創元電廠鍋爐輸灰網灰庫由于采用的是水泥罐，內部灰位從外面無法知曉，因此必須完全依靠熱工測量才能準確判斷出灰位的高低。創元電廠2×300MW機組輸灰網灰庫灰位測量采用的是進口射頻導納物位開關，每個灰庫安裝8個物位開關，3個灰庫共計安裝24個射頻導納物位開關。射頻導納物位開關本身只能測量出開關量信號，不能連續反應出灰庫的實際灰位，存在很大的測量盲區，在實際生產使用過程中，測量時由于射頻導納物位開關的誤報拒報，運行人員很難判斷灰庫的實際灰位，影響到電廠安全生產的正常進行。
采用水滴型天線雷達物位計YR-RD99-DBXK4LMV進行技術改造后，基本消除了以上問題，實現了灰庫灰位模擬量的測量顯示，并且減少了檢修成本，設備的維護量幾乎降為零，為企業產生了可觀的經濟效益。
1、改造前灰庫測量方式
改造前灰庫DCS畫面如圖1所示。細灰庫、粗灰庫、原灰庫每個灰庫安裝有8個射頻導納物位開關，分別裝在1.5m、2.5m、3.5m、4.5m、6.5m、8.5m、9.5m、10.5m處。現場查看，發現實際安裝位置距離與標識距離并不完全一致，與設計存在很大的誤差，并且由于安裝在罐壁側面，離地面很高，檢修時很不安全。如果重新安裝安全護欄，資金花費和安裝工作量都很大。
圖1 改造前電廠灰庫使用物位開關的DCS畫面示意圖
射頻導納物位開關是基于電容式原理基礎上發展起來的技術。由于測量探頭長期伸入到灰庫內，與灰直接接觸，工作環境惡劣，使用一段時間后，就開始測量不準，經常拒報或誤報，故障率高，檢修工作量大，導致從外面無從知曉灰庫實際灰位(外面無法看見，只能通過此裝置測量灰位)。
檢修時把它拆下來，發現射頻導納物位開關探頭變形嚴重，并且銹跡斑斑，重新修好除銹后，使用不久后又開始誤報，只有重新更換，檢修費用居高不下。因此，改造很有必要。
2、改造方案
YR-RD99-DBXK4LMV水滴型天線雷達物位計通過比對反射波和當前發射波的頻率差，進行信號處理。該頻率差△f 和距離成正比，頻率差越大也就表明距離越大。經過快速傅立葉轉換(FFT)，頻率差Δf 被轉換成頻譜，并以此計算得出距離d；通過給定的罐高值，計算得出物位的高度。
圖2 水滴型天線雷達物位計YR-RD99-DBXK4LMV
水滴型天線雷達物位計獨有水滴型天線設計用于多塵和強腐蝕的環境，具有很強抗干擾能力和粉塵穿透能力；與介質接觸部分(水滴型天線+法蘭密封等)為整體聚四氟乙烯結構，是多塵或強腐蝕條件下準確測量的保證，適用于灰塵多而導致喇叭口堵塞，影響測量，從而減少為防堵塞而需要額外增加壓縮空氣系統的改造成本。YR-RD99-DBXK4LMV為非金屬PTFE球狀天線，可以防止腐蝕生銹，延長設備使用壽命。
圖3 改造后電廠灰庫使用雷達物位計的DCS畫面示意圖
與改造前圖紙比較，畫面增加了模擬量顯示(由于目前僅完成細灰庫和粗灰庫兩個灰庫料位計的改造，原灰庫還未完成，因此，原灰庫畫面料位模擬量顯示的是負值)，開關量式料位顯示減少了9個，這是因為灰庫射頻導納物位開關已經壞了9只(壞的射頻導納物位開關測點已經從畫面上刪除)。如果按以前檢修方式，壞一支，修不好后重新更換，則需檢修費用15000元×9=135000元。而采用YR-RD99-DBXK4LMV后，由于1個可以替代8個射頻導納物位開關的測量效果，節約成本效果明顯。
改造后細灰庫和粗灰庫的顯示模擬量曲線圖如圖4所示。
3、改造實際使用效果
電廠灰庫使用YR-RD99-DBXK4LMV水滴型天線雷達物位計測量灰位改造后，取得如下效果：
①消除重大檢修安全隱患
由于灰庫射頻導納物位開關安裝在灰庫外壁上，離地面大約20多米高，并且沒有安全防護設施，檢修極不安全，如果射頻導納物位開關故障，則必須到就地去檢查、拆裝，非常危險。檢修中如不小心人或設備掉下去，輕則損壞設備，重則導致人身傷亡事故，存在極大的安全隱患。改造后，由于測點安裝在頂部平臺上，檢修維護非常方便，基本沒有安全危險。
②節約檢修或安裝費用
3個灰庫共計安裝24支進口射頻導納物位開關，價格約15000元/個，共計360000元，改成YR系列雷達物位計后，可大大節約成本。
③實現灰庫灰位的模擬量測量顯示
灰庫模擬量測量顯示，使運行人員對灰庫灰位的實際情況了如指掌，便于操作控制灰庫灰位。以前灰庫采用的是進口射頻導納物位開關，測量的是開關量，如有一兩個拒報或誤報，則灰庫灰位無從知曉，影響運行人員操作，輕則導致庫頂布袋除塵器損壞，重則影響機組安全穩定運行。
④節省檢修人力物力
雷達波物位計直接安裝在灰庫庫頂，受灰塵影響較少，因此，故障率大大降低，檢修工作量也大大下降，基本上免維護。
⑤節約廠用電
原來的物位開關功率約10W，24個年總耗電約2102.4度，新安裝的雷達物位計的每個功率僅0.7W，基本可以忽略不計。
改造基本達到了預期目的，此方案具有較大的推廣經濟價值，特別是對于新建電廠，節約的電纜和減少的施工工作量都相當可觀。此改造方案的關鍵問題在于水滴型天線雷達物位計的設備選型及安裝位置的選擇上，必須要確保YR-RD99-DBXK4LMV能夠測得準，信號抗干擾能力強。對于新建電廠，從設備運行安全上考慮，也可以在灰庫庫頂增加一個物位開關，用于保護及誤報時備用。
作者:湖南省創元電廠 徐崢嶸
