80 gigagertsli radarning xususiyatlari va qo'llanilishi: Elektr stansiyalari misoli

Abstrakt

Ushbu maqola 80 gigagertsli radarning ilg'or darajadagi o'lchash texnologiyasi sifatida -ish tamoyillarini chuqur tahlil qilib, uning an'anaviy mikroto'lqinli radarga nisbatan noyob afzalliklarini ta'kidlaydi. U 80 gigagertsli radarning asosiy texnik xususiyatlarini batafsil yoritib beradi va uning ishonchliligi va amaliyligini murakkab sanoat sharoitlarida elektr stansiyalarining odatiy stsenariylarida (masalan, qozon barabani, xom koʻmir siloslari va oltingugurtdan tozalash uchun moʻljallangan quyish tanklari kabi) real{4}}ilovalari orqali namoyish etadi. Tadqiqot elektr stantsiyalarida darajani o'lchash tizimlarini aqlli yangilash uchun texnik ma'lumotnomalarni taklif qiladi.

 

1. Umumiy ko‘rinish

Energetika sanoati samaradorlik, tozalik va aqlli texnologiyalarga o'tayotganda, elektr stantsiyalari darajani o'lchash tizimlarida yuqori aniqlik, barqarorlik va moslashuvchanlikni talab qilmoqda. Darajani o'lchash texnologiyalari suzuvchi turdagi va differentsial bosim o'lchagichlar kabi qo'lda tekshirishning dastlabki usullaridan an'anaviy mikroto'lqinli radar ilovalariga (masalan, 26 gigagertsli chastota diapazonlari) o'tgan bo'lsa-da, bu tizimlar ekstremal ish sharoitlarida hamon qiyinchiliklarga duch kelmoqda. Yuqori{6}}harorat/yuqori bosim muhiti, changli bug 'atmosferasi va kuchli elektromagnit parazitlarda ular katta o'lchovdagi ko'r nuqtalar, zaif shovqin qarshiligi va ma'lumotlarning tez-tez o'zgarishi kabi muammolardan aziyat chekishda davom etadilar.

80 gigagertsli radar darajasi o'lchagichi yuqori ish chastotasi, torroq nur burchagi va yuqori signalni qayta ishlash qobiliyati orqali an'anaviy o'lchash texnologiyalarini inqilob qildi. Yuqori chastotali radar texnologiyasidan -ishlab chiqilgan boʻlib, u signal markazida sifatli pogʻonaga erishadi, shovqinlarga chidamlilik va murakkab axborot vositalariga moslashish imkonini beradi. Endi elektr stansiyasining muhim uskunalari (qozonxonalar, koʻmir siloslari va oltingugurtdan tozalash tizimlari kabi) darajasini nazorat qilish yechimiga-bu texnologiya ixtisoslashgan elektr stansiyalari stsenariylari uchun anʼanaviy ilovalardagi boʻshliqni samarali bartaraf etadi.

2. 80 gigagertsli radarning asosiy xususiyatlari

2.1 Nur burchagi juda tor va kuchli shovqinlarga qarshi{1}}qobiliyatga ega

80 gigagertsli radar an'anaviy 26 gigagertsli radarlardan uch baravar yuqori chastotada ishlaydi. Elektromagnit to'lqinlarning tarqalish tamoyillari yuqori chastotalar nurning tor burchaklariga olib kelishini talab qiladi. An'anaviy 80 gigagertsli radarlar 3 gradusgacha tor nur burchaklariga erishishi mumkin (26 gigagertsli modellar uchun 8 daraja -12 daraja bilan solishtirganda), material sirtlarini aniq nishonga olish imkonini beradi va shu bilan birga aralashtirgichlar, tayanchlar va quvurlar kabi tankning ichki qismlaridan samarali ravishda qochish imkonini beradi. Bu yaxshilangan ruxsat shovqin shovqinini sezilarli darajada kamaytiradi. Elektr stantsiyalaridagi ko'mir siloslarida, hatto ko'mir oqimining ta'siridan kelib chiqadigan tartibsiz konlarda ham, 80 gigagertsli radar to'siqlar tufayli yuzaga kelgan o'lchov og'ishlarini bartaraf etib, darajani aks ettirish signallarini aniq ushlab turish uchun chang bulutlariga kirib borishi mumkin.

