一、項(xiàng)目背景

　　在新疆化工企業(yè)的硫酸鈣生產(chǎn)和儲存過程中，原料料倉的安全運(yùn)行和精確料位監(jiān)控至關(guān)重要。硫酸鈣粉體屬于高密度、易堆積、易粘附的固體粉料，倉內(nèi)存在粉塵飛揚(yáng)、潮濕結(jié)塊、溫度變化以及局部壓力波動等復(fù)雜工況，這給傳統(tǒng)料位測控設(shè)備帶來了極大挑戰(zhàn)。

　　該廠有多座儲存容量超過 50 噸的硫酸鈣料倉，原料需在生產(chǎn)、包裝及運(yùn)輸環(huán)節(jié)保持連續(xù)供料。由于料倉粉料特性及工藝要求，企業(yè)面臨以下難題：

1. 傳統(tǒng)浮球或?qū)Рɡ走_(dá)測量失效

   浮球易被粉料粘附卡死，導(dǎo)波雷達(dá)在粉塵和結(jié)塊環(huán)境中容易產(chǎn)生信號偏移或虛假回波，導(dǎo)致測量不穩(wěn)定。

2. 人工巡檢頻繁且危險

   料倉粉塵高，粉體飛揚(yáng)嚴(yán)重，巡檢不僅勞動強(qiáng)度大，還存在粉塵爆炸及健康風(fēng)險。

3. 生產(chǎn)安全風(fēng)險

   料位異常可能導(dǎo)致料倉溢料、下料不均或生產(chǎn)停機(jī)，影響整個工藝連續(xù)性和經(jīng)濟(jì)效益。

　　基于上述生產(chǎn)工藝和現(xiàn)場粉塵環(huán)境的挑戰(zhàn)，該化工企業(yè)計(jì)劃引入一套高可靠、低維護(hù)、能夠適應(yīng)高粉塵、高濕度以及顆粒細(xì)度變化大的連續(xù)料位測控解決方案。企業(yè)對新方案提出了明確要求：設(shè)備必須在長周期運(yùn)行中保持穩(wěn)定，不受粉體附著、振動沖擊或局部堵塞的影響，同時能夠同時監(jiān)測料倉高、中、低三個關(guān)鍵料位，實(shí)現(xiàn)全程料位可視化與自動化控制。

　　在技術(shù)評估階段，客戶特別指出希望采用雙棒結(jié)構(gòu)的振動料位開關(guān)（Dual-Rod Vibrating Level Switch）。雙棒振棒結(jié)構(gòu)相比單棒設(shè)計(jì)具有更強(qiáng)的抗粉塵粘附能力和振動穩(wěn)定性：在高粉塵料倉中，單棒易因粉末積附導(dǎo)致振動頻率異常或誤報警，而雙棒設(shè)計(jì)通過增加支撐點(diǎn)和均衡振動的方式，顯著降低了粘附和堵塞風(fēng)險，保證信號輸出的可靠性。同時，雙棒結(jié)構(gòu)在高溫、輕微振動或料倉內(nèi)粉體沉降條件下仍能保持準(zhǔn)確判斷，有效避免高、中、低料位信號誤觸發(fā)，滿足企業(yè)對生產(chǎn)安全和自動化控制的嚴(yán)格要求。

　　經(jīng)過綜合對比，企業(yè)最終選用了計(jì)為振動料位開關(guān)，利用其雙棒振棒結(jié)構(gòu)和耐腐蝕材質(zhì)，在硫酸鈣料倉的高、中、低料位點(diǎn)布置，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)、穩(wěn)定、可維護(hù)性低的料位監(jiān)控方案。該方案不僅滿足了客戶對長期可靠運(yùn)行的需求，也為后續(xù)料倉擴(kuò)展和自動化生產(chǎn)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。

二、技術(shù)選型理由

1. 雙管振棒結(jié)構(gòu)，抗粘附與抗粉塵干擾

　　計(jì)為振動料位開關(guān)采用 雙管振棒結(jié)構(gòu)，通過壓電晶體驅(qū)動振動，當(dāng)料位覆蓋振棒時，振動停止并輸出開關(guān)信號。該原理適用于高密度、易粘附的粉體，能夠有效避免浮球卡滯或信號漂移。實(shí)驗(yàn)表明，在粉塵密集和局部濕度較高的料倉環(huán)境中，振動信號穩(wěn)定，無誤動作。

