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電磁流量計在水煤漿行業(yè)的應(yīng)用
一、水煤漿行業(yè)發(fā)展簡述:
在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時期,許多行業(yè)用重油、煤發(fā)電、制造煤氣、供應(yīng)蒸汽,隨著我國逐步成為石油消費(fèi)大國,自身原油儲備有限,開采量急劇降低,現(xiàn)已成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。為降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率、減少污染,利用我國充分的煤炭資源,引進(jìn)國外相關(guān)技術(shù),從而引發(fā)國內(nèi)朝陽產(chǎn)業(yè)煤化工。利用煤炭深加工又延伸到許多行業(yè),如下圖所示：

煤氣作為能源用在城市燃?xì)?、鍋爐發(fā)電/供熱、電力行業(yè)早以普遍得到應(yīng)用;煤制肥行業(yè)就是把煤制成合成氨及尿素相關(guān)的氮肥行業(yè);煤制油行就是通過把煤深加工成成品汽油、柴油等,從而解決只有從石油中才能提煉汽油、柴油等相關(guān)化工產(chǎn)品。從而使煤炭得以充分利用,深層次、多元化發(fā)展。
煤化工發(fā)展的基礎(chǔ)是水煤漿。煤及煤粉的不流動性不宜工業(yè)化發(fā)展、控制。必須將其加工成流動的液體才適用于工業(yè)發(fā)展。因煤粉不溶于水,利用分散劑的親水性將煤粉顆粒逐一包裹而溶于水中,從而制成黑色黃金一水煤漿。這種水煤漿經(jīng)過10~20天的儲存,煤粉顆粒將與分散劑脫離,需再加入穩(wěn)定劑,才能使水煤漿有很好的穩(wěn)定性以利于長期儲存及運(yùn)輸。在國內(nèi)早期用“煤氣爐”制煤氣,氣體污染大、粉塵污染大、能效轉(zhuǎn)化率低,嚴(yán)重影響各企業(yè)的發(fā)展及經(jīng)濟(jì)效益。上世紀(jì)60年代美國“伊士曼公司”率先研制出“德士古”型氣化爐。通過加壓水煤漿和氧氣在爐膛內(nèi)燃燒分解,從而制成煤氣,1992年山東魯南化肥廠在中國*家引用“德士古”型氣化爐專有制煤氣技術(shù)并取得成功。已相續(xù)在上海太平洋公司、浩良河化肥廠、陜西渭河化肥廠、安徽準(zhǔn)南化肥廠、德州華魯恒升化工有限公司得以推廣應(yīng)用。于2003年開始籌建的“兗礦國泰化工有限公司”又率先應(yīng)用國內(nèi)*、*的“對置式四噴嘴新型汽化爐”制煤氣技術(shù),制煤氣的轉(zhuǎn)化率得以進(jìn)一步提高。水煤漿在加工和使用過程中,不可避免的要計量和檢測控制,這就需要使用流量計。

二、測量水煤漿的流量計類型的選擇。
針對選擇測量水煤漿流量計的難點(diǎn)是磨損問題。根據(jù)目前現(xiàn)有流量計類型來分析
a、節(jié)流裝置:節(jié)流件的入口銳角易磨損、易堵塞引壓管。
b、渦街流量計:易磨損旋渦發(fā)生體,從而逐步降低靈敏度。
c、超聲波流量計:管道口徑小、管壁厚,煤粉顆粒對超聲波的折射、耦合劑的干固而產(chǎn)生的空穴等因素都會造成計量困難的結(jié)果。
d、浮子流量計:對浮子錐度角/面的磨損后造成信號輸出比實(shí)際流量大的結(jié)果。
e、質(zhì)量流量計:振動腔的磨損及脈動流對振動腔的疊加振動都會使計量不準(zhǔn),而且質(zhì)量流量計價格昂貴。
f、電磁流量計:選擇聚氨酯村里及不銹鋼涂覆碳化鎢電極極其耐磨,且不受介質(zhì)的密度、粘度、溫度、壓力、電導(dǎo)率變化的影響,價格性能比高。綜合考慮目前各種流量計的各種因素建議選用電磁流量計*能夠滿足現(xiàn)場的使用要求

