安全阀的设计和选型

第一篇：安全阀的设计和选型

安全阀的选型和采购

目前大量生产的安全阀有弹簧式和杆式两大类。另外还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀、安全解压阀、静重式安全阀等。弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作，弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的，一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式，蒸汽或惰性气体等可以选用不封闭式，在弹簧式安全阀中还有带扳手和不带扳手的。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度，有时也可以用作手动紧急泄压用，如图3。杠杆式安全阀主要依靠杠杆重锤的作用力而工作，但由于杠杆式安全阀体积庞大往往限制了选用范围。温度较高时选用带散热器的安全阀。

安全阀的主要参数是排量，这个排量决定于阀座的口径和阀瓣的开启高度，由开启高度不同，又分为微启式和全启式两种。微启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/40～l/20。全启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/4。

2.安全阀的选用

由操作压力决定安全阀的公称压力，由操作温度决定安全阀的使用温度范围，由计算出的安全阀的定压值决定弹簧或杠杆的定压范围，再根据使用介质决定安全阀的材质和结构型式，再根据安全阀泄放量计算出安全阀的喉径。以下为安全阀选用的一般规则。

(l)热水锅炉一般用不封闭带扳手微启式安全阀。

(2)蒸汽锅炉或蒸汽管道一般用不封闭带扳手全启式安全阀。

(3)水等液体不可压缩介质一般用封闭微启式安全阀，或用安全泄放阀。

(4)高压给水一般用封闭全启式安全阀，如高压给水加热器、换热器等。

(5)气体等可压缩性介质一般用封闭全启式安全阀，如储气罐、气体管道等。

(6)E级蒸汽锅炉一般用静重式安全阀。

(7)大口径，大排量及高压系统一般用脉冲式安全阀，如减温减压装置、电站锅炉等，如图8所示。

(8)运送液化气的火车槽车、汽车槽车、贮罐等一般用内装式安全阀，如图4所示。

(9)油罐顶部一般用液压安全阀，需与呼吸阀配合使用。

(10)井下排水或天然气管道一般用先导式安全阀，如图6所示。

(11)液化石油气站罐泵出口的液相回流管道上一般用安全回流阀。

(12)负压或操作过程中可能会产生负压的系统一般用真空负压安全阀。

(13)背压波动较大和有毒易燃的容器或管路系统一般用波纹管安全阀。

第二篇：湿法烟气脱硫除雾器设计选型和维护

来源：电力环境保护 更新时间：09-12-30 14:34 作者: 王小平

摘要:分析了除雾器叶片的设计要求,比较了平板型和屋脊型除雾器的特点。从运行、维护的角度出发,建议建立除雾器检测和冲洗制度,以确保除雾器的安全、正常运行。

关键词:湿法烟气脱硫,除雾器,设计选型,运行维护

除雾器是湿法脱硫装置中必不可少的设备[ 1 ] 。除雾器的形式有多种,如气旋式、丝网式、叶片式等。在石灰石—石膏湿法脱硫吸收塔中,一般采用叶片式除雾器。这种除雾器具有阻力小,一般每级小于 100 Pa;不容易堵塞;允许较高的烟气流速;切分粒径可达到20～40μm等优点。

1 除雾器叶片及其间距的选择

目前,我国火电厂湿法脱硫系统中采用的吸收塔除雾器叶片有多种,但得到广泛应用的主要是正弦波型和折流板型两种叶片。

用于制造除雾器叶片的材料一般都采用PP塑料,该材料的优点是价格较低廉、耐腐性强。缺点是强度较低,耐温性差,且随着温度的升高,强度降低很快,正常室温下的强度仅为30MPa, 只有玻璃钢的1 /5。但综合各种因素考虑,脱硫系统中仍然普遍采用这种材料。