2. 高耐腐蝕、不銹鋼材質(zhì)

　　振動棒及探頭采用 316L 不銹鋼材質(zhì)，耐化學(xué)腐蝕和機(jī)械磨損，適合長時間接觸硫酸鈣粉體及潮濕空氣環(huán)境。密封件采用 FKM/PTFE 雙密封結(jié)構(gòu)，保證在粉塵、濕氣及溫度波動條件下長期密封可靠，防止粉料進(jìn)入內(nèi)部機(jī)構(gòu)。

計(jì)為振動料位開關(guān)采用 雙管振棒結(jié)構(gòu)

3. 防護(hù)等級與防爆能力

　　該計(jì)為振動料位開關(guān)外殼防護(hù)等級為 IP66/IP67，可承受粉塵長期覆蓋和高壓水沖洗，同時適應(yīng)料倉清洗作業(yè)及環(huán)境潮濕條件，保證內(nèi)部電子元件和機(jī)械結(jié)構(gòu)長期安全可靠運(yùn)行。對于新疆化工廠硫酸鈣料倉這種粉體濃度較高的作業(yè)環(huán)境，僅防護(hù)外殼是不夠的，設(shè)備還需具備完善的防爆設(shè)計(jì)。計(jì)為振動料位開關(guān)同時滿足氣體與粉塵雙重防護(hù)要求，確保在可燃粉塵和潛在可燃?xì)怏w環(huán)境下安全運(yùn)行。

　　在粉塵環(huán)境下，設(shè)備防爆等級達(dá)到隔爆（Ex db）和本質(zhì)安全型（Ex ia）雙重認(rèn)證：

• 隔爆型（Ex db）：Ex db IIC T1…T6 Gb / Ex tb IIIC T80℃…T440℃ Db，可在含有可燃?xì)怏w或粉塵的環(huán)境中運(yùn)行，即使內(nèi)部發(fā)生電火花，也不會引發(fā)周圍粉塵或氣體爆炸。

• 本安型（Ex ia）：Ex ia II CT1…T6 Ga / Ex ia IIIC T???100℃…T???450℃ Da，確保輸出信號和內(nèi)部電路在高粉塵和潛在氣體存在的情況下能安全工作，降低火花及高溫產(chǎn)生風(fēng)險。

　　氣體與粉塵雙重防護(hù)的設(shè)計(jì)意味著：無論倉內(nèi)環(huán)境是主要存在硫酸鈣粉塵，還是偶爾伴隨少量可燃?xì)怏w，振動料位開關(guān)都能在高溫、高濕、粉塵覆蓋的條件下安全穩(wěn)定運(yùn)行，不會因?yàn)闅怏w或粉塵濃度波動而影響測量信號，同時也保障了料倉整體的安全生產(chǎn)。

4. 兼容多種接口與安裝方式

　　計(jì)為振動料位開關(guān)可根據(jù)不同料倉設(shè)計(jì)和工藝需求提供多種標(biāo)準(zhǔn)接口，以便靈活安裝和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)料倉高、中、低料位報警或泵保護(hù)信號的全程監(jiān)控。設(shè)備接口不僅涵蓋國內(nèi)常用法蘭標(biāo)準(zhǔn)，還提供國際標(biāo)準(zhǔn)選擇，包括應(yīng)標(biāo)（中國國家標(biāo)準(zhǔn)）、美標(biāo)（ANSI/ASME）、日標(biāo)（JIS）以及歐標(biāo)（DIN/EN）等，滿足不同地區(qū)和不同船廠、化工廠的安裝要求。

　　通過提供多種法蘭標(biāo)準(zhǔn)選擇，計(jì)為振動料位開關(guān)能夠靈活適應(yīng)國內(nèi)外不同工程項(xiàng)目的需求，實(shí)現(xiàn)高可靠、低維護(hù)的料位監(jiān)控，為企業(yè)自動化管理和安全生產(chǎn)提供保障。

5. 高可靠性、低維護(hù)

　　振動料位開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、無易損機(jī)械部件，雙棒結(jié)構(gòu)具有國家發(fā)明專利，長期運(yùn)行壽命可比同類產(chǎn)品延長 5–8 年。企業(yè)無需頻繁拆卸或清洗，降低了人工成本及生產(chǎn)停機(jī)風(fēng)險。

