摘要：水煤(méi)漿是(shì)由60%～70%具有一定粒(lì)度級(jí)配的(de)煤(méi)粉(fěn)和30%～40%的水及一定量添加劑組成(chéng)的混(hùn)合物。由于(yú)分(fèn)散劑和穩定(dìng)劑等添加(jiā)劑的(de)作用，使水煤漿(jiāng)成爲(wèi)一(yī)種(zhǒng)具有較好(hǎo)流動性和穩定性(xìng)的均勻(yún)的液固兩相(xiàng)流(liú)，屬于非(fēi)牛(niú)頓流體中的賓漢塑(sù)性流(liú)體，俗稱漿液。由(yóu)于受參比(bǐ)流動條件（充分(fèn)發展(zhǎn)的速度分(fèn)布、牛頓流(liú)體、均勻單(dān)相流體、穩(wěn)定流等)的限制(zhì)，絕大多數推(tuī)理(lǐ)式流量計都不(bú)适于這(zhè)種流體(tǐ)的流量。
水(shuǐ)煤漿(jiāng)是由(yóu)60%～70%具有一定(dìng)粒度級(jí)配(pèi)的煤(méi)粉和(hé)30%～40%的水(shuǐ)及一(yī)定量添(tiān)加劑組成的混合(hé)物。由(yóu)于分散劑(jì)和穩定劑等(děng)添加劑(jì)的作用，使(shǐ)水煤漿成爲(wèi)一種具(jù)有較(jiào)好流(liú)動性(xìng)和穩(wěn)定性的均(jun1)勻的液(yè)固兩相流，屬于(yú)非牛頓流體(tǐ)中的(de)賓漢(hàn)塑性(xìng)流體(tǐ)，俗稱漿液。由于(yú)受參(cān)比流動條件(jiàn)（充(chōng)分發(fā)展(zhǎn)的(de)速度(dù)分布、牛頓流體(tǐ)、均勻單(dān)相(xiàng)流體(tǐ)、穩定流等)的限(xiàn)制，絕(jué)大多數推(tuī)理式流(liú)量計都不适于這(zhè)種流體的(de)流量測量。
水煤漿電(diàn)磁流量計
與其它流(liú)量計相比(bǐ)顯著(zhe)的特點(diǎn)是：電磁(cí)流量(liàng)計的原理(lǐ)是利(lì)用法拉第(dì)電磁感應定律(lǜ)，直接(jiē)測(cè)量的是(shì)管道橫截面内(nèi)的面平均流速(sù)，因此，測量(liàng)不受(shòu)流體密(mì)度、粘度(dù)、溫度、壓力(lì)、電導(dǎo)率和(hé)雷諾(nuò)數變(biàn)化的影響；沒有(yǒu)阻流(liú)件(jiàn)，幾(jǐ)乎沒(méi)有壓力損失，也(yě)不會在高流速(sù)情況下(xià)因(yīn)阻流(liú)件而産生(shēng)氣蝕(shí)，不但極(jí)易造成(chéng)儀表(biǎo)的(de)測量(liàng)誤(wù)差，嚴重時(shí)還會瞬間造成儀表(biǎo)損壞。因此，近年(nián)來電磁(cí)流(liú)量計(jì)在水煤(méi)漿測量(liàng)中得(dé)以廣泛應用。
應當特别指出的(de)是，由于不(bú)同漿(jiāng)液的流變(biàn)學性(xìng)質、化(huà)學性(xìng)質和脈動(dòng)流情況的(de)不同，對電(diàn)磁流(liú)量傳感器(qì)的材料、結構和(hé)對電磁流(liú)量轉(zhuǎn)換的信(xìn)号(hào)處理能力的(de)要求也(yě)不盡(jìn)相同。如果(guǒ)選型或使用不(bú)當就(jiù)會出現各(gè)種問題。
1電(diàn)磁流(liú)量計（以(yǐ)下有時(shí)簡稱“儀表”）在水(shuǐ)煤漿流量測量(liàng)中的常見(jiàn)問題、産生(shēng)原因(yīn)和解(jiě)決方(fāng)法(fǎ)
電(diàn)磁流(liú)量計(jì)在水(shuǐ)煤漿(jiāng)的流量測量中(zhōng)，最常見的問題(tí)是儀表(biǎo)的(de)流量(liàng)顯示不穩定，其(qí)主要原因(yīn)是：
1.1隔(gé)膜(mó)泵(bèng)産生(shēng)的脈(mò)動流及解(jiě)決方(fāng)法