除雾器叶片的间距设定要综合考虑除雾器阻力以及除雾效率两个因素,一般要求两级的阻力小于 200 Pa, 同时要求通过除雾器的烟气中水的质量浓度低于100mg/m3。从目前的使用情况来看,正弦波型的叶片间距一般为30mm左右,而两级平板型叶片间距一般选20～40mm。

安装时,一般将叶片水平布置的平板型除雾器两端支撑在梁上,此时梁的跨度选择多大合适呢? 笔者曾计算了不同跨距下结垢厚度达到1 /3叶片间距时的最大应力,即按叶片高度为200mm,叶片厚度为3mm,间距40mm计,计算结果详见表1。

据有关文献介绍, PP塑料在70 ℃时的强度为 8. 85MPa[ 2,为了促进SO2 的吸收和溶解,采取了2种措施:加入石灰石以中和溶液中的H+ ;向浆池中鼓入过量空气,以促进石膏的形成和结晶。吸收塔底部的石膏浆液与新鲜的石灰石浆液混合后由喷嘴喷出,与烟气充分接触后,其中很小一部分被烟气携带附着于除雾器的叶片或其他零部件上。如果浆液在叶片上停留的时间较长, 就会在叶片表面形成垢层。

(2)吸收剂过量。过量的吸收剂会导致溶液中钙离子浓度过高,过饱和度增大,结垢加快。 (3)吸收塔内烟气流动不均匀。这种情况会在烟气流速较快的位置产生二次携带,导致除雾器结垢,其根本原因是吸收塔流场设计不合理。

除雾器叶片一旦开始结垢,发展将十分迅速。

因为结垢层的存在减小了通道面积,导致该处的烟气流速增大,加大了二次携带的风险。 3. 2 除雾器冲洗系统设计 在设计除雾器冲洗系统时要考虑的因素有:冲洗面选择、冲洗水压力、冲洗强度、喷嘴角度、冲洗频率、冲洗水水质等。

为了减少烟气通过除雾器后的携带水量,冲洗系统通常设计成只冲洗除雾器初级叶片的迎风面和背风面。冲洗水的压力一般要求200 kPa以上,冲洗强度在40 l/ (m2·min)左右,喷嘴角度一般选择 90°或110°, 200%重叠。

通过调整各冲洗通道的间隔时间可调节补充水量,冲洗通道可以按空间顺序依次冲洗,也可以将一个周期内的冲洗次数调整为迎风面多于背风面。冲洗频率一般取决于吸收塔每小时的蒸发水流量,当吸收塔内的水位低于设定值时,自动控制系统将执行除雾器冲洗程序。

冲洗水要尽可能采用新鲜水,以迅速降低除雾器叶片上附着浆液的饱和度,避免结垢。 4 安装和运行中应注意的问题

(1)除雾器支撑梁的制作和安装必须执行相关标准,并将其作为工程质量检查计划表中的一个项目加以重视。在除雾器安装过程中曾发现有梁间距过大问题,这将使除雾器不能牢固定位。另外,在冬季安装除雾器时,一定要小心搬运, PP材料在温度较低时的韧性较差,受到强冲击时易碎。

(2)为避免出现除雾器垮塌事故,应建立对除雾器的冲洗制度,并及时观察除雾器前、后端压差, 当压差增大时应尽快冲洗。

(3)对于燃煤硫分高于设计值的电厂,由于从吸收剂补充来的水量增加,而吸收塔的蒸发量不变, 导致吸收塔水位越来越高,使得吸收塔始终处于高液位运行状态,除雾器得不到自动冲洗。这种情况下,一定要建立除雾器定期冲洗制度。

5 结语

虽然平板型和屋脊型除雾器都已成功应用于烟气脱硫工程中,但从经济性考虑,建议一般情况下选用平板型除雾器,且支撑梁间距不要超过2 000mm; 而在烟温较高的情况下,采用屋脊型除雾器比较适宜;要避免除雾器结垢,维持除雾器的安全、正常运行,必须建立除雾器的检测和冲洗制度。

