Spolehlivé měření hladiny v energetice a teplárenství

Společnost Level Instruments CZ – Level Expert s. r. o. se specializuje na dodávky měřicí techniky pro průmyslové  provozy. Jedná se zejména o techniky pro měření hladiny kapalin a sypkých látek, rozhraní mezi nemísícími se kapalinami a měření tlaku. Společnost mj. nabízí přístroje a systémy vyhovující specifickým požadavkům nejrůznějších odvětví průmyslu. Přístroje uživateli poskytují spolehlivé údaje o poloze hladiny měřeného produktu, tj. jeho množství, a také o tlaku (bez ohledu na druh média). Společnost dodává měřicí techniku pro jakékoliv odvětví průmyslu včetně poskytnutí bezplatného technického poradenství, vypracování návrhu měřicího řetězce a možnosti vyzkoušení snímačů přímo u zákazníka. Tento článek popisuje měření výšky hladiny v energetice a teplárenství na konkrétních měřicích úlohách.

Měření polohy hladiny a limitní měření hladiny v zásobníku přepadu uhlí

V typické uhelné elektrárně jsou lignit (hnědé uhlí) a antracit (černé uhlí) dočasně skladovány v zásobnících vysokých až 15 m. Je třeba počítat s venkovními teplotami v rozmezí –40 až +50 °C. Pro zajištění nepřetržitého plnění uhelných pásů (bez přerušení) je zapotřebí robustní a spolehlivý systém měření jejich zaplnění. K zabránění přeplnění zásobníků jsou využívány nezávislé limitní spínače (obr. 1).

Pro spolehlivé bezkontaktní měření výšky hladiny v zásobnících se v tomto případě používá radarový hladinoměr Vegapuls 67 (obr. 2). Jde o spolehlivý a cenově výhodný snímač pro měření výšky hladiny.

Měření výšky hladiny radarovým hladinoměrem v zásobnících přepadů uhlí zajišťuje nepřerušované načítání materiálu dopravovaného do zásobníku pásovým dopravníkem. Jde o bezkontaktní, bezúdržbové měření s vysokou jistotou měřené hodnoty i při extrémní prašnosti. Dalšími výhodami jsou jednoduchá montáž a uvedení do provozu.

Měření hladiny na přesypech pásového dopravníku

Uhlí je v elektrárně dopravováno do kotle ze zásobníku pásovými dopravníky. Aby se zabránilo hromadění uhlí na přesypech dopravníků, je nutné v nich hlídat hladinu, protože pouze spolehlivé měření zaplnění těchto stanic může zajistit nepřetržité plnění kotlů uhlím. Pro zabránění přeplnění se používají další limitní spínače hladiny, které jsou zcela nezávislé (obr. 3). Rozsah měření na přesypech je do 3 m. Velká hlučnost ztěžuje použití ultrazvukových hladinoměrů.

V tomto případě se používá radarový hladinoměr Vegapuls 68 (obr. 4), který monitoruje zaplnění přesypu pásového dopravníku a zajišťuje nepřetržitý přísun uhlí do kotle. Také zde jsou výhodami velká spolehlivost, robustnost, odolnost proti prachu, snadná montáž a uvedení do provozu, minimální údržba a výhodná cena.

Měření hladiny v mokrém odstruskovači

Pro odstraňování spodního popela (strusky) ze spalovací komory má většina uhelných elektráren mokrý odstruskovač. Regulace hladiny v mokrém odstruskovači plní dvě důležité funkce: zaprvé zajišťuje dostatek vody, která ochlazuje horkou strusku, zadruhé udržuje hermetické těsnění ohniště kotle a zabraňuje nežádoucímu průniku vzduchu do kotle (obr. 5).

Pro tyto účely lze doporučit radarový hladinoměr Vegapuls 31 (obr. 6). Výhodou je, že snímač není v kontaktu s měřeným médiem, a jeho provoz proto nevyžaduje údržbu. Dobré zaostření radarového paprsku umožňuje přesné měření hladiny. Energie a úhel paprsku vyzařovaného radarem jsou závislé na dvou faktorech: frekvenci a vyzařovací charakteristice antény. Anténa o stejné velikosti při vyšší frekvenci signál zaostří lépe. Radarový hladinoměr Vegapuls 31 pracuje s frekvencí 79 GHz a vyniká rychlostí reakce, nulovou mrtvou zónou a úzkým vyzařovacím paprskem.

