雷达料位计在水泥厂的选型和应用[范文大全]

第一篇：雷达料位计在水泥厂的选型和应用

雷达料位计在水泥厂的应用和选型

张卫民

（天津水泥设计研究院，天津 300400）概述

物位是水泥工业生产过程的主要测量参数之一，和其他行业不同，在水泥工业中主要是固体物料的物位测量，液位测量则很少。固体物料种类繁多，有块料、颗粒状、粉料，这些物料的介电常数、容重、温度、水分含量也各不相同。接触式测量是过去测量物位的主要手段，如电容式、重锤式、音叉式、阻旋式等测量方法，由于测量时仪表和物料是接触的，在使用过程中往往会出现各种问题，如电容的挂料；重锤的断锤、埋锤；音叉的堵料等，且日常的维护量很大。到20世纪90年代，水泥工业开始采用非接触的物位测量，较早成熟的非接触的测量技术有超声波技术和核辐射技术（γ射线），核辐射技术因有放射源，在应用上受到限制。

超声波技术近几年来发展很快，是目前应用最广泛的非接触式测量方法，特别在液位测量。在水泥厂超声波物位测量已较普遍应用在原料调配库、原煤库、熟料库等，但超声波必须借助于媒质传播，如在水泥厂的储库物位测量通常以空气作为传播介质，而空气的温度、湿度、组分等的变化会影响超声波传播速度，空气中的粉尘也将衰减超声波的传播信号；当前超声波物位测量仅用于测量块料或颗粒状的物料，对粉仓料位的测量，由于粉仓料位表面在下料时非常疏松，对超声波信号有较强的衰减，故至今还没有测粉仓料位成功的先例。

90年代末期，在过程检测领域出现了高性能、低价格的微波物位计即雷达料位计，所谓微波是电磁波，其频率范围为300MHz～300GHz,微波的传播速度为3×108m/s,如设频率为5.8GHz,在大气中波长约为52mm，其穿透力强，传播速度不受粉尘、蒸汽及介质组分的影响，传播衰减也很小；对被测固体物料除要求其介电常数ε>1.8外，物料的温度、压力、密度等几乎不影响对其准确的测量；现有雷达料位计在天线设计和形状确保了接受回波的能量；另外现场调试也十分简单，通过专用的软件，能把正确的回波迅速找到，并立即换算为物位值。由于比超声料位计有其更卓越的性能，近几年来，雷达料位计迅速、大量进入了过程检测仪表的市场，在各行业普遍使用。在水泥行业也几乎由雷达料位计统占物位测量的领域，据统计近几年来新设计的大型水泥厂和粉磨站的各类库和仓近90％采用了各种类型的雷达料位计，天威公司的PLUS54现场总线型PA雷达料位计，还成功用在云南红塔滇西水泥公司的3条水泥生产线的8个水泥库中，和其他仪表组成了新型的FCS系统。雷达料位测量原理和主要技术因素

雷达料位计是利用回波测距原理。发射天线向被测目标发射微波，被测目标的微波被接收天线接收，信号处理器将发射信号与接收信号比较，计算出被测距离，并可算出相应的物位值。

微波脉冲来回传播时间t由下式决定：

t=(1)

式中：a—天线到被测目标的距离；

c—微波传播的速度（光速）。

由于微波在传播途径上有衰减和干扰反射，故测量的关键是要能接收到反射

回波，并识别出有效回波。接收的回波能量Pk可用简化的雷达方程表示如下：Pk=PτxCxGiGtGr/r4(2)

式中：Pτ—天线辐射功率；

C—经验系数，由经验决定；

Gi—由目标表面介电特性及面积决定的反射增益；

Gt，Gr—天线发射和接收效率；

r—天线与目标间的距离。

从式（2）知：接收的回波能量大小与天线的发射和接收效率以及天线辐射功率有关，故雷达料位计的天线设计和形状很关键，现有的天线除号角天线（喇叭口）和棒状天线外，还有平面天线和抛物面天线，为用于介电常数较小的物料，将缆绳作为天线或安装导波管，缆绳和导波管一直延伸到库或仓底，由此来传递发送和接收的电磁波，增强了回波的信号。

从式（2）还知：接收的回波能量大小与物料表面的介电特性有关，介电常数ε高，反射率高，得到的回波强度也高；介电常数ε低，物料会吸收部分微波的能量，回波强度也较低。通常要求被测物料的介电常数ε：液体为ε>1.8,固体ε>2.5，水泥厂固体ε>2.5，水泥的介电常数ε为3。

在水泥工厂，各种固体物料储存在库或仓里，都存在物料的安息角，回波反射也会象超声波一样存在漫反射，产生干扰回波和假回波，通过软件可排除干扰回波和假回波，但有效回波强度会减少很多，故设计选型时，要考虑衰减，选量程要留有一定的余量。雷达料位计的选型

3.1 脉冲型雷达

用于测物位的雷达料位计通常分为两类：脉冲型雷达(Pulse)和调频连续波雷达（FMCW）。在过程监测场合主要选用脉冲型雷达，由于其频率较低（6.3GHz），并且在天线结构设计时充分考虑了冷凝、积料等影响，还能利用超声波料位计中的回波信号处理，在有搅拌器等复杂工况中也能识别有效回波，价格相对也较便宜，故在水泥行业中主要采用了以VEGA公司为代表的VEGAPULS型脉冲型雷达。

3.2 颗粒状物料的选型

在水泥厂原料大多是颗粒状物料，个别是块料，如石灰石、原煤、页岩等，其半成品熟料也是颗粒状物料，储存在库或仓里，都存在物料的安息角，但也有反射介面。根据入料和卸料所形成的物料安息角和表面情况，在确定有效量程后，建议采用非接触型的雷达料位计，即带有棒形或号角形天线的料位计。如用接触型的雷达料位计，会产生对缆绳较大的下拉力，造成事故。根据水泥厂信息反馈，号角形天线的料位计回波更强，精确度更高（±0.2％～±1％F.S）,常用型号为PULS54。