第三篇：空气源热泵机组的设计选型总结

一、热水量及耗热量的计算

1、日耗热量的计算

依据规范《建筑给水排水设计规》GB50015-2003，全日供应热水的宿舍( I 、 II 类)、 住宅、别墅、酒店式公寓、招待所、培训中心、旅馆、宾馆的客房 ( 不含员工 ) 、医院住院部、养老院、幼儿园、托儿所 ( 有住宿 ) 、办公楼 等建筑的集中热水供应系统的设计日耗热量应按下式计算 ：

Qdcmq(trtl)rrd式中 Q—— 日耗热量 ，KJ/ d ;

C —— 水的比热，4.187 KJ/ kg· ℃

q —— 热水用水定额 L/ 人·d 或 L/ 床·d r

m —— 用水计算单位数 (人数或床位数)

rr —— 热水密度 ，kg/L

rt

—— 热水的温度，t= 60℃

tl

—— 冷水温度 ，℃

2、设计日用水量 qrdQcdr(tr1tl1)

式中 q—— 设计日用水量 ，L/ d ;

rdQd—— 日耗热量 ，KJ/ d ;

C —— 水的比热，4.187 KJ/ kg· ℃

 —— 热水密度 ，kg/L

r

m —— 用水计算单位数 (人数或床位数)

tr

1—— 设计热水的温度，℃

t

—— 设计冷水温度 ，℃

l1

3、设计小时耗热量

全日供应热水的宿舍( I 、 II 类)、 住宅、别墅、酒店式公寓、招待所、培训中心、旅馆、宾馆的客房 ( 不含员工 ) 、医院住院部、养老院、幼儿园、托儿所 ( 有住宿 ) 、办公楼 等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量应按下式计算:

Q hKmqc(trtl)rhrT

式中 Q—— 设计小时耗热量 ，KJ/ h ;

h

C —— 水的比热，4.187 KJ/ kg· ℃

q —— 热水用水定额 L/ 人·d 或 L/ 床·d r

m —— 用水计算单位数 (人数或床位数)

rr —— 热水密度 ，kg/L

rt

—— 热水的温度，t= 60℃

tl

—— 冷水温度 ，℃

T

—— 每日使用时间，h

K —— 小时变化系数 ，见下标6.4.2 选取

h

4、设计小时用水量

qrhQrhc(trtl)

式中 Q—— 设计小时耗热量 ，L/ h ;

h

C —— 水的比热，4.187 KJ/ kg· ℃

rr —— 热水密度 ，kg/L

t

—— 设计热水的温度，℃

tl

—— 设计冷水温度 ，℃

二、设备选型

1、机组小时供热量

空气源热泵热水机组小时供热量按下式计算: Q式中

gKgQ1d1T

Q —— 热泵机组设计小时供热量 KJ/ h Qd—— 最高日耗热量 KJ/d T—— 热泵设计工作时间 ，12～20 h 1 K1—— 安全系数 ，可取 1.05～1.0 所选热泵的总制热功率应在相应的工况下，大于设计小时供热量Q

g

2、贮热水箱的选择

(1)全日制集中热水供系统贮热水箱有效容积，应根据日耗热量、热泵持续工作时间及热泵工作时间内耗热量等因素确定，当其因素不确定时宜按下式计算 ：

式中： Q h —— 设计小时耗热量 (kJ/h) ;

V r——贮热水箱有效容积( L ) ; T —— 设计小时耗热量持续时间( h ) ;

η—— 有效贮热容积系数，贮热水箱、卧式贮热水罐 η = 0.80 ～ 0.85 ，立式贮热水罐η = 0.85 ～ 0.90 ;

k 2 —— 安全系数， k 2 =1.10 ～ 1.20 。

(2)定时热水供应系统的贮热水箱的有效容积宜为定时供应最大时段的全部热水量;

