在全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與環(huán)保政策推動(dòng)下，垃圾發(fā)電（Waste-to-Energy, WtE）正成為城市固廢處理和能源回收的重要途徑。相比傳統(tǒng)填埋和直接焚燒，垃圾發(fā)電不僅實(shí)現(xiàn)固廢減量化，還能通過(guò)燃燒垃圾產(chǎn)生蒸汽和電力，為工業(yè)、居民及城市基礎(chǔ)設(shè)施提供可再生能源。然而，垃圾發(fā)電廠工藝流程復(fù)雜，包括垃圾收集、破碎、預(yù)處理、燃燒、鍋爐蒸汽生成及余熱回收等多個(gè)環(huán)節(jié)，每一環(huán)節(jié)對(duì)液位開(kāi)關(guān)、料位開(kāi)關(guān)及物位測(cè)量提出了嚴(yán)格要求。合理選型和布局液位開(kāi)關(guān)與料位開(kāi)關(guān)，不僅能保障燃燒爐料倉(cāng)、鍋爐水位和灰渣輸送的安全運(yùn)行，還能提升發(fā)電效率，實(shí)現(xiàn)垃圾發(fā)電過(guò)程的智能化、可靠化和高效化。

一、垃圾發(fā)電工藝概述

　　垃圾發(fā)電一般包括以下幾個(gè)關(guān)鍵階段：

1. 垃圾收集與儲(chǔ)存 城市垃圾通過(guò)運(yùn)輸系統(tǒng)送入垃圾坑或儲(chǔ)存?zhèn)}，垃圾種類復(fù)雜，水分、腐蝕性、粉塵和異物混合存在。儲(chǔ)存?zhèn)}內(nèi)垃圾會(huì)不斷沉降和發(fā)酵，液體滲出形成垃圾滲濾液（Leachate）。

2. 破碎與均質(zhì)化 垃圾通過(guò)破碎機(jī)或均質(zhì)機(jī)進(jìn)行初步破碎和混合，使顆粒大小均一，便于輸送和燃燒。破碎后的垃圾含水量和顆粒分布變化較大，液體與固體并存，形成漿狀或半流體混合物。

3. 輸送與儲(chǔ)料 均質(zhì)化后的垃圾被輸送至鍋爐前的料倉(cāng)或料斗。料倉(cāng)可采用傾斜倉(cāng)、螺旋輸送或斗式提升機(jī)，每個(gè)料倉(cāng)都需對(duì)料位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以避免溢料或干倉(cāng)運(yùn)行。

4. 燃燒與能量回收 垃圾通過(guò)爐膛燃燒產(chǎn)生蒸汽，蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。燃燒階段伴隨高溫、高腐蝕氣體和灰渣，爐膛、灰渣倉(cāng)及水蒸汽系統(tǒng)都需要可靠的液位與料位測(cè)量。

5. 灰渣處理與尾氣處理 燒后的灰渣進(jìn)入灰渣倉(cāng)，尾氣進(jìn)入脫硫、除塵和熱回收系統(tǒng)?；以鼈}(cāng)通常顆粒較粗，濕度低，但存在腐蝕性，料位開(kāi)關(guān)必須耐磨、耐腐蝕。

　　從工藝流程可以看出，垃圾發(fā)電涉及液體、漿料、濕固體、干固體等多種介質(zhì)，每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)料位/液位測(cè)控的要求不同。

二、垃圾發(fā)電中液位與料位測(cè)量的常見(jiàn)問(wèn)題

　　在垃圾發(fā)電廠的實(shí)際運(yùn)行中，液位開(kāi)關(guān)與料位開(kāi)關(guān)的測(cè)量環(huán)境非常復(fù)雜，面臨多重挑戰(zhàn)，這直接關(guān)系到垃圾發(fā)電工藝的安全性和效率。