2.2 Yuqori o'lchov aniqligi va minimal ko'r maydon

Yuqori chastotali signallarning qisqa-to'lqin uzunligi xarakteristikalari (to'lqin uzunligi taxminan 3,75 mm bo'lgan 80 gigagertsli radar to'lqinlari va to'lqin uzunligi taxminan 11,5 mm bo'lgan 26 gigagertsli radar to'lqinlari) daraja o'zgarishini sezgirroq aniqlash imkonini beradi, bu esa o'lchov aniqligi ± 5 mm {{ant ± 5 mm ga qaraganda yaxshiroq bo'ladi. an'anaviy mikroto'lqinli radarlarning aniqligi. Bundan tashqari, 80 gigagertsli radar 20 mm ichida boshqariladigan minimal oʻlchov koʻr zonasi bilan{11}}yaqin maydonda yaxshilangan oʻlchash imkoniyatlarini namoyish etadi. Bu uni, ayniqsa, elektr stansiyalaridagi qozon barabanlari va deaeratorlar kabi suyuqlik darajasini aniq nazorat qilishni talab qiluvchi uskunalar uchun mos qiladi. Misol uchun, barabandagi suv sathini nazorat qilishda hatto ± 5 mm gacha bo'lgan kichik tebranishlar ham qozon samaradorligiga ta'sir qilishi mumkin. 80 gigagertsli radar tomonidan taqdim etilgan-yuqori aniqlikdagi oʻlchovlar suv sathini tartibga solish tizimlari uchun haqiqiy-vaqt va ishonchli maʼlumotlarni taʼminlaydi.

2.3 Chang va bug'ga ajoyib qarshilik

Katta miqdordagi chang to'planishi sodir bo'ladigan xom ko'mir siloslari va uchuvchi kul omborlari kabi elektr stantsiyalarida an'anaviy radar tizimlari operatsion muammolarga duch keladi. Oltingugurtsizlantirish va denitrifikatsiya tizimlari yuqori haroratli bug 'hosil qiladi, bu esa antennaning ifloslanishiga va signal shovqiniga olib kelishi mumkin, bu esa o'lchovdagi nosozliklarga olib keladi. 80 gigagertsli radar chang konsentratsiyasi 50 g/m³ gacha bo'lgan muhitda barqaror ishlashni ta'minlash uchun changga qarshi antenna konstruksiyalari (masalan, PTFE-qoplamali antennalar) bilan birgalikda yuqori{4}}chastotali signalning kirib borish qobiliyatidan foydalanadi. Yuqori haroratli bugʻ ilovalari uchun uning signal tarqalishiga dielektrik doimiy oʻzgarishlar minimal darajada taʼsir qiladi. Hatto 150 daraja, 0,8MPa toʻyingan bugʻ sharoitida ham u oʻlchov maʼlumotlarining barqarorligini taʼminlaydi va anʼanaviy radarlar nam elektrostantsiya muhitida duch keladigan “signal yoʻqolishi” muammosini samarali hal qiladi.

2.4 Harorat va bosimga mukammal qarshilik

Elektr stansiyasining muhim uskunalari (qozon barabanlari va yuqori{0}}bosimli isitgichlar kabi) koʻpincha oʻta yuqori-harorat va yuqori{2}}bosimli sharoitlarda (harorat 400 darajadan oshgan, bosim 10MPa dan yuqori) ishlaydi. 80 gigagertsli radar maxsus antenna materiallaridan (masalan, yuqori{9}}haroratli qotishmalar) va yopiq konstruktiv dizayndan foydalangan holda, -40 gradusdan 450 darajagacha bo'lgan harorat oralig'iga erishadi va maksimal bosim qarshiligi 40 MPa bo'lib, yuqori{14}}harorat va yuqori quvvat qurilmalarida o'lchash talablariga to'liq javob beradi16}-. Masalan, yuqori bosimli isitgich darajasini nazorat qilishda 80 gigagertsli radar uzoq vaqt davomida qo‘shimcha sovutish yoki bosimni pasaytiruvchi qurilmalarni talab qilmasdan barqaror ishlashi mumkin, bu esa texnik xizmat ko‘rsatish xarajatlarini sezilarli darajada kamaytiradi.