3、循环水泵的选择

水箱与热泵机组之间需要用水泵来提供循环动力。 (1) 循环水泵的流量计算

(1.15~1.2)Qctqxg

式中 q—— 循环流量，L / h

xQ—— 设计小时供热量 KJ/h

gt—— 热泵机组被加热水温升，一般为5~7℃

—— 热泵机组被加热水的密度，kg/L

备注：当空气源热泵机组不需再次经过换热器换热时，循环流量可乘以1.15~1.2的安全系数。 (2) 扬程计算

H1.3(HbHeHp)

式中 H—— 循环泵扬程 ，KPa

H—— 换热器阻力损失，板换时约50KPa bH—— 热泵机组内蒸发器的阻力损失KPa，由设备商提供

eH—— 连接管路损失 ，KPa

P

4、空气源热泵热水供应系统设置辅助热源应按下列原则确定 (1)最冷月平均气温不小于10℃的地区，可不设辅助热源 ;

最冷月平均气温小于10℃且不小于0℃时，宜设置辅助热源 。 (2) 空气源热泵辅助热源应投资省，就地获取 ;

注：经技术经济比较合理时 , 采暖季节宜由燃煤(气)锅炉、热力管网的高温水或电力作为热水供应辅助热源 。

(3)当设辅助热源时，宜按当地农历春分、秋分所在月的平均气温和冷水供水温度计算;当不设辅助热源时，应按当地最冷月平均气温和冷水供水温度计算 ;

5、空气源热泵机组布置应符合下列规定 ：

(1) 机组不得布置在通风条件差、环境噪声控制严及人员密集的场所 ; (2) 机组进风面距遮挡物宜大于 1.5m ，控制面距墙宜大于 1.2m ，顶部出风的机组，其上部净空宜大于 4.5m ;

(3) 机组进风面相对布置时，其间距宜大于 3.0m 。

注 ：小型机组布置时，本款第 (2) 、(3) 项中尺寸要求可适当减少 。

第四篇：基于Internet的风机网上选型系统的设计论文

摘要：

本文具体探讨Internet风机网上选型系统设计要领，集合数据库维护、风机设备选型以及用户数据管理功能进行模块梳理，借助网络平台以及浏览器令客户能够及时、方便地查询选型工作进展状况，全面解决传统手工操作行为带来的选型困境，实现相关系统会员之间的无空间、无时间限制沟通。

关键词：

Internet;数据库;风机设备;系统选型

目前大多数研究单位以及高校都深度吸纳具备经验数据且工作性能稳定的风机设备，其间布置合理选型鉴定软件，使得程序工作人员能够及时摆脱传统手工操作带来的疲惫感官效应。网络技术高速发展可说是为风机选型系统提供全新认知分解经验。

1风机网上选型系统模式论述

针对单位软件程序进行创新设计开发，需要借助软件工学层次明确各类用户实际需求，经过风机网上选型提供技术人员相关疏导经验，确保用户提供的参数能够尽快输入相关风机设备之中，用户可以借助特定程序查询风机性能状态，对于最终判定结果予以科学处置并绘制性能曲线认证图，使得各类选型结果都能如数保存到系统之中，方便日后维护工作的进行。依照上述功能分析，选型系统须围绕以下模块结构进行有效调试，包括模块性能、模型架构、用户数据、风机选型模块资源等。

1.1系统总体架构形态

通风机系统选型设计思路具体是应用网络浏览器鉴定数据库系统存储管理信息功能，借助对应调试访问技术为用户提供方便适应条件，杜绝任何模糊认知迹象滋生。例如：对新风机压力系数的要求，应是越大越好，因为压力系数越大风机直径越小，相应的风机的体积就小、重量就轻。在具体设计中，压力系数到底应选多大合适，这要由设计者全面衡量考虑后决定，不同的设计者，可能有不同的选择，这都是正常的。叶轮主要尺寸及机壳出口和进风口的进口尺寸均为优先数系中的值，其中除叶轮总宽度尺寸为R40数系外，其它均为R20数系中的值。这样一来，当按这两个风机的空气动力学略图设计系列风机时，其机号(叶轮外径D)按优先数系(一般按R20)排列时，各机号风机的主要尺寸也将符合优先数系中的值。这会给设计工作带来极大方便。

