摘要:通過(guò)對煤化工(gōng)生産(chǎn)中水(shuǐ)煤漿計(jì)量(liàng)難的分析,有針對性(xìng)地(dì)解決了(le)水煤(méi)漿(jiāng)電磁流(liú)量計在具體應(yīng)用中存在的(de)問(wèn)題。爲煤(méi)化(huà)工設(shè)計院、水煤(méi)漿電(diàn)磁流(liú)量計 制造(zào)廠(chǎng)家(jiā)、化工生産(chǎn)企業的工(gōng)作改(gǎi)進提(tí)供(gòng)可(kě)靠的依據。
0引言
　　1990年,某(mǒu)化肥(féi)廠在第一(yī)次成功引進了(le)“德士古(gǔ)”型氣化(huà)爐制煤氣技術(shù),随之“對(duì)置式四(sì)噴嘴(zuǐ)新(xīn)型氣化(huà)爐”、“魯奇bgl氣化爐(lú)”、“西門(mén)子gsp氣化爐”、“ge高壓(yā)氣化爐”等(děng)氣化爐制(zhì)煤氣技術(shù)很(hěn)快在中(zhōng)國得到了(le)廣泛(fàn)應用。
　　新型的煤(méi)化工工(gōng)藝和惡(è)劣多(duō)變的現場條件,導緻水煤(méi)漿流(liú)量監(jiān)測不(bú)穩定問題始終困擾着(zhe)各個煤(méi)化工企(qǐ)業(yè)與 流(liú)量計(jì)廠家 。
經衆多流量計(jì)廠家(jiā)和煤(méi)化工企業共同(tóng)開發(fā)的基(jī)于速(sù)度(dù)式(shì)測量(liàng)原理的“漿(jiāng)液型(xíng)電(diàn)磁流(liú)量計”是(shì)測量(liàng)煤(méi)化工水(shuǐ)煤漿流(liú)量(liàng)的流(liú)量計。
　　但(dàn)是,在 電(diàn)磁流量計(jì) 實際應用中由于工(gōng)頻幹(gàn)擾(rǎo)、流體介(jiè)質産生的(de)電化學幹(gàn)擾(rǎo)等,仍存(cún)在計量難的問(wèn)題。
1水煤漿(jiāng)的計(jì)量難點
1.1水(shuǐ)煤漿(jiāng)成分複(fú)雜導緻(zhì)計量相(xiàng)關設備易損壞
　　因(yīn)煤炭(tàn)在采掘過(guò)程中(zhōng)常有各(gè)種金屬(shǔ)物輸送(sòng)到(dào)棒磨(mó)機或球(qiú)磨機裏(lǐ),和造(zào)紙廢液、甲醇廢(fèi)水等添加(jiā)劑進(jìn)行(háng)研(yán)磨,生成含水量(liàng)爲60%～70%、操(cāo)作密度(dù)爲1250～1286kg/m3、動力黏度爲700～3000cp的水煤(méi)漿。棒磨機或球(qiú)磨機在研磨煤(méi)炭時碰撞(zhuàng)會進(jìn)一步脫落(luò)部分(fèn)金屬顆粒,後續(xù)設備(bèi)不可能完(wán)全濾除(chú),計(jì)量過程中的沖(chòng)擊容(róng)易造成加壓泵及其(qí)計(jì)量設備(bèi)的損壞。
1.2水煤漿(jiāng)介質(zhì)的(de)特性(xìng)造(zào)成的計(jì)量難
　　在(zài)測量水煤漿、泥(ní)漿等液(yè)、固兩相混(hùn)合導電性介(jiè)質流量時(shí),在(zài)固(gù)體顆粒或者纖(xiān)維介質(zhì)擦(cā)過電(diàn)極表(biǎo)面(miàn)時,電極表面的接(jiē)觸電(diàn)化學(xué)電(diàn)勢(shì)突然(rán)變化,造成(chéng)從傳(chuán)感器輸出(chū)的電(diàn)極檢(jiǎn)測信(xìn)号出(chū)現尖脈沖幹擾(rǎo),金屬顆粒(lì)的摩(mó)擦會(huì)産(chǎn)生(shēng)更加(jiā)嚴重的尖脈沖幹擾,從而(ér)導緻(zhì)測量不(bú)穩定。
1.3加(jiā)壓泵方(fāng)面造(zào)成(chéng)的計量難
