创元电厂锅炉输灰网灰库由于采用的是水泥罐，内部灰位从外面无法知晓，因此必须完全依靠热工测量才能准确判断出灰位的高低。创元电厂2×300MW机组输灰网灰库灰位测量采用的是进口射频导纳物位开关，每个灰库安装8个物位开关，3个灰库共计安装24个射频导纳物位开关。射频导纳物位开关本身只能测量出开关量信号，不能连续反应出灰库的实际灰位，存在很大的测量盲区，在实际生产使用过程中，测量时由于射频导纳物位开关的误报拒报，运行人员很难判断灰库的实际灰位，影响到电厂安全生产的正常进行。
采用水滴型天线雷达物位计YR-RD99-DBXK4LMV进行技术改造后，基本消除了以上问题，实现了灰库灰位模拟量的测量显示，并且减少了检修成本，设备的维护量几乎降为零，为企业产生了可观的经济效益。
1、改造前灰库测量方式
改造前灰库DCS画面如图1所示。细灰库、粗灰库、原灰库每个灰库安装有8个射频导纳物位开关，分别装在1.5m、2.5m、3.5m、4.5m、6.5m、8.5m、9.5m、10.5m处。现场查看，发现实际安装位置距离与标识距离并不完全一致，与设计存在很大的误差，并且由于安装在罐壁侧面，离地面很高，检修时很不安全。如果重新安装安全护栏，资金花费和安装工作量都很大。
图1 改造前电厂灰库使用物位开关的DCS画面示意图
射频导纳物位开关是基于电容式原理基础上发展起来的技术。由于测量探头长期伸入到灰库内，与灰直接接触，工作环境恶劣，使用一段时间后，就开始测量不准，经常拒报或误报，故障率高，检修工作量大，导致从外面无从知晓灰库实际灰位(外面无法看见，只能通过此装置测量灰位)。
检修时把它拆下来，发现射频导纳物位开关探头变形严重，并且锈迹斑斑，重新修好除锈后，使用不久后又开始误报，只有重新更换，检修费用居高不下。因此，改造很有必要。
2、改造方案
YR-RD99-DBXK4LMV水滴型天线雷达物位计通过比对反射波和当前发射波的频率差，进行信号处理。该频率差△f 和距离成正比，频率差越大也就表明距离越大。经过快速傅立叶转换(FFT)，频率差Δf 被转换成频谱，并以此计算得出距离d；通过给定的罐高值，计算得出物位的高度。
图2 水滴型天线雷达物位计YR-RD99-DBXK4LMV
水滴型天线雷达物位计独有水滴型天线设计用于多尘和强腐蚀的环境，具有很强抗干扰能力和粉尘穿透能力；与介质接触部分(水滴型天线+法兰密封等)为整体聚四氟乙烯结构，是多尘或强腐蚀条件下准确测量的保证，适用于灰尘多而导致喇叭口堵塞，影响测量，从而减少为防堵塞而需要额外增加压缩空气系统的改造成本。YR-RD99-DBXK4LMV为非金属PTFE球状天线，可以防止腐蚀生锈，延长设备使用寿命。
图3 改造后电厂灰库使用雷达物位计的DCS画面示意图
与改造前图纸比较，画面增加了模拟量显示(由于目前仅完成细灰库和粗灰库两个灰库料位计的改造，原灰库还未完成，因此，原灰库画面料位模拟量显示的是负值)，开关量式料位显示减少了9个，这是因为灰库射频导纳物位开关已经坏了9只(坏的射频导纳物位开关测点已经从画面上删除)。如果按以前检修方式，坏一支，修不好后重新更换，则需检修费用15000元×9=135000元。而采用YR-RD99-DBXK4LMV后，由于1个可以替代8个射频导纳物位开关的测量效果，节约成本效果明显。
改造后细灰库和粗灰库的显示模拟量曲线图如图4所示。
3、改造实际使用效果
电厂灰库使用YR-RD99-DBXK4LMV水滴型天线雷达物位计测量灰位改造后，取得如下效果：
①消除重大检修安全隐患
由于灰库射频导纳物位开关安装在灰库外壁上，离地面大约20多米高，并且没有安全防护设施，检修极不安全，如果射频导纳物位开关故障，则必须到就地去检查、拆装，非常危险。检修中如不小心人或设备掉下去，轻则损坏设备，重则导致人身伤亡事故，存在极大的安全隐患。改造后，由于测点安装在顶部平台上，检修维护非常方便，基本没有安全危险。
②节约检修或安装费用
3个灰库共计安装24支进口射频导纳物位开关，价格约15000元/个，共计360000元，改成YR系列雷达物位计后，可大大节约成本。
③实现灰库灰位的模拟量测量显示
灰库模拟量测量显示，使运行人员对灰库灰位的实际情况了如指掌，便于操作控制灰库灰位。以前灰库采用的是进口射频导纳物位开关，测量的是开关量，如有一两个拒报或误报，则灰库灰位无从知晓，影响运行人员操作，轻则导致库顶布袋除尘器损坏，重则影响机组安全稳定运行。
④节省检修人力物力
雷达波物位计直接安装在灰库库顶，受灰尘影响较少，因此，故障率大大降低，检修工作量也大大下降，基本上免维护。
⑤节约厂用电
原来的物位开关功率约10W，24个年总耗电约2102.4度，新安装的雷达物位计的每个功率仅0.7W，基本可以忽略不计。
改造基本达到了预期目的，此方案具有较大的推广经济价值，特别是对于新建电厂，节约的电缆和减少的施工工作量都相当可观。此改造方案的关键问题在于水滴型天线雷达物位计的设备选型及安装位置的选择上，必须要确保YR-RD99-DBXK4LMV能够测得准，信号抗干扰能力强。对于新建电厂，从设备运行安全上考虑，也可以在灰库库顶增加一个物位开关，用于保护及误报时备用。
作者:湖南省创元电厂 徐峥嵘