1.2系统功能模式

单位软件程序都可以借助若干个子系统实施搭接，这部分选型系统集合设备数据维护、用户资料管理、风机工作状况查询以及选型参数检验等工序进行适当衔接。前期设备维护就是针对通风机性能以及模型数据库进行适当添加、删除，确保在网页浏览时能够清晰提炼关键维护要领;用户数据管理则针对系统注册用户进行网上浏览资格验证;风机参数查询计算结果会合理输入存储界面之内，并在后续选型工作中依照用户个体需求进行合理计算，实时列入查询范围并供用户现场选择，必要时应用Web显示或者直接打印收编。

2此类系统的支持技术研究

2.1数据库技术

该类系统具体应用MYSQL网络数据库进行整编，保留一定程度的结构化特征，能够在通风机性能维护与信息检索中提供方便适应条件。MYSQL样式数据库结构具体结合库、表二级结构形态舒展，其直接与关系数据查询语言标准SQL对应。经过系统建立fandatabase数据库过后，包含basicdata、member等多个表格都会存储到通风机基础性能数据框架之中。

2.2Web技术

这是网上信息发布的主要端口，其中运用Apache服务器建立核心站点以及静态页面，包括各类交互式应用程序在内，可以及时抽取数据库中特定信息结果并予以合理交接计算。此类站点信息的具体引导媒介就是HTML文档。由于系统主要应用Dreamweaver与动态HTML进行设计，使得处于动态HTML的用户个体能够随时与系统进行信息交互，保持双向通信工作的顺利进行。处于远程通信界面的用户数据可以利用超链接形式直接发送至HTML表单并启动WWW服务器上的应用程序，这部分应用程序可以快速完成数据库查询与结果分析工作。

2.3Web服务器与数据库衔接端口支持技术

数据库与Web服务器之间存在交接端口，能够合理促使信息技术的对外宣传与应用速率。在此类系统架构之中，包含大量网页服务器对MYSQL数据库的访问活动，这里强调的技术是目前十分流行的PHP模式，具体就是借助服务器端HTML页面进行脚步描述语言嵌入，实施手段基本与微软ASP语言大同小异。PHP可说是全面吸纳了数据库与脚步应用程序语言功效，能够尽快完成数据库与页面同步更新工作，因为PHP源代码保持全面公开状态，一直以来能够全面供应函数库更新动力，确保其不管在UNIX或者是Windows平台之上都赋予着独特运转功能，保证其在程序设计方面拥有极高的支持能效。需要特别强调的是，PHP能够提供优质化的数据访问媒介，同时开创动态交互式服务器应用渠道。处于服务器端口的脚本语句应用标识进行合理嵌入，只要客户浏览器向服务器终端提出页面访问请求时，页面就会自动激活处理程序;如果页面文件检查为.php格式，就瞬时处理特殊标识语句，在第一时间内向客户端提供检验结果，最后交由浏览器进行HTML标记以及客户端脚本语句形态阐述。

3网上选型系统的应用要点解析

此类系统保留以下技术优势特征：首先，通风机数据高度共享，风机设备本就蕴藏着繁多技术类别，数据库在网上运行同时实现共享能够合理杜绝数据库人力开发消耗的人力、物力资源;其次，使用过程十分便利快速，因为网络保留一定程度的开放性，系统在任何地区基本都可以使用，单位选型分析结果也可直接拷贝于优盘之中，方便随身携带;在此，选型结果与经验可以在第一时间内进行共享优化，因为操作主体同时使用单个数据库，面对着时间跨越性度过，各类数据库资料提取经验逐渐丰富，加上系统界面展示形式精巧，能够确保首次接触的人员尽快熟练操作要点;最后，系统在用户使用环境上没有过多严格要求，用户甚至不需重复安装软件程序，直接就可依靠网页进行操作。