　　加壓泵工(gōng)作時(shí)存在(zài)脈動流是(shì)必然的。一般水煤漿(jiāng)制造及普通(tōng)鍋(guō)爐燃燒的加壓(yā)環節(jiē)基本(běn)上采用“螺(luó)杆泵”,因其結構及工作方式在(zài)不同的轉(zhuǎn)速下脈動(dòng)流的波動量很小(波(bō)動量一般在0.5%～5%),一(yī)般情況下不影(yǐng)響計量和控制(zhì)應用。而“德士古”氣化爐因(yīn)其工藝要求,水煤漿(jiāng)噴嘴需要加壓泵将水煤漿(jiāng)加(jiā)壓至6～9.6mpa才能(néng)達到(dào)最佳的霧化效果,今後甚(shèn)至更(gèng)高,所以采用“活(huó)塞泵”或“隔(gé)膜泵”,即使在滿負荷(hé)工作(zuò)的(de)情況下(xià)加壓液體(tǐ)的脈(mò)動流(liú)的(de)波動量(liàng)一般在6%～15%,經長期(qī)工作後若(ruò)某一個工作腔出現(xiàn)故障(zhàng),會(huì)進(jìn)一步(bù)加(jiā)大其(qí)脈(mò)動量(liàng),而且每(měi)一(yī)個(gè)工(gōng)作腔的工作狀(zhuàng)态不能在中央(yāng)控制室進行監(jiān)控,隻能(néng)反映在(zài) 流量計 的瞬(shùn)時(shí)顯示及信号輸(shū)出波(bō)動(dòng)上。
1.4煤漿輸送(sòng)管線因素造成的計量難(nán)
　　氣化爐(lú)裝置水(shuǐ)煤漿(jiāng)的(de)輸(shū)送管線一般采用20号(hào)碳鋼(gāng)材質(zhì)。在停(tíng)止(zhǐ)輸送煤漿階(jiē)段時(shí),管線内(nèi)壁(bì)會氧化(huà);因水煤(méi)漿對(duì)管線内壁(bì)的摩擦會脫落細小的(de)碳(tàn)鋼顆(kē)粒,裹含在煤(méi)漿(jiāng)中。電磁流(liú)量計在工作時(shí)其傳(chuán)感器測量腔内(nèi)産生(shēng)的磁(cí)場會(huì)使金屬顆(kē)粒磁(cí)化,促使煤(méi)漿内(nèi)的金(jīn)屬顆粒吸(xī)附在(zài)測量電極(jí)附近,對(duì)電極形(xíng)成極(jí)化電(diàn)壓,會降低電磁(cí)流量(liàng)計的測量(liàng)精度和進一步(bù)增大(dà)波動量(liàng)。若采用(yòng)不鏽鋼管線基(jī)本不存在(zài)此問題。
2漿液型電磁(cí)流量計在水煤漿行業中的應(yīng)用
2.1特别安(ān)裝(zhuāng)要求
　　嚴(yán)格按照電(diàn)磁流量(liàng)計(jì)安裝要求安裝,并且(qiě)盡可能地将3台電磁流(liú)量計安(ān)裝在汽化(huà)爐頂(dǐng)部。加長流(liú)量計的前直管段是(shì)解決煤(méi)漿加壓(yā)泵工作時(shí)造(zào)成(chéng)脈動的(de)最佳辦(bàn)法。
2.2特殊(shū)加工
　　用(yòng)316錳鉻(gè)合金(jīn)等特(tè)殊材質(zhì)加工成接口(kǒu)法蘭的(de)防護沖刷(shuā)磨(mó)損套。對電磁流量計(jì)的腔室鍍碳化(huà)矽(對(duì)電磁幹擾(rǎo)有防護作(zuò)用)防護沖刷(shuā)磨損膜(mó)。對電磁(cí)流量計感應(yīng)電極鍍碳(tàn)化鎢防護沖刷磨損膜。
2.3建議
1)在單機(jī)試車階段(duàn)嚴禁(jìn)對電磁流(liú)量計送電,利用(yòng)水煤漿(jiāng)對煤漿(jiāng)管線内壁除鏽(xiù);氣化爐(lú)停(tíng)車後(hòu)清洗管(guǎn)線(xiàn)時必(bì)須将電磁流量計(jì)停電,避免因(yīn)電磁流量(liàng)計傳感器内勵(lì)磁形(xíng)成的磁場使吸(xī)附在電極(jí)附近的鐵鏽不能被(bèi)沖洗(xǐ)幹淨(jìng)。電磁流量(liàng)計的(de)傳感(gǎn)器襯(chèn)裏受(shòu)耐溫的限(xiàn)制,不(bú)能使(shǐ)用(yòng)蒸汽(qì)沖洗煤(méi)漿管線(xiàn)。