3.3 粉状物料的选型

在水泥厂和粉磨站水泥库一般有4～8个，在水泥厂还有生料均化库和粉煤灰库，这些物料全是粉料，非常难测其料位。在库里的粉料表面极为疏松，微波反射相当困难，为此建议采用接触型雷达料位计,也可选用大法兰的带有号角天线的非接触型雷达料位计，较典型的产品有VEGA－FLEX52K和E＋H的FMP40缆式雷达料位计，它实际上是把缆绳既当天线又作导波管，合二为一，微波脉冲从探头发出后沿缆绳传播，当脉冲遇到物料表面时会被反射回来，其量程可达35m，被测物料的介电常数ε最低为1.6,另外缆绳的耐磨和忍受的最大下拉力，能满

足水泥厂各类粉料库的检测要求。目前已有许多水泥厂用缆式雷达料位计测量均化库、水泥库和粉煤灰库的料位，取得较好的效果，如海螺荻港、浙江三狮、陕西耀县、甘肃祁连山等水泥厂。

3.4 二线制

目前使用的雷达料位计大多是一体化的产品，由二线制供电，可直接控制系统的模块，输出4～20mA的模拟信号，可节省大量电缆；同时还提供HART数字信号和各种协议的现场总线数字通信功能，和计算机监控系统连接非常方便，既可在现场调试，也可用PC机在控制室调试，如组成FCS系统还可在操作员站调试。结论

水泥厂的物位测量是水泥生产线自动化系统一个重要组成部分，雷达料位计的应用解除了人们对水泥厂的物位测量的疑虑，现有雷达料位计在品种、精确度、标准材料、耐压、耐高温、防爆等方面都能满足水泥厂检测和控制的要求。

第二篇：雷达料位计的原理及应用

雷达料位计的原理及应用

一、概述

料位是工业生产中的一个重要参数。料位测量的方法很多，针对不同的工况和介质可以使用不同测量原理的料位计，吹气法、静压式、浮球式、重锤式、超声波等几种常用的料位测量仪表，都有各自的特点和应用范围。雷达料位计运用先进的雷达测量技术，以其优良的性能，尤其是在槽罐中有搅拌、温度高、蒸汽大、介质腐蚀性强、易结疤等恶劣的测量条件下，显示出其卓越的性能，在工业生产中发挥着越来越重要的作用。

二、原理及技术性能

雷达波是一种特殊形式的电磁波，雷达料位计利用了电磁波的特殊性能来进行料位检测。电磁波的物理特性与可见光相似，传播速度相当于光速。其频率为300MHz-3000GHz。电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源，遇到障碍物易于被反射，被测介质导电性越好或介电常数越大，回波信号的反射效果越好。雷达波的频率越高，发射角越小，单位面积上能量（磁通量或场强）越大，波的衰减越小，雷达料位计的测量效果越好。

１.雷达料位计的基本原理

雷达式料位计组成：它主要由发射和接收装置、信号处理器、天线、操作面板、显示、故障报警等几部分组成。

发射－反射－接收是雷达式料位计工作的基本原理。雷达传感器的天线以波束的形式发射最小5.8GHz的雷达信号。反射回来的信号仍由天线接收，雷达脉冲信号从发射到接收的运行时间与传感器到介质表面的距离以及物位成比例。即：h= H–vt/2

式中 h为料位；H为槽高； v为雷达波速度；t为雷达波发射到接收的间隔时间； ２.雷达料位计测量料位的先进技术：(１)回波处理新技术的应用

从雷达料位计的测量原理可以知道，雷达料位计是通过处理雷达波从探头发射到介质表面然后返回到探头的时间来测量料位的，在反射信号中混合有许多干扰信号，所以，对真实回波的处理和对各种虚假回波的识别技术就成为雷达料位计能够准确测量的关键因素。(２)测量数据处理：

由于液面波动和随机噪声等因素的影响，检测信号中必然混有大量噪声。为了提高检测的准确度，必须对检测信号进行处理，尽可能消除噪声。

经过大量的实验验证，采用数据平滑方法可以达到满意的效果。此方法也可有效的克服罐内搅拌器对测量的影响。

(３)雷达料位计的特点：

由于雷达料位计采用了上述先进的回波处理和数据处理技术，加上雷达波本身频率高，穿透性能好的特点，所以，雷达料位计具有比接触式料位计和同类非接触料位计更加优良的性能。①可在恶劣条件下连续准确地测量。②操作简单，调试方便。③准确安全且节省能源。④无需维修且可靠性强。⑤几乎可以测量所有介质。

三、安装应注意的问题

（１）当测量液态物料时，传感器的轴线和介质表面保持垂直；当测量固态物料时，由于固体介质会有一个堆角，传感器要倾斜一定的角度。

（２）尽量避免在发射角内有造成假反射的装置。特别要避免在距离天线最近的1/3锥形发射区内有障碍装置（因为障碍装置越近，虚假反射信号越强）。若实在避免不了，建议用一个折射板将过强的虚假反射信号折射走。这样可以减小假回波的能量密度，使传感器较容易地将虚假信号滤出。（３）要避开进料口，以免产生虚假反射。

（４）传感器不要安装在拱形罐的中心处（否则传感器收到的虚假回波会增强），也不能距离罐壁很近安装，最佳安装位置在容器半径的１／２处。

（５）要避免安装在有很强涡流的地方。如：由于搅拌或很强的化学反应等，建议采用导波管或旁通管测量。

（６）若传感器安装在接管上，天线必须从接管伸出来。喇叭口天线伸出接管至少１０mm。棒式天线接管长度最大100或250mm。接管直径最小250mm。可以采取加大接管直径的方法，以减少由于接管产生的干扰回波。

（７）关于导波管天线：导波管内壁一定要光滑，下面开口的导波管必须达到需要的最低液位，这样才能在管道中进行测量。传感器的类型牌要对准导波管开孔的轴线。若被测介电常数小于４，需在导波管末端安装反射板，或将导波管末端弯成一个弯度，将容器底的反射回波折射走。

四、应用中存在的问题及解决方法

有些工况下所使用的雷达料位计，因为传感器安装位置不当及条件所致，出现了一些问题，下面将对一些使用中的问题提出解决方案,供大家参考。1．探头结疤和频繁故障的解决方法

第一个办法是将探头安装位置提高，但是有时候安装条件限制，不能提高的情况下，就应采用将料位测量值与该槽的泵联锁的办法，解决这一难题：将最高料位设定值减小0.5m左右，当料位达到该最高值时，即可停进料泵或开启出料泵。

