隨著火電廠輸煤系統自動化程度的不斷提高，輸煤系統中的自動測量裝置和保護裝置也不斷增多，各種信號測量裝置也隨之增加。在眾多輸煤系統信號測量裝置中，煤倉料位測量裝置尤其重要，對它的準確性要求更加嚴格。

    揚州第二發電廠一期工程的原煤倉料位測量采用稱重式測量裝置，為美國拉姆齊公司的產品。鋼煤倉安裝在鋼結構上，在料倉的4個金屬支撐體上安裝稱重傳感器。但由于同一臺機組的6個原煤倉安裝的鋼結構是相互連接的，倉與倉之間產生相互影響，而且鄰倉的空與滿對傳感器的影響也是不確定的，致使傳感器零位頻繁飄移，增加了不少維護工作量。由于傳感器安裝在煤倉的底部，更換探頭相當困難，且更換后也不能達到令人滿意的效果，因而有必要對其進行改造。

1  幾種煤倉料位測量裝置的比較

1.1  重錘式料位測量裝置

    重錘式料位測量裝置屬機械接觸式測量。它的工作原理是工作時通過編碼器產生的脈沖計算出重錘下降的高度。當重錘到達物料表面時，微處理器探測到纜繩的松弛信號后觸發電機反轉，將重錘收回，并得到測量結果。

    重錘式料位測量裝置的優點是測量準確，不受煤倉粉塵、水汽及煤堆形狀的影響。其缺點是長期在粉塵環境中，粉塵易通過鋼繩及滑輪組進入到傳感器內部，影響電氣元器件的壽命；傳動部分頻繁轉動容易卡澀；鋼絲繩及滑輪容易磨損；在重錘收回到頂部的瞬間有較大的沖擊力，易使重錘脫落；維護工作量大。

1.2  稱重式料位測量裝置

    稱重式料位測量裝置的工作原理是，在料倉的金屬支撐體上安裝稱重傳感器，當料倉內料位變化時，料倉金屬支撐體上的受力也隨之變化，稱重傳感器感受到重量后，應力傳感器變形，其電阻(電壓、電容)值發生變化，通過信號處理來實現料位測量。 該測量裝置的優點是維護工作量小，但由于安裝方式的特殊性，也帶來了使用的局限性。另外，因其料位的測量是通過重量測量來轉化的，因而煤種的不同、粒度組成不同、水分變化造成的煤的容重的變化會影響料位測量的準確度，從而使煤倉要么不夠滿，要么會溢煤，所以，其校核時的煤種容重對稱重系統至關重要。另外，運行中一旦零位發生漂移，需將煤倉燒空，這在實際運行中也較難做到。

1.3  雷達料位測量裝置

    按所發射的信號來分，雷達料位測量裝置可分為調頻連續波式和脈沖式2種。以調頻連續波式雷達料位計為例，該料位計使用發射頻率隨一定時間間隔(掃描頻率)線性增加的線性調頻高頻信號，因該信號的發射頻率與接收到的反射頻率的差值，與天線到被測界面的距離成正比，即距離越大差值越大，反之亦然，進而可計算出料位高度。

    由于雷達發射的信號受傳播介質的影響，當所測對象粉塵較大時，測量會受到干擾，而引起測量的誤差增大，甚至不穩定。

1.4  超聲波料位測量裝置

    超聲波料位測量裝置的測量原理是：傳感器被電激勵后，向介質發射一個超聲波脈沖，該脈沖穿過空氣到達介質表面后被反射回來，部分反射的回波被同一傳感器接收。根據從脈沖發射到接收所用的時間，可計算出傳感器到介質表面的距離，即D=ct/2(c為聲速，t為傳輸時間)，由此也就得到了料位的高度。

    該測量裝置的優點是維護工作量少，缺點是容易受噪音和粉塵的干擾。

2  改造選型和調試

2.1  料位計改造選型

    綜合兄弟廠的經驗和教訓，揚州第二發電廠最終確定選用超聲波料位計。首先對1B煤倉進行改造，探頭選用FDU86型，變送器選用FMU860型，選配了FAU40 DN50直準儀。

    FDU86型超聲波探頭的工作原理是交流電壓以交變頻率使石英晶體變形，從而產生超聲波。探頭表面抗粘結。由于超聲波聲速與介質溫度、介質分子重量等因素有關，因而在該探頭內部裝有一體化的溫度傳感器，它將所測量到環境溫度信號送到變送器，對聲速進行補償。

2.2  料位計安裝

    (1) 經驗表明，煤倉的結構對測量的精度有一定的影響。為此，對煤倉結構圖進行了認真的研究和分析，確定了合適的安裝位置，避開了鋼構煤倉上部梁對測量的干擾。

    (2) 直準儀對調整探頭的位置至關重要。15。全方位的自由調節給調整帶來極大的方便。尋求一個合適的角度能找到一個最佳的測量點，從而提高測量精度并有效克服加倉時料流和粉塵干擾。

2.3  料位計的調試

    (1) 首次調試須在空倉時進行，不斷調節探頭方向，觀察回波曲線，以找到一個最佳位置。

    (2) 由于超聲波信號容易受噪音和粉塵的干擾，且當煤位低的時候，倉內巨大的噪音使得信號毛刺明顯變多，對料位測量有很大影響，甚至會出現找不到信號而顯示滿量程的數值的現象，因而必須采取措施來抑制噪音：

    ① 強化首次回波。由于發射的聲波信號是間斷的，因此將聲波遇到物體的第一個回波作為料位信號來接收，二次、三次回波當作干擾信號而不被接收；

    ② 根據現場的固定干擾信號的大小來設定一個閾值，低于該閾值的信號被濾掉，以減少噪音的干擾；

    ③ 調整信噪比參數。在安靜的環境里，超聲波所接收的信號是清晰的，但在料位測量的現場，由于皮帶機及加倉落煤時發出的噪音，一些噪音信號的頻率跟料位信號重疊，這樣回波曲線被抬高，即噪音與料位信號很接近，探頭難以識別。因此可以通過對信噪比這個參數的設定，來區分噪音和料位信號。本次調試將信噪比設在5，而有較大噪音時可將該參數設在2～3。

    (3) 滿倉料位的確定對高料位時測量準確與否有較大影響。由于超聲波探頭存在盲區，因此在調試過程中，應力求避免煤倉過滿，以避開測量盲區。

    (4) 在調試期間，采用原始的手動測量方法，測量并記錄煤位高度，與上位機上顯示煤位進行比較，連續一周的測量結果令人滿意。

    通過近1年的使用觀察，該型號料位計能真實反映原煤倉料位情況，能適應煤倉煤位檢測，且維護工作量極少，滿足了現代化電廠的需要。由于濕度(特別是蒸汽)對該料位計的影響較大，會對測量產生干擾。所以，應力求從燃料管理方面著手，避免發熱或過火煤進倉。