2)在正常(cháng)運行階段,突然(rán)發現(xiàn)流量波動有以下可能:
①可(kě)能是泵引起的(de)波動(dòng)
　　煤漿(jiāng)泵的(de)某一個隔膜工作腔出(chū)現異常(cháng),流量(liàng)變化可能(néng)不(bú)大,但流場變(biàn)化較大而引(yǐn)起(qǐ)的脈(mò)動加(jiā)大。此時應觀察煤漿(jiāng)泵各隔膜工作(zuò)腔體(tǐ)的(de)監(jiān)測壓(yā)力表是否均衡。
②可能是煤(méi)漿引(yǐn)起的波動
　　煤漿(jiāng)含金屬(shǔ)顆粒量(liàng)增(zēng)多,造成流量計波動,及(jí)時停(tíng)車拆檢或沖洗(xǐ)。
③瞬間尖(jiān)脈沖幹(gàn)擾
煤漿(jiāng)中(zhōng)的大(dà)顆粒(lì)金屬或氣(qì)泡摩擦,碰(pèng)撞電(diàn)極而(ér)産生(shēng)的瞬(shùn)間尖脈(mò)沖(chòng)幹擾(rǎo),若頻(pín)繁地(dì)出現(xiàn),需檢查煤漿質(zhì)量。
④參數整定
　　電磁流量傳(chuán)感器(qì)在不(bú)能按照最(zuì)佳的安裝(zhuāng)條件安裝使用時,可(kě)以調整流量計(jì)的阻尼時間,以(yǐ)犧牲靈敏(mǐn)度爲(wèi)代價(jià)去彌補脈(mò)動流造(zào)成(chéng)的波(bō)動,建議阻尼時(shí)間不要(yào)超(chāo)過30s,以(yǐ)5～15s爲最(zuì)佳(jiā)。特别是(shì)電磁(cí)流(liú)量計經(jīng)長時間高壓沖(chòng)刷使用後(hòu),需用(yòng)角向磨光機對襯裏碳化(huà)矽防(fáng)護膜進(jìn)行(háng)整形,特别是對(duì)感應電極的(de)碳化鎢防護膜的整形(xíng)。但是(shì)防(fáng)護膜整形後一定(dìng)要進(jìn)行标定,才(cái)能再(zài)次投運該電磁流量(liàng)計。
表1是以(yǐ)目前國内(nèi)應用(yòng)廣的(de)水煤漿電(diàn)磁(cí)流(liú)量(liàng)計爲例的标定參數。

b51、b53爲電極的頻率(lǜ)系數;b54爲漿液系(xì)數。
　　這(zhè)3台流量計經使用18個月後(hòu),于2010-04-15因計(jì)量誤差太大導緻氣化(huà)爐跳車(chē)。經拆體(tǐ)檢查,和原(yuán)數據(jù)比較,發(fā)現3台漿(jiāng)液型(xíng)電磁流量(liàng)計防護襯(chèn)裏整體平均磨損了(le)0.8mm,但感應電極因(yīn)出廠(chǎng)加裝(zhuāng)了碳(tàn)化鎢防護膜而(ér)保護很好,導緻(zhì)了流量計電極與襯裏(lǐ)性能不(bú)匹配。經廠(chǎng)家确(què)認:要(yào)求(qiú)用角向磨光機将碳化鎢(wū)防護膜平均(jun1)打磨0.8mm後對流量(liàng)計重新标定參數,現将(jiāng)标定參(cān)數列于(yú)表2,以供(gòng)參考(kǎo)。

　　經過爲期(qī)3個月的運(yùn)行,驗(yàn)證了該維(wéi)護方(fāng)法可行(háng)。從而有(yǒu)力地(dì)保(bǎo)證了氣化爐運行的穩(wěn)定,節約了大約(yuē)40萬元的生産維(wéi)檢費。值(zhí)得(dé)同行企業借鑒。

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