2.5 Turli o'rnatish stsenariylari bilan mos keladi va disk raskadrovka oson

80 gigagertsli radar ixcham dizaynga ega bo'lib, ko'p qirrali o'rnatish opsiyalari, shu jumladan yuqori va yon moslamalar, silindrsimon xom ko'mir siloslari, kvadrat oltingugurtdan tozalash uchun atala tanklari va sferik deaeratorlar kabi turli xil elektr stantsiyalarini saqlash tanklari bilan mos keladi. Uni ishga tushirish jarayoni tankni bo'shatish yoki materialni yuklashni kalibrlash zaruratini yo'q qiladi. HART yoki Modbus aloqa protokollari orqali disk raskadrovka terminaliga ulanish orqali operatorlar oddiygina tank balandligi va o'rta turdagi asosiy parametrlarni kiritadilar, shundan so'ng qurilma avtomatik ravishda signal kalibrlashni yakunlaydi. Bu oʻrnatish va ishga tushirish vaqtini - sezilarli darajada qisqartiradi, masalan, elektrostantsiyadagi 30{6}}m balandlikdagi xom koʻmir silosini radarni tuzatish uchun anʼanaviy ravishda 2-3 kun kerak boʻlsa, 80 gigagertsli radar oʻrnatish va kalibrlashni atigi 2 soatda yakunlab, stansiyaning ishlamay qolishidan kelib chiqadigan iqtisodiy yoʻqotishlarni kamaytiradi.

3. 80 gigagertsli radarni an'anaviy mikroto'lqinli radar bilan solishtirish (misol sifatida 26 gigagertsdan foydalanish)

3.1 An'anaviy 26 gigagertsli mikroto'lqinli radar printsipi

An'anaviy 26 gigagertsli mikroto'lqinli radar tizimlari material darajasini past chastotali elektromagnit to'lqinlarni (taxminan 11,5 mm to'lqin uzunligi) chiqarish va o'rta sirtlardan aks etgandan keyin tarqalish vaqtini hisoblash orqali o'lchaydi. Biroq, ularning past chastotali signallari ikkita muhim cheklovdan aziyat chekadi: keng nur burchagi (8 daraja -12 daraja), bu ularni tanklar to'siqlari shovqiniga sezgir qiladi va chang yoki bug' bilan to'ldirilgan muhitda energiyaning tez pasayishiga olib keladigan zaif penetratsiya qobiliyati. Qaytish signalining kuchi odatda uzatilgan energiyaning 1% -3% gacha tushadi. Muhitning dielektrik o'tkazuvchanligi 2,5 dan pastga tushganda (quruq ko'mir kukunida bo'lgani kabi), samarali aks ettirish signallari erishib bo'lmaydigan bo'lib qoladi va natijada o'lchov buzilishiga olib keladi.

3.2 80GHz radar printsipi

80 gigagertsli radar Time Domain Reflectometry (TDR) printsipi asosida ishlaydi va tarqalish vaqtida konsentrlangan energiyaga ega yuqori{1}}chastotali elektromagnit to'lqinlarni (taxminan 3,75 mm to'lqin uzunligi) chiqaradi. Ushbu to'lqinlar tor nur burchagi va kuchli penetratsiya qobiliyatiga ega. Signallar dielektrik yuzalarga yetganda, keskin dielektrik doimiy o'zgarishlar aks ettirishni keltirib chiqaradi va uzatiladigan energiyaning 8%-12% ga etishi mumkin bo'lgan qaytish signallarini hosil qiladi. Shunisi e'tiborga loyiqki, hatto past konstantalarga ega bo'lgan dielektrik materiallarda ham (masalan, quruq uchuvchi kul) aniq aks ettirish signallari aniq bo'lib qoladi. Bundan tashqari, radar real vaqt rejimida chang va bug'dan shovqinni yo'q qilish uchun dinamik signal filtrlash texnologiyasidan foydalanadi va signal barqarorligini sezilarli darajada oshiradi. Ushbu innovatsiya murakkab elektr stantsiyalarida an'anaviy radarlar duch keladigan o'lchash muammolarini samarali hal qiladi.