2．雷达料位计被淹相应的改进办法

解决这种问题的办法是将雷达料位计改为导波管式测量。仍在原开孔处安装导波管式雷达料位计，导波管高于排汽管0.2m左右，这样一来，即使出现料浆从排汽管溢出的恶劣工况，也不会使料位计天线被料浆淹没，而且避免了搅拌器涡流的干扰及大量蒸汽从探头处冒出，减少了对探头的损害，同时由于导波管聚焦效果好，接收的雷达波信号更强，取得了很好的测量效果。使用导波管测量方式，可以改善表计测量条件，提高仪表测量性能,具有很高的推广应用价值。3．关于泡沫对测量的影响：

干泡沫和湿泡沫能将雷达波反射回来，对测量无影响；中性泡沫则会吸收和扩散雷达波，因而严重影响回波的反射甚至没有回波。当介质表面为稠而厚的泡沫时，测量误差较大或无法测量，在这种工况下，雷达料位计不具有优势，这是其应用的局限性。4．对于天线结疤的处理：

介电常数很小的挂料在干燥状态下对测量无影响，而介电常数很高的挂料则对测量有影响。可用压缩空气吹扫（或清水冲洗），且冷却的压缩空气可降低法兰和电器元件的温度。还可用酸性清洗液清洗碱性结疤，但在清洗期间不能进行料位测量。

五、结束语

雷达料位计是目前各类料位测量仪表中适用范围最广、测量最精确、维护最方便的料位测量仪表。随着其价格的进一步降低，性价比的提高，应用将会越来越广泛，在料位测量中发挥越来越重要的作用。本文对其进行系统的阐述，旨在为广大维护人员更好地使用和掌握它，希望能对大家提供一些借鉴和帮助。

第三篇：调速在雷达管制中的应用

【摘要】而速度调整是雷达管制中保持安全间隔的重要方法，也是管制员最常用的管制技能，因此能掌握航空器速度的特征、使用方法和时机，是一名优秀管制员高效、优质地实施空中交通管制服务的前提保障。

【关键词】航空；调速；雷达管制

中图分类号：v35文献标识码a文章编号1006-0278（2015）10-138-01

航空器速度：是飞行过程中表示其运动特征的重要指标，也是关系飞行安全和效率的关键要素之一。速度是矢量，即它有大小和方向。航空器的速度按方向分为水平速度垂直速度。

一、水平速度

水平速度表达了航空器运动时间和距离的关系，反映了航空器在水平方向上的运动规律和特征，是体现航空器飞行动态的重要指标。

（一）管制中常用的水平速度及其应用

指示空速ias：又称表速，是管制员对于中低空飞行航空器速度进行调整的对象。

真空速tas：是航空器相对于空气运动经过修正后得到的速度。它不是管制员的调整对象。

地速gs：是航空器相对于地区表面的飞行速度，是判断航空器间间隔变化的重要依据。

马赫数：航空器在空气中的运动速度与该高度前方未受扰动空气中音速的比值，管制员常以马赫数作为对高空航空器调速的对象。

（二）各种速度之间的关系

1.真空速、指示空速与地速

标准大气条件下航空器在海平面运动时的指示空速与真空速相等；恒定的指示空速上升时，真空速会越来越大；指示空速和地速都是管制员最为关注的速度。

2.真空速、指示空速与马赫数

同高度马赫数相同，其真空速也相同；航空器以恒定马赫数下降，真空速会增大。

3.调整速度的目的

调速的目的主要是调整间隔和落地顺序等，还包括满足前方的流量控制、避免过多的雷达引导、减少管制员的工作负荷、保持高速顺畅的空中交通流量等。

4.调速的规则与原则

（1）调速幅度与频度

调整速度时应避免要求驾驶员做大幅度调速；还应避免对单一航空器多次调速。

（2）调速限制

一般情况不对离场或飞越航空器调速；应避免对同一航空器进行交替的增速和减速；高空飞机一般使用马赫数调整技术。

（3）性能原则

调速要在航空器性能范围之内，并且调速指令应该得到驾驶员的认可；如果不能执行调速指令，飞行员应及时通报管制员。

（4）通报要求

调速时应简要通报飞行员速度调整的原因；管制员和飞行员都应将调速的实施情况及时通报对方，并且管制员在不需要调速时应及时告知驾驶员恢复正常速度。

（5）调速标准

6.调速的方法与技巧

（1）调速的方式

调速的方式根据航空器的不同飞行阶段和管制意图，总的来说可以分为进场调速、高空调速和保持调速。

1）进场调速.对于进场的航空器，通常可以指挥驾驶员调到最大速度/最小光洁速度/最小速度，或直接指定具体的某指示空速

2）高空调速

在高空飞行时，考虑到最大速度限制等原因，对于在8900m（不含）以上的高度飞行的航空器，一般调整马赫数，且马赫数以0.01的倍数调整。

3）保持速度

可以指示航空器保持速度，目的是为了保证安全间隔和合理排序；也可以指示航空器保持最大速度或最小速度。

（2）调速的对象

地速是雷达上直接显示出来的速度，是调速的“落脚点”；指示空速是调速的“出发点”，因此要求管制员在发指令前要把预期调整的地速转换为指示空速，再指示驾驶员调速。

（3）早调与晚调

不要过早将进场航空器的速度减小得过多，在条件允许的情况下，应尽量使航空器保持大表速进近，可以起到加速流量的作用；“前机晚调速，后机早调速”方法可以避免进场飞机的追赶。

（4）粗调与细调

离本场较远时可以要求上一管制区先整体粗调速度，进入终端区后再精细调整，这样可以放缓整体节奏，建立最佳间隔，保证航空器运行的流畅

（5）速度与经济性

航空器在光洁状态飞行可以减少航油的消耗，因此，在条件允许的情况下，管制员应该尽可能的使飞机保持光洁构型自主飞行，调整速度时尽量避免“最小速度”等字眼。

（6）高度与速度

根据规律，相同指示空速的航空器在同时下降中，前机处于低高度层，真空速将小于后机，为了避免追赶，可以调整两机指示空速形成速度差，建成“前快后慢”的运行态势。

（7）调速与引导

调速与雷达引导需要结合使用方能达到最佳效果；另外飞行员调速过程需要一定的时间，管制员应有心里准备，做好提前量。

二、垂直速度

垂直速度反映了航空器在垂直方向上的运动规律和特征，管制员只能通过二次监视雷达标牌上的高度和上升/下降率的信息来感知。

（一）航空器的垂直速度

航空器的垂直速度具体体现为上升率和下降率两个方面。上升率是航空器上升时，在单位时间内增加的高度；下降率又称下降速度，是航空器正常下降时，在单位时间内减少的高度。

（二）调整垂直速度的目的

调整垂直速度是为了让航空器加速到达目标高度，避免飞行冲突，或用于紧急情况处置时。

（三）调整垂直速度的方式

调整垂直速度可用的指令有：加速上升/下降至某高度；以指定的上升率/下降率上升/下降至某高度；上升/下降率不小于某个值到底某高度；在指定位置点或点之前到达指定高度。

