目前，负压系统粉状物料料位用检测一般采用旋转阻尼式和射频导纳式等料位测量方法，它们都是利用物料淹没检测体后，通过检测旋转阻力的变化或导电性的变化来判断实际物料的堆积情况。但是，实际应用中由于受粉状物料的水分、粘度等的影响，物料会在旋转极结壳或直接粘附在检测体的两电极之间，导致旋转阻力增加或检测体长期吸合，产生错误的料位信号。粉状物料的堆积如不能及时发现， 轻者造成中断下料过程影响生产，重者引起箱体内物料的堆积危及设备安全，特别对于挥发份较高的煤粉制备系统，如发生物料堆积极易引发煤粉自燃以致爆炸恶性事故的发生。本文结合实际生产工艺，探寻开发一种更为安全可靠的检测方法，切实实现料位准确检测、消除生产安全隐患。

    1 技术思路

    1．1 理论分析

    从常用负压系统除尘或煤粉收集工艺设备结构分析，原常用料位计一般安装在灰斗下部（排料口附近），当粉料堆积到料位计安装处时发出报警信号。此时安装孔处的压力理论上因堵塞已有变化，如在此处开孔安装压力测量装置，应能检测出压力的变化。通过安装压力检测实践，当物料埋过测量点取压位置后，随着物料的不断上移，此点负压数值因堵塞成逐步减少之势。也即证明，用压力信号变化的检测方式可实现料位的测量。

    1．2 方案优化

    1．2．1 单压力试验

    在理论分析的指导下，我们在济钢第二炼铁厂喷煤粉系统的一个煤粉灰斗上开始，于原射频导纳物位计安装处开孔安装单压力测量装置，经人为堆料试验，确实证明了测量压力随埋过料面的升高逐渐减少（绝对值 ），说明用压力测量可代替原用的接触式物位计。 但在后续工作中发现，制粉过程中因各种工艺原因系统负压绝对值是个变化量，无法固定比较报警设定压力值，虽能反应出堆料情况，但应用有一定的不确定性，可靠性较差。

    1．2．2 双取压管压差方式试验

    鉴于上述问题， 我们又采用了双取压管差压变送器测量法试验，基本解决了上述问题。 两取压管分别选在灰斗下部（料位需检测位置）和灰斗上部（布袋底端），正常生产中，因内部气路连通，差压近似为零；一旦发生堆积现象，差压值就会增大，比较报警值设定简单可靠。但在应用中我们发现，如果存在取压管路同时堵塞或漏风现象，将会在异常情况下，因无法判断造成检测失败问题，存在一定的可能隐患。

    1．2．3 双压力便送器试验

    针对上述现象，我们为能在正常情况下，直观地看到取压点的压力实际值，采用了双膜盒变送器取压检测方式，压力信号都送入PLC，在 PLC 内进行比较判断 ，同时在上位机画面上分别显示。此方式有如下优点：可随时监控到两压力变送器在正常生产时是否正常（正常生产时两压力应基本相同）、可在堆料情况下看到下部压力的变化趋势、数据直观、不会发生取压点堵塞现象、报警压力设定值设置简单等，彻底解决了上述两种方案的弊端，设备运行可靠性大幅提高。

    2 方案实施

    通过上述三种方案的先后试验，我们综合各自的优缺点，本着直观、可靠的原则，确定本技术方案采用双膜盒压力便送器检测方式，具体实施措施如图 1。

    此方案包括灰斗箱体、上取压膜盒变送器 、上部配电器 、下取压膜盒变送器、下部配电器、PLC 运算比较、报警单元等组成；其中上取压变送器位于灰斗本体上部并与灰斗内部联通。 下取压变送器位于灰斗本体下部并与灰斗内部联通。 上部配电器为上部取压变送器供电并起到信号转换传输与隔离的作用， 下部配电器为下部取压变送器供电并起到信号转换传输与隔离的作用，两个取压变送器检测出的压力信号送入PLC 进行显示和比较，然后与设定值比较判断输出报警信号，通过比较差压值的变化便可得知灰斗料位情况。 原理作如下描述：当灰斗料位低于下侧检测孔位置时，上下两孔由于相通差压数近似为零，表示灰斗没有积料。 当粉料因堆积埋过下侧孔位置但又没能埋过上侧孔时，上下两孔相通性越来越差 ，差压数也随之增加 ，表示粉料正逐步超过下侧孔而向上堆积。 下检测孔的位置一般根据生产工艺安全需求确定，但上侧检测孔越靠近顶部越好，所以通常不考虑粉料埋过上侧取压孔的情形。

    为消除系统停机后负压为零造成的报警信号消失问题，在PLC 内增设停机信号与报警信号的连锁程序和手动解除程序 ，以便在停机前已产生的报警信号（未处理）在停机后继续保持，使岗位人员继续高度重视，处理确认后予以手动解除，或在下次开机后自动解除。

    3 结束语

    本技术2009 年始，在济钢第二炼铁厂喷煤粉布袋箱上逐步安装运行，并在安装后实施了人为堆料测试工作，效果很好。 该技术为切实避免设备故障或粉料堆积后产生的生产安全隐患提供了可靠的自动化检测技术保障。 本技术可广泛应用于各行业除尘系统及冶金喷煤粉生产系统等，因其具有准确可靠，反映直观，结构外置、简单，投入较少，维护方便等优点。

    本文作者：吴春顺

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