水煤漿向氣(qì)化爐輸送時的(de)重要(yào)要求是流量的(de)适度和穩(wěn)定，以保證水煤(méi)漿的氣化率。例如，根據(jù)“德士古”氣化爐的工藝(yì)要求(qiú)，水煤(méi)漿在(zài)噴嘴(zuǐ)處的壓(yā)力需達到6～9.6mpa以(yǐ)後甚(shèn)至更高(gāo)。所(suǒ)以，目(mù)前水(shuǐ)煤漿(jiāng)都是(shì)用隔(gé)膜泵，通過(guò)活塞的沖程(chéng)加壓進行輸送，隻(zhī)要使用活(huó)塞隔(gé)膜泵，打出的流(liú)體就必(bì)然會産(chǎn)生脈動，即(jí)使在(zài)滿負(fù)荷高(gāo)頻率(lǜ)運行的情(qíng)況下(xià)，加壓(yā)打出(chū)的流(liú)體的脈動波動量也相當大，一(yī)般在6%～15%。可以(yǐ)根據(jù)具體(tǐ)管線條件，用以(yǐ)下(xià)方(fāng)法（單(dān)用或混用）滿足(zú)氣化爐對水(shuǐ)煤漿流量及速度(dù)分布的要求。
（1）最(zuì)好的方法是保(bǎo)證儀(yí)表上遊必要的(de)管(guǎn)段長度(dù)，在考慮按(àn)照電磁流量計的具(jù)體安裝(zhuāng)要(yào)求選(xuǎn)擇安(ān)裝(zhuāng)位置。
（2）在(zài)工藝管道(dào)的适(shì)當部位擴徑後(hòu)加适用(yòng)的(de)流動(dòng)調整(zhěng)器，可減少(shǎo)上述直管段長度至(zhì)，但(dàn)會産生(shēng)一定(dìng)的壓(yā)力損(sǔn)失。
（3）用(yòng)多(duō)隔膜（目(mù)前最多爲三腔）活塞泵替(tì)代單(dān)腔活塞泵，以增(zēng)加脈動(dòng)頻(pín)率，減小脈動(dòng)幅(fú)度。但(dàn)是，若(ruò)多(duō)隔(gé)膜活(huó)塞(sāi)泵中的某 一(yī)個工作腔出(chū)現(xiàn)故障，就會加大流體(tǐ)的脈動量，而且每(měi)一個工(gōng)作(zuò)腔的工作狀(zhuàng)态不能在中(zhōng)央控制室(shì)進行監(jiān)控，隻能(néng)反映在儀表(biǎo)的瞬時流量顯示及(jí)輸出(chū)信号的波動上(shàng)，要及時檢(jiǎn)查泵的工作(zuò)情(qíng)況，發(fā)現異(yì)議後(hòu)應及時排(pái)除。
另(lìng)外，在(zài)水煤漿制備及(jí)普通燃燒鍋爐(lú)的加壓輸(shū)送環節采(cǎi)用的是“螺(luó)杆泵”，它在(zài)不同(tóng)轉速(sù)下(xià)所(suǒ)産(chǎn)生(shēng)的脈動流的波動量(liàng)很小，一般不會影響儀表對流量的測量(liàng)和控制。
1.2極化(huà)現象的(de)幹擾(rǎo)及電磁流量(liàng)計(jì)的選用
在(zài)水(shuǐ)煤(méi)漿等(děng)液固兩相流的(de)流量測量中，當(dāng)固體顆粒(lì)和纖維擦過(guò)電極表面時，與電極表(biǎo)面(miàn)的接觸電化(huà)學電勢（即(jí)極化(huà)電壓）突然變化(huà)，造成從(cóng)傳(chuán)感器輸出(chū)的電極檢(jiǎn)測(cè)信号出(chū)現尖(jiān)脈沖狀(zhuàng)的漿液(yè)噪聲幹擾，造成(chéng)流量顯示(shì)和輸(shū)出信号的波動(dòng)，波動量的大小(xiǎo)與傳感器的(de)勵磁電流頻率成(chéng)1/f的頻(pín)譜(pǔ)特(tè)性關(guān)系。而金屬顆粒(lì)對電極的(de)摩擦會産生嚴重的(de)瞬間尖脈(mò)沖幹擾。
1.3水煤(méi)漿中摻(chān)雜金(jīn)屬物(wù)質及鐵(tiě)磁性物質産(chǎn)生的(de)幹擾(rǎo)和解決方(fāng)法
1.3.1金屬物(wù)質的來(lái)源
（1）原煤本身含有金屬物質成(chéng)分；
（2）開采過程(chéng)：在煤炭的開采(cǎi)過程(chéng)中難免與采掘(jué)設備(bèi)摩擦(cā)、碰(pèng)撞摻入(rù)各種金屬殘屑(xiè)；
（3）制漿過程：原煤(méi)通過輸(shū)送(sòng)帶送(sòng)至棒磨機或球(qiú)磨機與造紙廢(fèi)液、甲醇(chún)廢液等(děng)添加劑混合進(jìn)行研磨，制成煤粉含量爲60%～70%、密度(dù)爲1250～1286kg/m3、動(dòng)力粘度爲(wèi)700～3000cp的(de)水煤漿。在水(shuǐ)煤漿的磨制過(guò)程中，也會(huì)摻入(rù)與球磨機墨棒碰撞(zhuàng)磨落的金(jīn)屬(shǔ)顆粒；