（四）注意事项

1.速度与高度的操作冲突

应先指示航空器下降高度，改平后在发送减速指令并给出原因；避免先减速再要求航空器大下降率的错误做法；利用雷达引导技术引导航空器使其延长飞行距离，以抵消航空器加速下降、再减速所增加的额外飞行时间。

2.机型

不同机型的速度范围，尤其是上升/下降率相差很大，了解不同机型上升率和下降率的大致范围，避免发出超出航空器能力限度的指令。

3.舒适性

为了便于驾驶员便于操作和乘客的舒适性，原则上尽量减少对航空器的上升率和下降率干预，除非为了安全和效率的需要；在不需要时应及时解除上升/下降率限制。

第四篇：军用雷达技术在现代战争中的应用

军用雷达技术在现代战争中的应用

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军用雷达是专门为特定的军事用途而设计制造的无线电探测和定位装置。它的基本战术性能指标有：探测目标类型、覆盖空域、发现概率和虚警概率、测量座标数及精度、数据更新率、处理目标容量、全天候、全天时能力、电子反对抗能力、抗摧毁能力、目标识别能力、电磁兼容性、可用性、耗电量和全寿命周期费用等。主要技术参数有工作频率及带宽、发射机功率、天线增益、波瓣宽度及旁瓣电平、系统噪声温度、信号带宽和目标信号在杂波或干扰背景中的改善因子等。军用雷达种类繁多，按其发射接收天线所在位置可分为单基地雷达、双基地雷达和多基地雷达。按其发射波形可分为连续波雷达、调频连续波雷达和脉冲波雷达，按其装载所在的平台可分为地基雷达、机载雷达、舰载雷达和星载雷达。按其使用的波长可分为短波雷达、米波雷达、分米波雷达。按其使用的波长可分为短波雷达、米波雷达、分米波雷达、微波雷达和毫米波雷达。按其探测的目的性可分为预警雷达、截获雷达、跟踪雷达、制导雷达、成像雷达和地形回避雷达等。按探测的机理分为视距雷达和超视距雷达。军用雷达是获取陆、海、空、天战场全天候、全天时战略和战术情报的重要手段之一，是防天、防空、防海和防陆武器系统和指挥自动化系统的首要视觉传感器。它不但可以预警、截获、跟踪、识别、引导拦截空中、海面、地面和外空的目标，而且具有依靠空中或外空平台对地面大面积内的目标成像的能力。目前其分辨率及测量精度虽不及光学和红外传感器，但军用雷达的全天候、全天时以及大空域高数据率的性能则是其他传感器无法代替的，因而军用雷达在军事领域担负着极其重要的角色，具有广阔的应用前景。

一、军用雷达在现代战争中的作用

1864年麦克斯韦提出了电磁场理论，预见了电磁波的存在。1886年赫兹成功地完成了产生电磁波的实验，从而证实了“无线电”的存在。1922年马可尼主张用短波无线电来探测物体，确定另一船舶的存在，这是对于雷达概念的最早描述。之后，英、美、德等国的科学家做了许多验证试验。1935年2月英国人用一部12MHz的雷达探测到60km外的轰炸机，并于1937年初，正式布置了雷达“链条”(Chain)，美国1938年制造了第一部防空火力控制雷达SCR-268，其工作频率为205MHz，探测距离达180km，先后生产了约3000部。由此可见，雷达的发明和应用是上世纪30年代，至今已有70多年的历史。1940年11月，美国麻省理工学院(MIT)成立了辐射实验室，对雷达及其相关技术进行全面研究，取得了全面丰硕成果。第二次世界大战后，陆续公开出版了有名的28本《辐射实验室丛书》，公布了雷达和有关专业技术的大批资料，这对全世界雷达技术的发展起了重大的推动作用。第二次大战期间，飞机是交战双方的一种主要作战武器，探测敌方飞机的入侵，引导己方高射炮和飞机去拦截，成了迫切需要解决的问题,对船舶的探测也是当时的紧迫问题。作为主要探测手段的雷达应运而生，获得了快速发展。那时雷达的主要任务是发现目标的存在，测量目标的坐标位置，即飞机目标的距离，方位和仰角(或由距离与仰角换算出来的高度)，目标距离依靠测量雷达辐射信号从雷达到目标往返所需的传播时间来确定。要测量目标所在的角度必须依靠定向天线，即具有较窄波束宽度的雷达天线。为了使天线波束能照射到整个观测空域，天线波束必须在空间进行扫描，初期的雷达天线都是机械扫描天线。

二战之后，军用雷达技术获得很大发展，各种新的军用雷达在战后多次局部战争中均起了重要作用。军用雷达在现代战争中的作用主要表现在以下3个方面：

①雷达是各个级别上的作战指挥系统(亦称指挥、控制、通信计算机和情报、监视侦察系统，即C4ISR系统)中能够实时、主动、全天候获取有关目标战场环境信息的探测手段：

②雷达是各类先进作战平台(飞机、导弹、战舰、战车等)的不可缺少的组成部分，是实现远程打击、精确打击的必要手段，是发挥其作战效能的倍增器。

③雷达是发展和评估各类先进武器系统和进行军事技术研究的测试手段。

军用雷达的分类有多种方法。常用的主要分类方法有：

①按雷达测量的坐标参数分类，可分为二坐标(2D)雷达和三坐标(3D)雷达。例如，只测量目标距离和目标方位的雷达属于二坐标雷达；能同时测量目标的距离、方位、仰角的雷达则称为三坐标雷达。

