выгодным с экономической точки зрения по критерию количество, качество/цена.
Сухоплещенко Станислав · ООО "ХИМЭНЕРГО" · 21 марта · Россия · Ростовская обл
Отбельная Глина ОГ-500 меш.25кг. пр-во Россия, Для Осветления масел

ПРОДАМ: Датчик контроля схода ленты КСЛ-3, КСЛ-2, КСЛ-1

Датчик контроля схода ленты КСЛ-3, КСЛ-2, КСЛ-1 предназначен для контроля аварийного схода в сторону конвейерной ленты. Датчик применяется на всех ленточных конвейерах, работающих в угольных шахтах всех категорий, опасных по газу (метану) и угольной пыли, а также на поверхности шахт в закрытых помещениях. Количество контактов — один, перестраиваемый на замыкание или на размыкание.    Коммутирует только искробезопасные цепи. Внутри корпуса установлена панель с герконом. Выводы геркона соединены с двумя контактными зажимами. На штоке установлен держатель с постоянным магнитом. Держатель может перемещаться по штоку вверх или вниз. Держатель на штоке закрепляется винтом и контргайкой. Геркон на панели и магнит в держателе крепятся эпоксидным компаундом.   Принцип работы датчика основан на преобразовании механического перемещения свободного конца гибкого привода в выходной сигнал с помощью контактов. Перемещение свободного конца привода в любую сторону вызывает срабатывание нормально-закрытого и нормально-открытого контактов кнопочного выключателя.   В связи с конструкторской особенностью датчик не нуждается в замене отдельных элементов, деталей, узлов (кроме выключателя). Места установки датчиков и способ их крепления определяются в соответствии с паспортом конвейера или проектом. Смотрите ниже приведенную схему установки датчиков. Датчик подключают телефонным кабелем ТАШ 1×2мм2. В 2019 г разработан новый датчик контроля схода ленты КСЛ-3МГ. Он изготовлен на основе коробки КРВ-100. Датчик отличается высокой герметичностью и возможностью работы на замыкание и размыкание.
Петров Игорь · Промэл · Сегодня · Россия · г Санкт-Петербург
Датчик контроля схода ленты КСЛ-3, КСЛ-2, КСЛ-1
Российский производитель и бренд низковольтной аппаратуры: электрооборудования для ввода, распределения и учета электричества, локальной автоматизации технологических процессов, а также комплексных энергоэффективных решений для любой отрасли индустрии.