威格(中國)儀表有限公司
VEGA為大國重器—盾構機的自動化運行作出貢獻,助力中國隧道建設!
檢測樣品:液體,原油檢測項目:液體,原油
方案概述:泥漿儲罐的液位測量對于盾構機的正常運行起到非常重要的作用。盾構機泥漿儲罐位于盾構機的頭部,用于儲存掘進過程中產生的泥漿,當液位到達一定高度,需要及時將泥漿排出,否則就會影響掘進的進程。
VEGA為大國重器—盾構機的自動化運行作出貢獻,助力中國隧道建設!

盾構機是一種使用盾構法的隧道掘進機,從前歐美公司一直掌握著核心技術,但隨著我國自主研制的全斷面雙護盾巖石隧道掘進機(TBM) 的推出,逐漸打破了國外技術的壟斷。現代盾構掘進機自帶雙護盾,集開挖、支護、出渣于一體,能夠實現隧道的一次成型,可以說是真正的大國重器。
目前,盾構機已廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政管網、過江隧道、水電等隧道工程。
工藝和工況介紹
泥漿儲罐的液位測量對于盾構機的正常運行起到非常重要的作用。盾構機泥漿儲罐位于盾構機的頭部,用于儲存掘進過程中產生的泥漿,當液位到達一定高度,需要及時將泥漿排出,否則就會影響掘進的進程。
由于泥漿儲罐安裝空間受限,并且泥漿具有很大的粘附性,給測量帶來了一定的難度。經過VEGA技術工程師與盾構機設計人員的研究,最終決定采用VEGA 80GHz的高頻雷達VEGAPULS 64以彎管測量的方式進行測量,克服了測量難點。
測量難點
盾構機的挖掘機頭部分,也是一個帶壓的泥漿儲罐,用來儲存挖掘過來的泥漿。罐體呈臥罐狀,根據盾構機的大小,其直徑在3-10m不等。泥漿罐壓力取決于地層壓力,掘進深度越大,壓力越高,甚至可以達到10bar。

盾構機機頭部分(泥漿儲罐)現場圖
由上圖可見,挖掘機頭的泥漿儲罐其測量難點首先在于沒有合適的儀表安裝位置。如果安裝在容器內部,會給調試和維護帶來很大問題;如果安裝在容器外部,那就只能選擇安裝在容器的側邊。此外,泥漿會有很大的粘附性,也會對測量造成影響。
原測量方式弊端
客戶在該泥漿儲罐的原測量方式為電容導納式儀表,安裝于容器內部。根據客戶反映,測量誤差很大,并且經常會出現誤報和死機的現象。此外,儀表內裝的方式,以及帶壓的環境,使得調試和維護起來非常麻煩,因此客戶一直在尋求一個更好的測量方式。
VEGA解決方案
由于泥漿儲罐安裝位置受限,我們將80GHz高頻雷達VEGAPULS 64安裝在側邊,并通過彎管進行測量,如下圖所示:

VEGAPULS 64和彎管測量示意圖
▲點擊上方圖片了解更多關于VEGAPULS 64信息

VEGAPULS 64現場安裝圖
如上圖所示,儀表下方安裝球閥,方便儀表帶壓拆裝。同時儀表下方還帶了清洗接口,因為長期運行泥漿會在彎管內形成嚴重粘附,需要用水定期沖洗。
VEGAPULS 64彎管測量的優勢
得益于VEGAPULS 64的高聚焦、強信號,讓一切變得簡單起來。
01
雷達波即使在彎管內傳播也不會產生很強的虛假信號。
02
彎管測量的方式使儀表可以直接安裝在容器外面,方便了安裝、調試和維護。
03
雷達波可以輕松穿透球閥,也不受清洗口的干擾。
04
液位信號非常強勁,即使管道內有泥漿粘附,產生一些虛假信號,也很難對測量產生影響,因此清洗管道的維護量降低。
VEGAPULS 64實現可靠的測量
如下圖所示,彎管測量方式、以及彎管上加裝的球閥、清洗口會導致噪聲線上升,管壁上泥漿粘附也會導致一些虛假信號產生,但由于VEGAPULS 64的高聚焦、強信號,泥漿的液位信號要明顯高于虛假信號,因此仍可以實現可靠、精準的測量。

VEGAPULS 64彎管測量的回波曲線圖
中國是一個幅員遼闊的國家,工程地質水文條件復雜,盾構施工技術在各種復雜地層中的使用技術需要提高并達到成熟。如今,國產盾構機已經取得一定的成功,累積了豐富的經驗,獲得了市場的認可。盾構機技術的發展也正在邁入下一個階段,實現更加自動化的控制。VEGA始終致力于開發出滿足不同客戶需求的解決方案,我們很榮幸能夠參與到其中,助力中國的隧道建設!
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