②按功能和作用分类，雷达可分为空中搜索(警戒)雷达，目标指示(引导)雷达，火控雷达，制导雷达，炮位侦察雷达和岸防雷达等。

③按雷达装载的平台来分类，有机载雷达、舰载雷达、气球载雷达、弹载雷达、车载雷达、星载雷达等。以机载雷达为例，又可细分为机载预警雷达、机载火控雷达、机载战场侦察雷达、直升机载雷达、无人机载雷达等。其中每一种机载雷达根据功能差异，所用的主要技术等，又可分出许多品种。

④按采用的雷达信号形式来划分，有连续波雷达和脉冲雷达两大类。每一类中又包含多种雷达，如调频连续波雷达，脉冲多普勒雷达，脉冲压缩雷达等。

⑤其它分类方法，如根据其移动性可分为固定式雷达，机动雷达，可运输式雷达等；根据雷达作用距离大小，可分为近程雷达、中程雷达、远程雷达、超远程雷达，等等。

无论哪种雷达，都包含有产生高功率辐射信号的雷达发射机；向空间辐射信号的发射天线；接收从目标反射信号的接收天线；将微弱的接收信号进行放大滤波和变换的雷达接收机；对雷达信号进行处理、录取与显示的雷达终端设备；控制雷达天线转动，控制与录取天线波束指向数据的雷达伺服设备：雷达各分系统协调工作的频率综合器和定时器等。典型的先进脉冲雷达的基本组成，如图1所示。

在图l中，发射天线与接收天线公用，因而增加了双工器：图l中的发射机为功率放大式发射机，接收机则是采用了低噪声放大器(LNA)的外差式接收机。军用雷达要完成的基本功能主要是：①目标检测，在雷达观测空域内确定有无感兴趣的目标；②目标参数测量，亦称目标参数估计，用于确定目标位置，运动参数和提取其它目标特征参数；③目标分类、识别，用于确定目标类型，分辨真假目标等。

为实现这些功能，满足现代战争的特点与密切相关的军事需求，对各种用途的新一代军用雷达提出以下8点要求：①观察低可探测目标：(包括隐身目标，如隐身飞机、隐身无人机、隐身舰船)和直径5cm以下“空间垃圾”(对航天和空间飞行活动)，小型导弹，反辐射导弹(A刚)等；②提高雷达在复杂电磁干扰环境下工作的可靠性和有效性；提高雷达在硬打击(反辐射导弹和激光制导炸弹)下的生存能力；③提高雷达测量的分辨率和精度，以适应具有精确打击能力的各类作战平台和测量评估雷达发展的需要：④进行目标分类、识别和判别目标属性；⑤对地面、海面和空中运动目标进行高分辨成像，检测地面／海面的运动或静止军用目标；⑥发展双，基地雷达系统，将多部雷达组网，采用多传感器数据融合(MSDF)，改善雷达性能，提高雷达抗电子战、信息战能力与雷达的生存能力：⑦提高雷达进入各类指挥控制(C4ISR)系统与作战平台的综合能力；⑧将有源雷达与无源雷达结合，将雷达中的一些功能模块(例如天线，发射，接收，信号处理，计算机，终端显示)与敌我识别(IFF)、电子战(Ew)，通信系统设备等中的相应功能模块共用，严格控制雷达发射信号的辐射，对雷达辐射进行管理和改进雷达所在平台的综合电子系统的性能。

二、军用雷达技术的应用

为了实现这些日益增高的新要求，各项雷达新技术获得了很大发展，并逐渐应用于各类先进雷达之中。这些新技术主要表现在以下9个方面：1)雷达频段的扩展

在频率的高端，往毫米波、红外、激光雷达方向扩展：在低端则往vHF、UHF与HF(短波)波段扩展。2)雷达自动目标识别(ATR)

根据雷达观测数据及从雷达回波中提取的特征，对目标进行分类、识别、判别属性是实现战场管理，精确打击的重要条件，是当今雷达发展中的一个重大课题。3)雷达成像技术

采用大的瞬时信号带宽信号，可获得目标的高分辨一维像，再利用目标回波中多普勒频移的变化，即利用综合孔径雷达(SAR)和逆合成孔径雷达(ISAR)的原理可获得很高的两维分辨能力，实现目标的两维成像，测量地面高度、探测林中隐蔽目标，甚至探测地下军事工事，这极大提高了雷达的应用范围。4)超低副瓣天线技术

高增益、超低副瓣天线(最大副瓣低于．40dB)是雷达抗干扰、抗ARM，抗杂波的关键技术。5)超宽带雷达技术

雷达信号的瞬时相对带宽大于25％的雷达称为超宽带雷达。超宽带雷达在目标识别、雷达成像、抗干扰、抗AI己M等方面均有重要意义。6)相控阵天线技术

除低／超低副瓣相控阵天线外，有源相控阵天线，共形相控阵天线和宽带相控阵天线的发展有重要意义。有源相控阵天线中每一个天线单元均有一个发射，接收组件(T瓜组件)，具有高性能、高可靠、低成本的发射／接收组件，数字波束形成(DBF)，自适应波束形成，大时宽带积信号的数字产生与数字处理等技术正在快速发展，并在相控阵天线的大量采用是降低先进雷达成本的重要措施。7)先进的信号处理与数据处理技术

随着计算机、集成电路技术的飞速发展，高速、大容量并行处理的实时处理成为可能。将其用于相控阵天线，可实现自适应数字波束形成(ADBF)。这将天线理论与信号处理相结合，出现了具有多种自适应能力的信号处理天线，为提高雷达的性能提供了新的潜力。8)雷达系统建模与仿真技术

利用现今迅速发展的计算机技术和仿真技术，可以在雷达研制过程中的设计阶段，合理确定各项战术技术指标，协调各分系统之间的指标分配、优化雷达系统设计，缩短雷达设计周期；在系统软件优化和系统性能评估中仿真技术更有重要作用。采用先进的雷达系统建模与仿真技术是克服先进雷达研制周期长，技术风险大，成本高的关键措施。9)雷达新工艺，新结构，新材料技术

为实现雷达的高机动能力，解决在一些复杂平台上安装所遇到的体积、重量的限制和恶劣物理环境的影响，解决大功率散热问题等，都要依赖于采用新工艺，新结构和新材料。同时，这些新技术也是提高雷达性能，缩短雷达研制周期，降低成本的重要措施。碳纤维复杂材料(CFRP)、纳米材料、微电子机械系统(MEMS)，在雷达中将有更广泛的应用。