4. 80Elektrostantsiya ilovalaridagi gigagertsli radar

4.1 1-holat: Elektr stansiyasi qozonidagi bug 'barabanidagi suv sathining monitoringi

300 MVt quvvatga ega ko'mir{1}}elektr stantsiyasi bug' barabanini o'lchash uchun uzoq vaqtdan beri bosim darajasining differentsial o'lchagichlaridan foydalangan, bu quyidagi muammolarga ega: barabandagi bug'ning o'zgarishi beqaror differentsial bosim signaliga olib keladi va suyuqlik darajasini o'lchashning og'ishi ±20 mm ga etadi; differensial bosim o'tkazgich yuqori harorat va yuqori bosimli muhitda shikastlanishi oson va yillik texnik xizmat ko'rsatish muddati 5 martadan oshadi, bu esa yuqori texnik xarajatlarga olib keladi.

Yuqori haroratli qotishma antennalar va bosimga chidamli-yopish tuzilmalari bilan jihozlangan 80 gigagertsli radar darajasi o'lchagichi 350 daraja va 18 MPa haroratdagi bug' barabani muhitlari uchun mo'ljallangan. Uning 3 graduslik nurlanish burchagi baraban ichidagi bug-suv ajratgichlar va tushirish moslamalari kabi to‘siqlarni aniq chetlab o‘tadi va suyuqlik sathining ±3 mm ostida o‘zgarishi bilan ±1 mm o‘lchash aniqligiga erishadi. Bu qozon suvi darajasini avtomatik tartibga solish tizimi uchun aniq ma'lumotlarni qo'llab-quvvatlaydi. Bir yillik ishlagandan so'ng, uskuna nol nosozliklarni saqlab qoldi, texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini 90% ga qisqartirdi, qozonning issiqlik samaradorligini 0,5% ga oshirdi va har yili taxminan 120 tonna standart ko'mirni tejaydi.

4.2 2-holat: Elektr stantsiyasida ko'mirni saqlash darajasi monitoringi

Issiqlik elektr stantsiyasining to'rtta 30{1}}-balandlikdagi silindrsimon xomashyo ko'mir siloslarida darajani o'lchash uchun avval 26 gigagertsli mikroto'lqinli radar ishlatilgan. Biroq, yuqori chang kontsentratsiyasi (kuniga o'rtacha 30 g/m³) va ko'mir oqimi ta'siridan kelib chiqadigan tartibsiz materiallar yuzasi tufayli radar tez-tez "signal yo'qolishi" yoki "darajadagi noto'g'ri hisobot" bilan kuniga 3 dan ortiq noto'g'ri xabarlarga duch keldi. Bu ko'mir tashish tizimining tez-tez ishga tushirish-to'xtab turishiga olib keldi, bu esa zavodning barqaror ko'mir ta'minotini buzdi.

Yangilangan 80 gigagertsli radar tizimi changga qarshi yopishtiruvchi{1}}antennaga ega bo‘lib, material to‘planishining oldini oladi. Uning 3 graduslik tor nur burchagi chang{4}}konsentrlangan yuzalarga aniqlik bilan kirib, hatto 15 graduslik qiyaliklarda ham darajani aniq o'lchashni ta'minlaydi. Uskunada ko'mir oqimi ta'siridan kelib chiqadigan vaqtinchalik signal tebranishlarini avtomatik ravishda filtrlash uchun "material oqimini kompensatsiya qilish algoritmi" qo'llaniladi, bu ±5 mm ichida o'lchov aniqligini ta'minlaydi. Olti oy oldin ishga tushirilgandan beri tizim nol notoʻgʻri signallarga erishdi, koʻmir tashish tizimining ishga tushirish-toʻxtab turish davrlarini 60% ga qisqartirdi va koʻmir silosining bloklanishi va boʻsh saqlash xavfini sezilarli darajada kamaytirdi. Ushbu yaxshilanishlar elektr stantsiyasining yoqilg'i ta'minotini barqarorlashtirdi.