4离心通风机集成化设计平台的实现策略补充

4.1通风机相似设计流程

所谓相似设计就是依照两个相似风机设备进行比转数相等原理解析，之后结合实验室考验性能较好的相同型号风机进行验证，从中选取数据结果较为接近的设备个体作为模型，并将模型机几何尺寸进行合理放大甚至缩小，进而获取创新风机形态标准方案。实际工序流程为：依照用户个体提供的流量、压力状态进行科学转换，并确定比转数，当比转数过小甚至不能借由回转式风机操作时，就应该考虑配合单进气双极离心通风机进行比转数计算，直到确定结果后依据模型无因次性能曲线进行最高效率点中各类流量、系数。在新通风机设备之中采取相似设计方式，基本上规避重复性能检测流程，机械在迎合总体设计要求前提下还可稳固结构高效率运作水准，因此此类手段在通风机架构设计项目中得到广泛采纳。

4.2参数化设计模型指导

参数化设计模型具体用来约束表达产品模型的形状特征，配合参数组校正设计结果，进而搭配相关零件材料。此类设计活动依靠程序与尺寸驱动，在图形几何模型与尺寸数学关系梳理清楚之后，将此类特殊关联输入系统程序之中，并联合特定参数值生成所需模型。其基本理论就是借助应用程序生成的基图进行特定标识审核，为用户提供各类安全保障。参数化实现手段实际上就是配合草图技术生产二维轮廓，轮廓基础位置与尺寸都不必借助草图绽放，只要在日后参数设计过程中就可清晰提炼;之后配合系统拉伸与旋转功能获取三维特征。配合这类手段进行CSG树调试，就可以顺利完成模型的参数设计工序。需要关注的是，这部分参数并不代表最末端模型的参数结构，而是完成造型模拟的参数形态。

4.3网上选型软件匹配

此类软件在系统选定基础上得到验证开发，大部分交由企业研究中心依据实际情况布置，其核心动机在于提升设计运作效率，尽量遏制工期拖延现象，使得产品质量获得前所未有的改观效果，为各类生产项目提供优质化服务。这类软件经常借助交互式形态呈现，以合理发挥人机各类所长，程序衔接上较为迎合设计主体行为习惯，用户秩序熟练掌握操作命令与参数内容就可以了，不需要费尽心思记忆各类程序调用细节。目前用VB6.0编写的风机选型软件涵盖了离心通风机行业较常用的风机模型，具有应用范围广，软件操作简便等特点。其中考虑了风机在不同运行环境下的大气压、介质密度计算;同时分析额定转速下的叶轮外缘线速度计算等。其间软件既可做选型用，也可根据密度、转速、直径，通过选择不同的风机系列做风机电子样本使用。理想化的选型软件笔者认为应该是框架式的，不同的厂家将自己常用风机的无因次性能取点输入软件的数据库，运用行业通用的计算理论计算工况环境下的风机性能，选取适合的风机型号、机号，采用差值法取得风机运行工况点或范围。PB+SQL可作为这种软件编制的首选，其前台的编程软件和后台数据库管理核心都是sysbase公司的，具有完美结合力。

5结束语

风机网上选型过程以及结果多样，但总体上仍旧方便、快捷，能够实时与企业现有模型进行充分对比、融合，稳定基础设备长期工作动力与资源开发实效，为后期各类生产项目拓展肃清不必要的限制因素。

参考文献：

[1]吴淑芳.基于三维设计的工程图自动调整技术[J].机械设计与制造，2009(18)：59-63.

[2]苑雪.《数据库技术》基于工作过程的教学模式设计与分析[J].科技信息，2010(22)：68-75.