二战以后，军用雷达技术保持了高速发展的势头，这与战后的冷战局面和美苏两国的军备竞赛有密切关系。计算机、集成电路和信号处理技术的发展使雷达中的运动目标显示(MTI)处理、脉冲多普勒(PD)处理、脉冲压缩等，先后从模拟处理方式转为数字处理方式，极大地提高了雷达的性能，也大大促进了相控阵雷达的诞生。1957年苏联成功发射第一个人造卫星上天以后，观测空间飞行目标，人造卫星和洲际弹道导弹成了重大课题，要求雷达作用距离要达到数千公里，可同时跟踪多批高速飞行的目标，只有采用计算机实时控制的相控阵才能实现这些功能。

相控阵雷达与机械扫描雷达的主要差别是它采用了由大量天线单元构成的阵列天线及其复杂的馈线系统，其中包括了大量的无源与有源微波器件。每一个天线单元上带有一个电控移相器或移相器和衰减器组成的幅相调节器(APV)，因而天线口径照射函数可在计算机控制下高速变化，使相控阵雷达具有常规机械扫描雷达所具备的若干技术特点，它们是：①天线波束的快速扫描能力；②天线波束形状的快速变化能力；③空间定向与空域滤波的能力；④空间功率合成能力；⑤天线与雷达平台共形的能力。

相控阵技术不仅在远程、超远程雷达近年来在各种战术雷达中也都得到了广泛应用。

除了相控阵天线技术外，高功率雷达发射机技术始终是雷达技术的一个重点。在雷达发展过程中，经历了三、四极管发射机、磁控管、速调管、行波管等电真空发射机，随着高功率半导体器件的发展，固态发射机技术越益被广泛应用，特别是应用于～些高性能相控阵雷达之中；但在高功率、高频段，例如毫米波波段的雷达发射机仍广泛采用电真空器件的发射机。为适应雷达观察隐身飞机和空对空、空对地、空对舰、反辐射导弹(AI洲)、无人飞机等雷达截面积小的低可观察目标，各种军用雷达对高功率发射机的要求更显突出，促使新的电真空、半导体功率放大器件快速发展，例如高功率回旋速调管、宽禁带(wBG)半导体功率器件及放大器等均成了当今雷达技术领域中的研究重点。

三、军用雷达的发展趋势

现代军用雷达的发展是以现代信息处理技术，微电子技术和计算机等信息技术的迅猛发展和广泛应用为基础的。信息技术是双刃剑，它同时提高敌对双方的信息化装备的性能水平，其中的雷达和雷达对抗(侦察与干扰)的全面较量也永无休止。对抗从地面、海上发展到空中、再到太空。现代军用雷达的技术特点则来源于对现实威胁(战区弹道导弹、巡航导弹、小目标、低空目标、高机动目标，饱和攻击、基于快速侦察的强电子干扰环境，等等)的深刻认识和日益增长的军事需求(多任务、多使命、多模式、一体化、机动性、生存能力、组网能力、情报融合能力、信息传输能力、标准化程度、升级能力，等等)。美欧现代雷达在技术特点和战术应用特点上融合的比较协调——先进技术发挥最大效能的同时，需求与应用也刺激着技术的更新换代。

采用相控阵天线技术实现复杂灵活的多模式波束运动方式，以实现警戒区域多任务、多使命和多模式的应用功能，可以应对于未来空中威胁和严酷的雷达对抗威胁。

采用低、极低或超低副瓣针状波束天线(ULSA)和低雷达发射峰值功率技术，使侦察设备难以随意感觉到雷达信号。雷达技术参数(发射峰值功率、发射频率、脉冲重频、脉冲宽度、信号波形、波束宽度、波束位置等)大范围智能化随机“捷变或异化”，工作模式多样且可快速变化，致使侦察设备对感觉到的信号难以完全测量。

雷达的战术应用特点是与其他任务使命相关联的，无论是美国的Ⅻ＼∞和TMD的各类雷达，还是俄罗斯的s．300系列防空系统雷达，或美国的E．2C“鹰眼”2000E、E．3“哨兵”、E．8C Joint Sta心‘联合监视目标攻击雷达系统”，它们都有着自己在C4ISRK中所处的“位置”，都有着自己相应的作战程序和多种任务，应用模式。从电子侦察的角度看，现代雷达采用副瓣针状波束，计算机根据任务要求智能地选择工作模式并在大范围内控制着雷达的工作参数和捷变规律，使得一部分现代雷达成为难以侦察的低截获概率(LPI)雷达而发挥出相当于过去多部老式雷达的功能。

因此，军用雷达在军事领域中担负着重要的角色，具有广阔的应用前景，对我国雷达事业的发展，也将起到一定的促进作用。可输入日期查看精彩内容 查看“中国军工研究所分布”输入721查看“9张图教你看懂解放军军衔”输入811查看“中国军工系统渊源考证”输入812查看“解放军最神秘的部门”输入820查看“详述航天五院”输入806查看“中国船舶领域研究所大全”输入810查看“日本军工企业大揭秘”输入710查看“中国即将面世的12大武器装备”输入813查看“航天科技与航天科工之区别”输入729查看“西安军工企业一览”输入816其他更多精彩的文章↓请点击下面“阅读原文↓”

第五篇：收尘设备在水泥厂的应用

水泥厂现有几种收尘技术的研讨分析

标签： 烘干机 水泥厂除尘 发布时间：2012-11-10

水泥厂现有几种收尘技术的研讨分析

1、烟尘治理之难点

水泥厂的主要排放尘源是破碎机、回转烘干机、立式烘干机、生料磨机、选粉机、水泥磨机、机立窑、包装机等。另外，输送设备、库顶、库底输送，进、出料口等是产生岗位扬尘的尘源。其中，其中立窑废气的治理难度较大。

立窑的烟尘治理主要难在其烟气“湿、蚀、变”的特殊工况，不在于其烟气量大(比旋窑窑尾废气量要小得多)，也不是其粉尘浓度高(立式磨和O-sepa选粉机的排放浓度要高出几十倍甚至上百倍)。“湿”指烟气含湿量大(8%～20%)，露点温度高(40%～55%)，酸露点温度更高；“蚀”指含腐蚀性烟气，尤其是添加复合矿化剂后氟酸的腐蚀尤为强烈；“变”指废气量、含尘量(1～30g/Nm3)、温度(45～450℃)、湿度、粉尘比电阻值(109～1012Ωm)等参数随工艺操作条件的频繁变化，大范围波动。