1. 介質(zhì)復(fù)雜 　　垃圾發(fā)電過(guò)程涉及的介質(zhì)種類繁多，包括垃圾滲濾液、漿料、粉塵、濕固體顆粒甚至灰渣。這些介質(zhì)常常同時(shí)存在，流動(dòng)性差、顆粒大小不均，極易影響物位測(cè)量的穩(wěn)定性。對(duì)于傳統(tǒng)儀表來(lái)說(shuō)，耐腐蝕性和耐磨性是首要考量，而靈敏度不足的儀表可能無(wú)法及時(shí)檢測(cè)到液位或料位變化，導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)作或報(bào)警失效。

2. 溫度與壓力變化大 　　垃圾發(fā)電廠各個(gè)工段的溫度和壓力差異巨大。例如，垃圾儲(chǔ)料倉(cāng)或料斗在常溫條件下運(yùn)行，但鍋爐灰渣倉(cāng)的溫度可能高達(dá)數(shù)百攝氏度，同時(shí)伴隨輸送風(fēng)機(jī)或螺旋輸送的壓力變化。高溫高壓環(huán)境不僅考驗(yàn)儀表的耐受性，也對(duì)液位開(kāi)關(guān)和料位開(kāi)關(guān)的長(zhǎng)期可靠性提出要求。

3. 灰塵與污染 　　垃圾發(fā)電廠的工況常伴隨大量粉塵、飛灰及煙塵，這些顆粒極易附著在傳感器表面，影響測(cè)量精度甚至導(dǎo)致儀表失效。尤其是點(diǎn)位測(cè)量設(shè)備，如音叉液位開(kāi)關(guān)或振棒料位開(kāi)關(guān)，如果安裝位置不當(dāng)或防護(hù)措施不足，容易被灰塵覆蓋，產(chǎn)生誤報(bào)警或漏報(bào)警，給自動(dòng)化控制系統(tǒng)帶來(lái)隱患。

4. 安全與自動(dòng)化要求高 　　在垃圾發(fā)電中，液位和料位的失控可能引發(fā)溢料、干倉(cāng)、燃燒異?；蝈仩t事故，對(duì)設(shè)備和操作人員構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，垃圾發(fā)電廠對(duì)物位測(cè)量系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和自動(dòng)化要求非常高。儀表不僅需要精準(zhǔn)監(jiān)控液位和料位，還需與控制系統(tǒng)無(wú)縫聯(lián)動(dòng)，支持遠(yuǎn)程調(diào)試、實(shí)時(shí)報(bào)警和參數(shù)優(yōu)化，從而保障生產(chǎn)連續(xù)性和操作安全。

5. 多環(huán)節(jié)監(jiān)控的復(fù)雜性 　　垃圾發(fā)電過(guò)程涉及垃圾收集、破碎、預(yù)處理、燃燒和灰渣處理等多個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)液位和料位測(cè)量的需求不同。例如，鍋爐給水系統(tǒng)需要連續(xù)液位監(jiān)控，燃燒爐料倉(cāng)需要點(diǎn)位監(jiān)控防止干倉(cāng)，灰渣輸送系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)料位反饋。不同介質(zhì)、不同溫度和壓力環(huán)境下的監(jiān)控需求，使得儀表選型和安裝方案必須科學(xué)合理。

三、物位開(kāi)關(guān)選型：音叉液位開(kāi)關(guān) VS 振棒料位開(kāi)關(guān)