三、水煤漿行業(yè)四個計量難點(diǎn):
1、水煤漿介質(zhì)的特性造成的影響。
在測量水煤漿、泥漿等液、固兩相混合導(dǎo)電性介質(zhì)流量時,在固體顆?；蛘呃w維介質(zhì)擦過電極表面時,電極表面的接觸電化學(xué)電勢突然變化,造成從傳感器輸出的電極檢測信號出現(xiàn)尖脈沖狀漿液(干擾)噪聲,它將造成顯示和信號輸出波動,波動量大小與傳感器的勵磁電流頻率成1f的頻譜特性關(guān)系。因此需采用新穎的勵磁方式,在高頻勵磁時解決泥漿噪聲干擾,在低頻勵磁時能夠解決零點(diǎn)不穩(wěn)定的問題。故應(yīng)需采用智能漿液型電磁流量計。
2、壓泵方面造成的影響。
加壓泵工作時存在脈動流是必然的。在水煤漿制造及普通鍋爐燃燒的加壓環(huán)節(jié)基本上采用“螺桿泵”,因其結(jié)構(gòu)及工作方式在不同的轉(zhuǎn)速下脈動流的波動量很小(波動量一般在0.5~1%),一般情況下不影響計量和控制應(yīng)用。因“德士古”汽化爐因其工藝要求,水煤漿噴槍加壓泵需將水煤漿加壓至6~7MPa,今后甚至更高,所以采用“活塞泵”或“隔膜泵”,因其工作原理及結(jié)構(gòu)即使在滿負(fù)荷工作的情況下加壓打出液體的脈動流的波動量很大(波動量一般在6~10%),從而反映在流量計的瞬時顯示及信號輸出波動上,易形成誤差,從而帶來操作控制方面易連鎖停車的影響。
解決辦法是：
a、ZUI好的辦法是盡量延長流量計的前直管段予以解決。
b、可以對工藝管道局部擴(kuò)徑后加裝整流器,以整形漿液流場。
c、可以調(diào)整流量計本身的阻尼時間,以犧牲靈敏度為代價去彌補(bǔ)脈動流造成的波動。
3、煤漿噴槍堵塞狀況的檢測。
因加工不合格水煤漿的顆粒較大容易堵塞噴槍,小鍋爐大部分采用一臺“螺桿泵”加壓帶一只噴槍,用壓力或流量檢測噴槍堵塞都好解決。但大鍋爐用8~12只噴槍,如圖所示,若A槍半堵塞時,因B、C、D槍在繼續(xù)噴射,壓力變送器則檢測不到A槍是否在正常工作,在此情況下易造成爐膛燃燒點(diǎn)不均勻,影響鍋爐的正常工作。若A槍全堵塞,因B、C、D槍在繼續(xù)噴射,所以A槍壓力的突然變化量很小(壓力信號本身也存在上下的微小波動),DCS很難做出準(zhǔn)確判斷,故用壓力變送器很難達(dá)到預(yù)想的效果。若用流量計檢測,流量計輸出信號送到DCS,利用其編程可以完全檢測到噴槍堵塞狀況并報警提示,以便及時清洗噴嘴。

四、漿液型電磁流量計在水煤漿行業(yè)測量的優(yōu)勢
漿液型電磁流量計在水煤漿行業(yè)中處于**地位。漿液型電磁流量計的 SMART轉(zhuǎn)換器采用新顆勵磁方式,功耗低,零點(diǎn)穩(wěn)定,*度高;并且采用SMT表面安裝技術(shù)具有自檢和自珍斷功能;流量范圍可達(dá)1500:1;她的獨(dú)到之處在于:
1、漿液型轉(zhuǎn)換器采用新顆的勵磁方式。高頻勵磁具有很強(qiáng)抑制“漿液噪聲”能力,低頻勵磁又有零點(diǎn)穩(wěn)定,反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。漿液型電磁流量計能夠有效解決測量水煤漿等兩相混合導(dǎo)電性介質(zhì)流量流造成的瞬時顯示及信號輸出波動的問題。
2、檢測電極材質(zhì)采用不銹鋼涂覆碳化鎢。該材質(zhì)即耐磨又能解決“電化學(xué)干擾噪聲”波動的問題,對于工作壓力小于4MPa的電極結(jié)構(gòu)采用內(nèi)插式,對于工作壓力大于4MPa的電極結(jié)構(gòu)采用外插式。
3、村里材質(zhì)采用耐磨的聚氨脂材料并經(jīng)過特殊工藝處理成型
4、進(jìn)/出口保護(hù)法蘭:流量計本體法蘭和工藝管道法蘭安裝夾緊后,水煤漿對聚氨脂村里在流量計本體法蘭外密封面上“翻邊拐角”處變形部分產(chǎn)生磨損,10~20天聚氨脂村里將逐步撕裂脫落造成傳感器報廢,在流量計本體法蘭內(nèi)安裝特殊結(jié)構(gòu)的進(jìn)/出口保護(hù)法蘭就完全解決問題。
5、專有漿液型儀表的電磁流量計校驗(yàn)設(shè)置數(shù)據(jù)軟件。

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