三、安裝環(huán)境與方案

1. 安裝位置設(shè)計(jì)

　　料倉監(jiān)控的關(guān)鍵是高、中、低料位全覆蓋。計(jì)為振動料位開關(guān)在該企業(yè)料倉的安裝方案如下：

• 高料位：安裝于料倉頂部法蘭接口，用于防溢報警和上料聯(lián)鎖，確保料倉不會過滿，保護(hù)上料設(shè)備和安全閥。

• 中料位：安裝于料倉側(cè)壁，用于生產(chǎn)供料參考，實(shí)現(xiàn)自動控制系統(tǒng)對供料泵的啟停聯(lián)鎖。

• 低料位：安裝于料倉底部，防止下料不足，保護(hù)下料泵或攪拌設(shè)備不空轉(zhuǎn)，確保生產(chǎn)連續(xù)性。

　　安裝位置經(jīng)過 CFD 模擬及現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證，可避開料倉局部渦流和粉塵沉積區(qū)域，確保振動信號穩(wěn)定，減少誤報警和漏報。

計(jì)為振動料位開關(guān)在新疆硫酸鈣料倉實(shí)現(xiàn)高粉塵、高濕環(huán)境下穩(wěn)定低維護(hù)料位監(jiān)控

2. 接口與密封

　　設(shè)備接口采用 DN50 法蘭，密封件使用 FKM/PTFE 雙密封設(shè)計(jì)。安裝前，技術(shù)人員進(jìn)行了 低壓試漏和密封檢查，確保法蘭平整、螺紋嚙合緊密，無粉料滲入，保證設(shè)備長期運(yùn)行的密封可靠性。

3. 電氣連接與輸出

　　振動料位開關(guān)輸出為 SPDT 干觸點(diǎn)，24V DC 5A，可直接接入料倉 PLC/DCS 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動報警、泵啟停和聯(lián)鎖控制。接線完成后，技術(shù)人員進(jìn)行了回路阻抗、供電電壓和信號穩(wěn)定性測試，確認(rèn)信號輸出準(zhǔn)確可靠。

四、結(jié)論

　　綜上所述，計(jì)為振動料位開關(guān)在新疆化工企業(yè)硫酸鈣料倉的實(shí)際應(yīng)用充分驗(yàn)證了其在復(fù)雜粉體環(huán)境下的卓越性能。面對高粉塵濃度、高濕度、易粘附和流動不均的粉料，雙棒振棒結(jié)構(gòu)配合316L不銹鋼材質(zhì)和耐磨密封件，確保料位信號穩(wěn)定可靠，避免了傳統(tǒng)浮子或單棒料位開關(guān)易出現(xiàn)的粘連、堵塞和誤動作問題。同時，設(shè)備外殼防護(hù)等級達(dá)到IP66/IP67，防爆等級兼顧隔爆和本安（Ex db / Ex ia），在粉塵濃度高、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜的料倉中也能安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)長期“安裝即忘”的低維護(hù)特性。

　　通過實(shí)時料位監(jiān)控，企業(yè)可全程掌握高、中、低料位狀態(tài)，結(jié)合報警和自動聯(lián)鎖功能，不僅保障了料倉投料、輸送和卸料過程的安全可控，還有效防止料倉過滿、過低或泵空轉(zhuǎn)等異常情況，提高了生產(chǎn)的連續(xù)性與安全性。同時，多標(biāo)準(zhǔn)法蘭接口（國內(nèi)應(yīng)標(biāo)、ANSI美標(biāo)、JIS日標(biāo)及DIN歐標(biāo)）設(shè)計(jì)，使設(shè)備適應(yīng)不同工藝罐或料倉的安裝要求，實(shí)現(xiàn)靈活布置和便捷維護(hù)。

　　該案例顯示，計(jì)為振動料位開關(guān)不僅在高粉塵、高濕度環(huán)境下保持長期穩(wěn)定運(yùn)行，還通過自動化監(jiān)控顯著降低了人工巡檢頻次和維護(hù)成本，提升了企業(yè)的生產(chǎn)管理效率和安全水平。對于硫酸鈣等易粘附粉體料倉而言，計(jì)為振動料位開關(guān)提供了一種可靠、耐用、低維護(hù)且高適應(yīng)性的連續(xù)料位測控解決方案，真正實(shí)現(xiàn)了智能化、可視化和安全化的料倉管理。