[3]杨兆建.基于JavaScript的网络三维实体造型研究[J].机械工程与自动化，2010(13)：69-70.

第五篇：雷达料位计在水泥厂的选型和应用

雷达料位计在水泥厂的应用和选型

张卫民

(天津水泥设计研究院，天津 300400)

1 概述

物位是水泥工业生产过程的主要测量参数之一，和其他行业不同，在水泥工业中主要是固体物料的物位测量，液位测量则很少。固体物料种类繁多，有块料、颗粒状、粉料，这些物料的介电常数、容重、温度、水分含量也各不相同。接触式测量是过去测量物位的主要手段，如电容式、重锤式、音叉式、阻旋式等测量方法，由于测量时仪表和物料是接触的，在使用过程中往往会出现各种问题，如电容的挂料;重锤的断锤、埋锤;音叉的堵料等，且日常的维护量很大。到20世纪90年代，水泥工业开始采用非接触的物位测量，较早成熟的非接触的测量技术有超声波技术和核辐射技术(γ射线)，核辐射技术因有放射源，在应用上受到限制。

超声波技术近几年来发展很快，是目前应用最广泛的非接触式测量方法，特别在液位测量。在水泥厂超声波物位测量已较普遍应用在原料调配库、原煤库、熟料库等，但超声波必须借助于媒质传播，如在水泥厂的储库物位测量通常以空气作为传播介质，而空气的温度、湿度、组分等的变化会影响超声波传播速度，空气中的粉尘也将衰减超声波的传播信号;当前超声波物位测量仅用于测量块料或颗粒状的物料，对粉仓料位的测量，由于粉仓料位表面在下料时非常疏松，对超声波信号有较强的衰减，故至今还没有测粉仓料位成功的先例。

90年代末期，在过程检测领域出现了高性能、低价格的微波物位计即雷达料位计，所谓微波是电磁波，其频率范围为300MHz～300GHz,微波的传播速度为3×108m/s,如设频率为5.8GHz,在大气中波长约为52mm，其穿透力强，传播速度不受粉尘、蒸汽及介质组分的影响，传播衰减也很小;对被测固体物料除要求其介电常数ε>1.8外，物料的温度、压力、密度等几乎不影响对其准确的测量;现有雷达料位计在天线设计和形状确保了接受回波的能量;另外现场调试也十分简单，通过专用的软件，能把正确的回波迅速找到，并立即换算为物位值。由于比超声料位计有其更卓越的性能，近几年来，雷达料位计迅速、大量进入了过程检测仪表的市场，在各行业普遍使用。在水泥行业也几乎由雷达料位计统占物位测量的领域，据统计近几年来新设计的大型水泥厂和粉磨站的各类库和仓近90%采用了各种类型的雷达料位计，天威公司的PLUS54现场总线型PA雷达料位计，还成功用在云南红塔滇西水泥公司的3条水泥生产线的8个水泥库中，和其他仪表组成了新型的FCS系统。

2 雷达料位测量原理和主要技术因素

雷达料位计是利用回波测距原理。发射天线向被测目标发射微波，被测目标的微波被接收天线接收，信号处理器将发射信号与接收信号比较，计算出被测距离，并可算出相应的物位值。

微波脉冲来回传播时间t由下式决定：

t=(1)

式中：a—天线到被测目标的距离;

c—微波传播的速度(光速)。

由于微波在传播途径上有衰减和干扰反射，故测量的关键是要能接收到反射

回波，并识别出有效回波。接收的回波能量Pk可用简化的雷达方程表示如下：Pk=PτxCxGiGtGr/r4(2)

式中：Pτ—天线辐射功率;

C—经验系数，由经验决定;

Gi—由目标表面介电特性及面积决定的反射增益;