2、国内现有的几种立窑收尘技术

国内的产品可谓形式多样，除沉降室之外，有各种湿法除尘、电除尘及袋除尘。湿法除尘有喷雾、水淋、水膜、超声、旋流、自激、水浴、复合型等；电除尘有干法卧式、立式、立管旋伞式，湿法立式，水电复合式等;袋除法有采用反吹风清灰的玻纤袋收尘器(有上、下进气两种)以及采用脉冲清灰的低压长袋分箱脉冲收尘器等。从当前发展的眼光来看，高效的袋、电收尘技术仍是应用的主流。

3、对几种收尘技术的研讨

①水除尘

水除尘的最大优点是适应现代立窑的暗火燃烧工艺，且对多变的工况有较强的适应性，同时不怕粉尘的黏附性，还有脱硫、脱氟的效果。它制作较为简单，投资较省。但水除尘难以达标，且阻力高、耗水量大，易造成二次污染，泥浆溶液有很强的腐蚀性，即使泥浆回成球盘又形成钾、钠的富集而影响熟料质量，同时排放的水雾弥漫、烟气浩荡。一些发达地区的环保部门，已明令严禁采用。

② 沉降室除尘

降室除尘的优点是结构简单，投资最省，且不需要专人管理，消耗电能最少。缺点是只能沉降粗颗粒粉尘，通常占60%以上的粒径50μm以下的粉尘难以捕集，远远不能满足排放要求。

③ 水、电复合除尘 因为第一级水除尘造成二次污染等弊病依然存在，而第二级电除尘防结露、锈蚀及除水雾的任务艰巨，如是单电场不可能实现无烟气排放。

袋收尘器在水泥窑上的应用

2009-12-19 作者: 石岚：广州市建材中专学校

摘要:本文介绍了水泥窑用袋收尘器的现状,分析了典型袋收尘器的结构形式,比较几种高温滤料特性及选用,提出了水泥窑用袋收尘器的发展方向。

关键词:水泥窑袋收尘器玻纤滤料覆膜滤料高温老化结露 1.前言

随着收尘技术的不断发展,我国水泥工业的形象不断更新。袋收尘技术的快速发展和在水泥工业上的应用,尤其是水泥窑袋收尘器的开发应用,对解决占水泥厂总排放量70%的窑尾废气中的粉尘起到一定的积极作用。从除尘技术及未来环保要求看,在水泥窑除尘方面袋收尘器具有不用考虑含量超标问题、去除对人体有害的超细粉尘比静电除尘器高、可不停机检修等优点。

但袋收尘器的日常管理和操作非常重要,对工况温度有一定的要求:工况温度低于露点温度就会产生结露,工况温度高于过滤材料的允许温度就会产生烧袋和滤袋过早老化。2.新型干法窑与立窑的烟气特点

在我国,水泥窑主要有新型干法窑和机械化立窑。掌握它们的烟气特点,是设计和操作袋收尘器的关键。

新型干法窑的废气量大,粉尘浓度大,温度高。废气中粉尘浓度为:干法长窑40g/m3;干法预热器窑30~100g/m3。废气温度为:干法长窑400~500℃,干法预热器窑350~400℃。

立窑烟气浓度一般为1~10g/m3。少数厂由于其配料和煅烧方法比较特殊,达到50g/m3以上;烟气水份较高,含湿量为15%~20%,露点温度低,烟气温度波动大,烟气中含有造成腐蚀和降低烟气露点的SO2。3.应用于新型干法窑和立窑的袋收尘器 3.1新型干法窑用袋收尘器

新型干法窑的废气温度高,这就决定了袋收尘器必须采用高温滤料作为过滤介质,目前应用较为普遍的玻璃纤维滤布滤料,具有较好的抗拉性能,但最高允许工作温度仅为260℃,当用于预热器窑尾做袋收尘器时,因烟气温度为360~420℃,必须把烟气冷却到260℃以下再送入收尘器。冷却的设备主要有增湿塔和管式冷却器。冷却方法主要有喷雾增湿、自然冷却和强制冷却、掺冷风。增湿塔作为烟气冷却设备,可把烟气温度冷却到220℃左右。它的优点表现为降温明显,控制范围宽,能耗低,但存在排灰水份高,难输送问题,常应用于大型窑尾袋收尘器系统。管式冷却器分自然冷却和强制冷却两种。它结构简单,操作容易,可控制的温度范围小,常应用于中小型窑尾袋收尘器系统。掺冷风是最简单的一种冷却方式,但这种冷却方式使系统的处理风量大幅度增加,需增大袋收尘器规格和造价,同时也加大风机的负荷,增加电能消耗。一般只作为辅助降温措施。应用于窑尾的袋收尘器一般设计成内滤长袋分室反吹风清灰型的结构,典型的袋收尘器结构如图1所示。它采用若干个袋房组装在一起,袋房由型钢、钢板制成的标准侧板组合而成。收尘器采用内滤、下进气、负压形式。工作状态时,提升阀打开,含尘气体由进气口进入,经灰斗一侧的手动蝶阀进入灰斗,含尘气体中颗粒较粗的粉尘由于重力作用直接落入灰斗底部,含尘气体由花板下部进入滤袋内,净化后的气体经提升阀进入出气口,最后排入大气,当滤袋清灰时,首先关闭提升阀,切断进入袋房的烟气,使袋子处于松弛状态,再开启反吹风阀,反吹风机从收尘器的出气口处吸入清洁烟气,经管道由袋房的中上部进入袋室,使滤袋产生缩袋,滤袋上的粉尘从滤袋上脱落,并落入下部灰斗。重复关闭反吹风阀,使滤袋再一次缩瘪,如此循环3次,滤袋上的积灰便基本上被清除下来,经下部螺旋输送机排出机外。

应用于山西水泥厂和北京水泥厂2000t/d窑尾袋收尘器技术规格参数见表1。

3.2立窑用袋收尘器

立窑烟气温度高,温度波动范围大,决定了立窑袋收尘器必须具有抗结露和耐温特性。滤料采用具有憎水性好的玻纤滤布。如CW500—FCA等玻纤滤料来抵抗冬季温度过低,产生结露对收尘器的危害。