 

 

4.3 3-holat: Elektr stansiyasida oltingugurtni yo'qotish shlamlari tankining suyuqlik darajasini kuzatish

Oʻta kritik koʻmir yoqilgʻisi{0}}elektr stansiyasining oltingugurtdan tozalash tizimi gipsli eritma (20% konsentratsiya) va 40-60 daraja haroratda toʻyingan bugʻi boʻlgan 15{2}}metr balandlikdagi ikkita tankga ega. An'anaviy ultratovushli darajadagi o'lchagichlar atala korroziyasi va bug 'aralashmasi tufayli oylik probni almashtirishni talab qiladi, o'lchov ma'lumotlari ± 100 mm ga o'zgarib turadi, bu desulfurizatsiya samaradorligini tartibga solishga ta'sir qiladi.

80 gigagertsli radar darajasi o'lchagichi korroziyaga-bardoshli antennaga (PTFE qoplamasi + Hastelloy materiali) ega bo'lib, shilimshiq korroziyaga qarshilik ko'rsatadi. Uning yuqori{4}}chastotali signali bug 'aralashuviga ta'sir qilmaydi va ma'lumotlarning ±5 mm ostida o'zgarishi bilan ±3 mm o'lchash aniqligini ta'minlaydi. Uskuna muntazam ravishda probni almashtirishni talab qilmaydi, yillik texnik xizmat ko'rsatish bir martagacha qisqartiriladi - texnik xizmat ko'rsatish xarajatlari 95% ga kamayadi. Aniq darajadagi ma'lumotlar oltingugurtdan tozalash shlamining sirkulyatsiya pompasining tezligini aniq tartibga solish imkonini beradi, bu esa atrof-muhitni tushirish standartlariga javob berish uchun 98% dan ortiq desulfurizatsiya samaradorligini saqlab qoladi. Ushbu tizim noto'g'ri darajani nazorat qilish natijasida yuzaga keladigan oltingugurtni yo'qotish agenti chiqindilarini samarali ravishda oldini oladi va har oy taxminan 8 tonna oltingugurtni tozalash vositasini tejaydi.

5. Xulosa

Tor nur burchagi, yuqori aniqlik, kuchli shovqinlarga qarshi{1}}qobiliyati va mukammal harorat va bosimga chidamliligi bilan ajralib turadigan 80 gigagertsli radar darajasi o'lchagichi yuqori{2}}harorat, yuqori-bosim, chang{4}}to'ldirilgan bug' va murakkab muhitlarga ega elektr stansiyalarida o'lchash stsenariylari uchun juda mos keladi. U elektr stantsiyalarida an'anaviy o'lchash texnologiyalarining og'riqli nuqtalarini samarali hal qiladi. Qozon barabanlarida suyuqlik darajasini yuqori-aniqlik bilan nazorat qilishdan tortib, ko‘mir siloslaridagi chang muhitini monitoring qilish va-oltingugurtsizlantiruvchi shlamlar baklarida korroziyaga chidamli o‘lchashgacha, bu radar nafaqat elektr stansiyalarida darajani o‘lchash ishonchliligini oshiribgina qolmay, balki asbob-uskunalarga texnik xizmat ko‘rsatish xarajatlarini kamaytirish, energiya samaradorligini oshirish va atrof-muhitni muhofaza qilish standartlariga rioya qilish kabi ko‘plab maqsadlarga erishishga yordam beradi.

Elektr stansiyalari aqlli transformatsiyadan o'tayotgani sababli, 80 gigagertsli radarning IoT va katta ma'lumotlar texnologiyalari bilan integratsiyalashuvi, masalan, GPRS/5G orqali real vaqtdagi{3}}material/suyuqlik darajasini kuzatish va prognozli texnik xizmat ko'rsatish- kabi katta ma'lumotlar texnologiyalari bilan integratsiyalashuvi uning qo'llash stsenariylarini sezilarli darajada kengaytiradi, yashil elektr stantsiyalarining xavfsiz ishlashi va rivojlanishi uchun mustahkam texnik yordam beradi.