　　根據(jù)垃圾發(fā)電不同階段介質(zhì)特點(diǎn)和測(cè)量要求，物位開(kāi)關(guān)的選型至關(guān)重要。

1. 音叉液位開(kāi)關(guān)（Tuning Fork / Vibrating Fork）

原理與特點(diǎn)：

? 利用音叉振動(dòng)頻率變化檢測(cè)液體介質(zhì)觸碰振叉后的阻尼變化，實(shí)現(xiàn)液位報(bào)警。

? 反應(yīng)速度快，動(dòng)作靈敏，可用于液體或低黏度漿料。

? 結(jié)構(gòu)緊湊，可直接安裝在罐頂或側(cè)面。

? 適合檢測(cè)液面是否到達(dá)設(shè)定點(diǎn)，防止溢出或干運(yùn)行。

應(yīng)用階段：

? 垃圾滲濾液儲(chǔ)罐：可快速報(bào)警，防止液位過(guò)高溢出或泵干轉(zhuǎn)。

? 均質(zhì)漿料料斗液位監(jiān)控：檢測(cè)漿料頂部液位，保證均質(zhì)化輸送安全。

優(yōu)點(diǎn)：

? 高靈敏度，適合液體和低黏度漿料

? 安裝靈活，頂裝或側(cè)裝皆可

? 維護(hù)成本低，抗腐蝕材質(zhì)可選

2. 振棒料位開(kāi)關(guān)（Vibrating Rod / Probe Level Switch）

原理與特點(diǎn)：

? 國(guó)產(chǎn)首個(gè)雙棒結(jié)構(gòu)的振棒探頭通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)振棒被物料阻擋時(shí)，振動(dòng)衰減觸發(fā)報(bào)警信號(hào)。

? 可用于顆粒、粉體、濕固體或水中沉淀物。

? 支持高溫、高壓和腐蝕性環(huán)境，適應(yīng)惡劣工業(yè)工況。

應(yīng)用階段：

? 破碎后垃圾輸送料倉(cāng)：檢測(cè)顆粒料滿倉(cāng)或空倉(cāng)狀態(tài)，防止輸送機(jī)溢料或干運(yùn)

? 灰渣倉(cāng)/干固體料倉(cāng)：適合高溫、腐蝕和粉塵環(huán)境，保障灰渣輸送安全

優(yōu)點(diǎn)：

? 可用于干固體、顆粒料及混合碎料

? 耐磨耐腐蝕，適應(yīng)高溫高粉塵環(huán)境

? 精度穩(wěn)定，動(dòng)作可靠

四、典型案例分析：龍巖市垃圾發(fā)電廠

項(xiàng)目概況：

? 處理能力：每日垃圾處理量 2000 噸

? 關(guān)鍵儲(chǔ)料/液體環(huán)節(jié)：垃圾滲濾液儲(chǔ)罐、均質(zhì)料斗、爐前輸送倉(cāng)、灰渣倉(cāng)

? 工況：液體溫度常溫，漿料溫度約 50℃，灰渣溫度 150℃，粉塵濃度高

儀表選型方案：

效果：

? 連續(xù)液位與料位監(jiān)控，減少人工巡檢

? 防止泵干轉(zhuǎn)、料倉(cāng)溢出，提高生產(chǎn)安全

? 高溫灰渣倉(cāng)穩(wěn)定運(yùn)行，減少維護(hù)頻率

? 系統(tǒng)兼容 PLC/SCADA，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警與數(shù)據(jù)分析

五、總結(jié)與選型建議

　　在垃圾發(fā)電廠的不同工段，介質(zhì)狀態(tài)和測(cè)量需求不同，需要選擇針對(duì)性儀表：

? 液體或低黏度漿料：優(yōu)先選擇音叉液位開(kāi)關(guān)。此類儀表靈敏快速，可安裝在頂裝或側(cè)裝位置，專門(mén)用于液位點(diǎn)位控制，確保液體儲(chǔ)罐、漿料槽或鍋爐給水系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

? 顆粒料、干固體或混合料：優(yōu)先選擇振棒料位開(kāi)關(guān)。該類開(kāi)關(guān)耐磨耐腐蝕，適合灰渣倉(cāng)、料斗及輸送管道等固體料料位檢測(cè)，能夠在惡劣工況下穩(wěn)定工作。

? 關(guān)鍵選型因素：溫度、腐蝕性、粉塵濃度、介質(zhì)形態(tài)、安裝空間及維護(hù)便捷性等，都需納入考慮。

? 綜合方案：垃圾發(fā)電廠通常需要音叉液位開(kāi)關(guān)與振棒料位開(kāi)關(guān)組合使用，分別監(jiān)控液體和固體料位，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程安全監(jiān)控，保障自動(dòng)化生產(chǎn)的連續(xù)性與穩(wěn)定性。

　　選擇合適的物位開(kāi)關(guān)不僅能保障垃圾發(fā)電廠的生產(chǎn)安全，還可優(yōu)化工藝流程、提高自動(dòng)化水平、降低運(yùn)維成本，實(shí)現(xiàn)高效可靠的能源回收。