Gt，Gr—天线发射和接收效率;

r—天线与目标间的距离。

从式(2)知：接收的回波能量大小与天线的发射和接收效率以及天线辐射功率有关，故雷达料位计的天线设计和形状很关键，现有的天线除号角天线(喇叭口)和棒状天线外，还有平面天线和抛物面天线，为用于介电常数较小的物料，将缆绳作为天线或安装导波管，缆绳和导波管一直延伸到库或仓底，由此来传递发送和接收的电磁波，增强了回波的信号。

从式(2)还知：接收的回波能量大小与物料表面的介电特性有关，介电常数ε高，反射率高，得到的回波强度也高;介电常数ε低，物料会吸收部分微波的能量，回波强度也较低。通常要求被测物料的介电常数ε：液体为ε>1.8,固体ε>2.5，水泥厂固体ε>2.5，水泥的介电常数ε为3。

在水泥工厂，各种固体物料储存在库或仓里，都存在物料的安息角，回波反射也会象超声波一样存在漫反射，产生干扰回波和假回波，通过软件可排除干扰回波和假回波，但有效回波强度会减少很多，故设计选型时，要考虑衰减，选量程要留有一定的余量。

3 雷达料位计的选型

3.1 脉冲型雷达

用于测物位的雷达料位计通常分为两类：脉冲型雷达(Pulse)和调频连续波雷达(FMCW)。在过程监测场合主要选用脉冲型雷达，由于其频率较低(6.3GHz)，并且在天线结构设计时充分考虑了冷凝、积料等影响，还能利用超声波料位计中的回波信号处理，在有搅拌器等复杂工况中也能识别有效回波，价格相对也较便宜，故在水泥行业中主要采用了以VEGA公司为代表的VEGAPULS型脉冲型雷达。

3.2 颗粒状物料的选型

在水泥厂原料大多是颗粒状物料，个别是块料，如石灰石、原煤、页岩等，其半成品熟料也是颗粒状物料，储存在库或仓里，都存在物料的安息角，但也有反射介面。根据入料和卸料所形成的物料安息角和表面情况，在确定有效量程后，建议采用非接触型的雷达料位计，即带有棒形或号角形天线的料位计。如用接触型的雷达料位计，会产生对缆绳较大的下拉力，造成事故。根据水泥厂信息反馈，号角形天线的料位计回波更强，精确度更高(±0.2%～±1%F.S),常用型号为PULS54。

3.3 粉状物料的选型

在水泥厂和粉磨站水泥库一般有4～8个，在水泥厂还有生料均化库和粉煤灰库，这些物料全是粉料，非常难测其料位。在库里的粉料表面极为疏松，微波反射相当困难，为此建议采用接触型雷达料位计,也可选用大法兰的带有号角天线的非接触型雷达料位计，较典型的产品有VEGA-FLEX52K和E+H的FMP40缆式雷达料位计，它实际上是把缆绳既当天线又作导波管，合二为一，微波脉冲从探头发出后沿缆绳传播，当脉冲遇到物料表面时会被反射回来，其量程可达35m，被测物料的介电常数ε最低为1.6,另外缆绳的耐磨和忍受的最大下拉力，能满

足水泥厂各类粉料库的检测要求。目前已有许多水泥厂用缆式雷达料位计测量均化库、水泥库和粉煤灰库的料位，取得较好的效果，如海螺荻港、浙江三狮、陕西耀县、甘肃祁连山等水泥厂。

3.4 二线制

目前使用的雷达料位计大多是一体化的产品，由二线制供电，可直接控制系统的模块，输出4～20mA的模拟信号，可节省大量电缆;同时还提供HART数字信号和各种协议的现场总线数字通信功能，和计算机监控系统连接非常方便，既可在现场调试，也可用PC机在控制室调试，如组成FCS系统还可在操作员站调试。

4 结论

水泥厂的物位测量是水泥生产线自动化系统一个重要组成部分，雷达料位计的应用解除了人们对水泥厂的物位测量的疑虑，现有雷达料位计在品种、精确度、标准材料、耐压、耐高温、防爆等方面都能满足水泥厂检测和控制的要求。