Měření polohy hladiny a limitní měření hladiny v silu s popílkem

Při spalování uhlí vzniká velké množství popela. Shromažďuje se do sila nebo bunkru o výšce až 40 m a poté se sype do otevřené jámy. Pro určení výšky zaplnění jsou v příslušných zásobnících popílku rozmístěny radarové hladinoměry a limitní spínače hladiny (obr. 7). Kromě extrémní prašnosti je třeba počítat s teplotou až +150 °C.

Také v této úloze se používají radarové snímače Vegapuls 68. Přesnost měření pomocí mikrovln není z principu ovlivňována teplotou. V případě nepříznivého vlivu teploty na vlastní snímač lze využít kontinuální chlazení vzduchem (ofukovým systémem) a díky tomu je možné použít tento hladinoměr i při vysoké provozní teplotě.

Měření zaplnění sila s vápnem

Pro odsiřování spalin je nutná kontinuální výroba vápenného mléka. Vápno je skladováno v dostatečném množství ve velkých silech o výšce až 30 m. Vápno však má tendenci snadno přilnout víceméně k čemukoliv. Pro spolehlivou logistiku a skladování vápna je tudíž naprosto nezbytné robustní měření hladiny, které není citlivé na tvorbu nálepů. Proto je zde výhodný bezkontaktní snímač, který navíc funguje dobře i ve velmi prašném prostředí.

Pro měření hladiny vápna je ideální radarový hladinoměr Vegapuls 69. Dobré zaostření radarového paprsku umožňuje přesné měření i během plnění a obtíže mu nečiní ani vlnité stěny sila.

Radarový hladinoměr Vegapuls 69 pracuje s frekvencí 79 GHz a anténou o průměru 75 mm. Vyzařovací úhel hladinoměru je jen 4°, čímž je dosaženo spolehlivého a přesného měření. Vyzařovací paprsek hladinoměru lze nasměrovat tak, aby se vyhnul veškeré vnitřní instalaci a nánosům na stěně zásobníku.

Vzhledem k tomu, že dynamický rozsah radarového hladinoměru Vegapuls 69 je 120 dB, je možné měřit i slabé odražené signály. To zajišťuje menší nejistotu měření a lepší spolehlivost jak pro média s dobrými odraznými vlastnostmi (uhlí, ruda a kamenivo), tak i pro média se špatnými odrazovými vlastnostmi (plastový prášek, plastový granulát nebo i polystyrenové kuličky).

Pro limitní měření hladiny vápna je vhodný limitní hladinový spínač Vegamip 60. Jde o mikrovlnnou jednopaprskovou závoru. Vegamip 60 je spolehlivé zařízení s bezúdržbovým provozem a snadnou montáží. Uvedení do provozu nevyžaduje žádné složité nastavení a robustní konstrukce přispívá k bezúdržbovému provozu.

Závěr

Představené hladinoměry a hladinové spínače nejrůznějších typů dodává společnost Level Instruments CZ - Level Expert s. r. o. Jde pouze o krátký výčet ze sortimentu společnosti. Všechny dodávané přístroje vyhovují příslušným českým i evropským normám. Rychlá reakce na poptávku, velmi kvalitní zboží, nejmodernější technika, široký sortiment nabízených produktů, certifikovaný servis 24 hodin po sedm dní v týdnu – to vše vede ke spokojenosti zákazníků.

(Level Instruments CZ – Level Expert, s. r. o.)

Obr. 1. Měření zaplnění zásobníků s uhlím

Obr. 2. Radarový snímač hladiny sypkých látek Vegapuls 67

Obr. 3. Měření zaplnění přesypu uhlí

Obr. 4. Radarový snímač hladiny sypkých látek Vegapuls 68

Obr. 5. Měření hladiny vody v mokrém odstruskovači

Obr. 6. Radarový snímač hladiny Vegapuls 31

Obr. 7. Měření polohy hladiny a limitní měření hladiny v silu s popílkem

Obr. 8. Měření zaplnění sila s vápnem