炭化室是焦化厂焦炉的核心装置，在炭化室里，煤在缺氧的情况下高温炭化变成焦炭。炭化室通过一个移动的装煤车进行加煤，在加煤时，炭化室煤线煤位的测量和控制对于正常运行起着非常重要的作用。煤线煤位装得太高，炉温和炉压难以控制，容易损坏焦炉，降低设备寿命；煤线煤位装得太低，又损失产量，降低效益。
过去，煤线测量是通过人工打开焦炉炭化室落煤孔，然后用远红外及探杆插入的方式进行。随着用户对精细化生产管理需求的日益增长，他们希望对炭化室煤线数据进行监测，从而为整个生产流程提供帮助。人工测量已不能满足这样的生产要求，取而代之的是用雷达料位计在装煤车上进行测量，这样的方式实时性和可靠性更高，获得了用户的认可。
图1 焦炉炭化室顶部移动的装煤车
煤线煤位测量难点和工艺介绍
炭化室温度为1250℃，微负压，而且会产生大量的水汽、焦油以及粉尘，采用雷达料位计直接测量炭化室里的煤线煤位比较困难。因此，我们选择把雷达料位计安装在移动装煤车的落煤装置上进行测量。
图2 装煤车装煤运行图
如图2所示，该场景在焦炉顶部，装煤车沿着轨道移动，红色方框指示的是装煤车上并排的4个螺旋落煤装置，红色圆框指示的是焦炉炭化室顶部一排4个落煤孔位置。4个螺旋落煤装置分别对这4个炭化室落煤孔加料，每个螺旋落煤装置上安装一台雷达料位计。
图3 VEGAPULS 6X在螺旋落煤装置上的安装图
VEGA解决方案
在雷达仪表的选型上，最初我们采用了塑料天线的VEGAPULS 6X做了简单的试验，但发现在装煤过程中经常会有火苗蹿出，有一定概率会损坏仪表天线，所以最终我们选择了DN 100，PN 16法兰规格的高温型VEGAPULS 6X。
图4 VEGAPULS 6X
VEGAPULS 6X采用间歇的测量方式，因为在落煤装置加料过程中，雷达信号是被料流所阻挡的。如图5所示，2为螺旋落煤装置可伸缩的落料口，7为焦炉炭化室的落料孔，当2下降和7对接并密闭后，就可以落煤给炭化室加料。加料之后，VEGAPULS 6X雷达信号可穿过螺旋落煤装置的落料口以及炭化室的落料孔测到煤位。
图5 螺旋落煤装置示意图以及VEGAPULS 6X安装位置
根据现场工艺要求，自动状态下每次取值周期时间为15s，也就是说15s后螺旋落煤装置将关闭落料口，并随着装煤车移到下一个炭化室落煤孔继续加料，因此要求仪表有快速的响应速度。
此外，由于导煤螺旋会伸进落煤装置内，因此选择VEGAPULS 6X的安装位置时，还需要避开该导煤螺旋的正上方。
从图5还可以看到，雷达料位计法兰面到炭化室顶部平台的距离为3500mm左右，需要雷达具有非常好的聚焦效果才能穿过如此狭长的空间测到炭化室里的煤线煤位，而VEGAPULS 6X的3°发射角正好满足了这个需求。
VEGAPULS 6X测量效果
如下图所示，在天线下方有螺旋、套筒、耐火砖、落煤孔等障碍物以及高烟气、粉尘的工况下，VEGAPULS 6X仍然有着很好的测量效果。
图6 VEGAPULS 6X回波曲线图
炭化室煤线煤位测量的工况较为复杂，VEGAPULS 6X凭借其超小的发射角，搭配高温法兰以及空气吹扫，并在经验丰富的VEGA工程师的指导下，最终实现了可靠的测量，推进了焦化厂精细化管理的进程。