立窑袋收尘器是在干法预热器袋收尘器基础上发展而来的,和用于干法预热器窑袋收尘器一样,结构一般也是采用内滤长袋反吹风清灰结构。

在正常工况条件下,立窑的烟气温度在50℃~180℃范围内波动,由于各种因素的影响,操作中经常出现“返火”、“卡窑”、“炼边”等问题,此时的烟气温度很高,往往超过滤料的最高使用温度,这就要求对进入立窑袋收尘器的烟气采取“掺入冷风”的降温措施。

应用于广州石井水泥厂和广东开平市水泥厂立窑袋收尘器的技术规格参数见表2。

4.常用过滤材料及选用 4.1玻纤平幅过滤布

玻纤平幅过滤布是经、纬交织而成的织物,是早期研究开发的玻璃纤维过滤材料,也是目前国内市场的主导产品。现有斜纹、缎纹等不同组织的平幅玻璃纤维过滤布,以满足除尘系统对滤料透气率、经纬向强度、粉尘剥离性的要求。它具有清灰时粉尘剥离性能好,耐热性能好,可在280℃下长期使用,化学稳定性好,价格低。其不足之处是过滤层的阻力较高,透气性差。平幅玻纤滤料的主要技术指标见表3。

《表3略》

4.2玻纤膨体纱过滤布

玻纤膨体纱过滤布是在70年代研制的玻璃纤维过滤材料,由于它纱线蓬松,覆盖能力强,与玻纤平幅过滤布相比,在相同的容尘量下,过滤风速可提高1/3,系统阻力降低1/4,可收集粒径在1μm左右的产品,捕尘率99%以上,价格中等。玻纤膨体纱滤料的主要技术指标见表4。

（表4略）

4.3玻纤针刺毡过滤布

玻纤针刺毡过滤布是80年代研究开发的玻璃纤维过滤材料,是一种结构合理,性能优良的新型高温过滤材料,它不仅具有玻璃纤维织物滤料耐高温、耐腐蚀、尺寸稳定、强度高的特点,而且由于毡层纤维呈三维微孔结构,空隙率高,对气体的过滤阻力小,是一种高气布比的高温滤料,但价格偏高。

根据使用领域的工况条件的不同,以上三种过滤材料需要采用不同的表面化学处理。化学处理在玻璃纤维布或毡的表面涂覆不同的高分子有机聚合物,以增加玻璃纤维的化学稳定性,保证长期处于高温状态下的玻璃纤维在酸性或碱性气体中,其强度、耐折、耐磨等性能不受影响,改善玻璃纤维的曲绕性,使其满足袋式除尘器反吹风清灰或脉冲清灰工作的要求。提高滤料的憎水性,使其具有抗结露能力。

水泥窑用袋除尘器玻纤滤料表面处理方法主要有两种:PSi配方和RH配方。主要适用条件见表5。

4.4覆膜滤料

覆膜滤料是近几年才发展起来的一种性能非常优秀的过滤材料。它是用聚四氟乙烯作为原料,在特定的工艺环境下均匀地延展拉伸,然后覆置在选定的针刺毡或编织物等过滤基料上而成的,它将传统滤料的“深层过滤”变成了“表面过滤”。由于聚四氟乙烯滤料薄膜表面非常光滑和憎水,在过滤时,所收集的粉尘饼将远优于传统的滤料。薄膜孔径微小,孔隙率高,吸尘率达99.99%,阻力是传统滤料的1/3,该材料价格较高。5.操作与维护

由于立窑煅烧工艺的不稳定,含尘烟气的参数波动幅度较大,给除尘器的使用带来很多困难,主要表现为“糊袋”和“烧袋”。立窑袋收尘器能否长期可靠运行,除了立窑袋收尘器设计中必须考虑满足立窑的工艺条件和烟气特点外,工艺系统的操作是非常重要的。为预防“糊袋”和“烧袋”现象,必须降低入窑燃料中的硫含量,控制露点温度,保证喂料、提火速度和卸料尽量做到三平衡。使烟气温度高于露点温度25℃左右,做好设备壳体和管道的密封和保温。为了预防除尘器运行期间滤料被红料烫通或高温老化,必须采取烟气温度自动控制措施。当烟气温度超过250℃时,打开冷风阀掺入冷风,均匀加料,保持适宜的湿料层厚度,避免明火煅烧。干法预热器窑废气量大,温度高,烟气成份复杂。保持废气含尘浓度和温度的稳定是非常重要的。除系统中必不可少的冷却器之外,还必须辅加掺入冷风的温度调节措施,尤其是对生料磨和煤磨用窑尾废气烘干的生产工艺,当生料磨或煤磨系统停机或物料工况发生变化时,直接造成窑尾袋收尘器的废气温度升高和波动。这时,应采用加入冷风的辅助方法来进行调节。

收尘器停用和再启动时,收尘器从冷态变为热态,废气中的水蒸气可能会在滤袋上析出,产生结块现象,使滤袋阻力上升。此时,应加强清灰强度和频率,及时排除结块。当袋收尘器因故需停机时排风机应继续工作一段时间,排空袋收尘器内的高温高湿气体,并继续清灰直至把滤袋上的积灰清除干净后再停收尘器。灰斗内积灰也应排放干净,防止结块堵塞。6.发展趋势

水泥窑袋收尘器的发展,主要取决于滤料的发展,尤其是覆膜滤料的发展。

6.1随着覆膜技术的发展,产品价格的下降,玻璃纤维覆膜滤料将会在水泥窑袋收尘器上得到广泛地应用。采用玻璃纤维覆膜滤料,过滤风速可由传统的0.5m/s提高到0.8m/s,袋收尘器的体积会明显减小,阻力大幅降低,通气量上升。滤袋的寿命可提高到3年以上。总造价将基本上与采用传统玻璃纤维滤料的袋收尘器接近。

6.2玻纤针刺毡覆膜滤料将使得脉冲喷吹式的外滤式袋收尘器可以应用于水泥窑。采用玻纤针刺毡覆膜滤料可使袋收尘器的过滤风速高达1~1.2m/s。袋收尘器体积更小,清灰强度高,通气量大,系统通风量稳定。7.结论

水泥窑的粉尘排放量占水泥厂总粉尘排放量的70%,水泥窑用袋收尘器的研制开发成功,对改善水泥厂的环境面貌作出了贡献,应该大力推广,但与电收尘器相比,仍存在着体积大,阻力高的缺点,随着覆膜滤料的发展和普遍采用,这一缺点将逐渐被克服。