（4）内(nèi)管壁氧化：水(shuǐ)煤漿向氣化爐（或燃燒(shāo)爐）的輸送管道(dào)一般(bān)采用(yòng)20号鋼，在停機期間，内(nèi)管壁會産(chǎn)生氧(yǎng)化層(céng)-鐵鏽(xiù)，當再(zài)次開機(jī)時，由于(yú)水煤漿對管道内壁的摩擦作用使氧(yǎng)化層(céng)磨落爲氧化鐵屑混入(rù)水煤(méi)漿中(zhōng)。
（5）其它原因(yīn)。水煤漿中摻雜的這(zhè)些金屬顆(kē)粒不(bú)但會産生上述(shù)嚴重的瞬間尖脈沖幹(gàn)擾(rǎo)，還會(huì)造(zào)成活塞泵及(jí)其它設備的磨(mó)損。更爲嚴(yán)重的(de)是，其(qí)中的(de)鐵磁性物質會(huì)對儀表産(chǎn)生(shēng)更加嚴(yán)重的(de)幹擾。
1.3.2鐵磁性物質産生的(de)幹擾(rǎo)
電磁(cí)流量(liàng)計工作時，傳感(gǎn)器測(cè)量管内産(chǎn)生的磁場會使(shǐ)金屬顆粒(lì)中的(de)鐵磁(cí)性物質磁(cí)化，單獨或與污(wū)垢及(jí)其它(tā)金屬(shǔ)成分(fèn)混合(hé)貼(tiē)附(fù)在傳(chuán)感器電極(jí)及周圍(wéi)的襯裏(lǐ)上，影響電磁流量計(jì)工(gōng)作(zuò)磁場(chǎng)的穩(wěn)定(dìng)。金屬成(chéng)分會使(shǐ)兩電極(jí)間的絕緣電阻(zǔ)發生變(biàn)化，絕緣(yuán)電阻減小則信(xìn)号減弱；若(ruò)金屬物質導(dǎo)通兩個(gè)電極就會産生(shēng)短路(lù)而沒(méi)有信号；當(dāng)吸(xī)附在電(diàn)極和(hé)襯裏上的(de)鐵磁性物(wù)質被(bèi)流體(tǐ)沖(chòng)刷脫落時，又(yòu)會使極化(huà)電(diàn)壓突然減少(shǎo)，造成儀(yí)表(biǎo)顯(xiǎn)示(shì)的突(tū)然波(bō)動；若(ruò)鐵磁性(xìng)物質及其它金屬物質(zhì)摻(chān)雜在流體中(zhōng)，則會使磁(cí)場增(zēng)強信号增(zēng)大。
1.3.3解(jiě)決方法
（1）最好在(zài)水煤漿(jiāng)制做的末(mò)道(dào)工序(xù)進行(háng)磁過(guò)濾(lǜ)；
（2）最好采用不(bú)鏽鋼(gāng)輸送(sòng)管道；
（3）根(gēn)據(jù)具體(tǐ)情況定(dìng)期或不(bú)定期的對電磁(cí)流量傳感器進(jìn)行檢查清(qīng)理；
（4）選(xuǎn)用适合的原煤(méi)或水(shuǐ)煤漿(jiāng)。
1.4絕緣性沉積結(jié)垢對(duì)測量(liàng)的影響及解決(jué)方法
若絕(jué)緣性沉(chén)積(jī)結垢(gòu)覆蓋電極表面，則測(cè)量信(xìn)号會(huì)被斷(duàn)路。可根據(jù)具體情況(kuàng)定期(qī)或不定期的對(duì)電極(jí)表面(miàn)進行檢查清理。
1.5氣泡(pào)對測量的(de)影(yǐng)響(xiǎng)及解決方法
水煤漿中若(ruò)含有氣泡會對測量(liàng)造成(chéng)影響，嚴重的還(hái)會造成空管報警，促使4～20ma信(xìn)号回零。
長期實(shí)用表明(míng)，e-mag漿液型電磁(cí)流量計具(jù)有解(jiě)決這(zhè)一問(wèn)題的(de)明顯優勢(shì)，它具有以下特(tè)點：
（1）e-mag漿液型電磁(cí)流量計的(de)smart（智能(néng)）轉換(huàn)器(qì)采用專(zhuān)有的漿液型e-magmaster電(diàn)磁流(liú)量計校驗(yàn)設置(zhì)數據軟件；采(cǎi)用新穎的勵(lì)磁方式(shì)，功(gōng)耗低，零點穩(wěn)定，精度(dù)高，反應(yīng)速(sù)度快；具有自檢和自(zì)診斷功能；流量(liàng)範圍可(kě)達1500：1；采用(yòng)smt（表面安裝）技術(shù)等優點。
（2）新穎的勵磁方式(shì)：高頻勵(lì)磁(cí)具有很強(qiáng)的抑制“漿液(yè)噪聲”的能力，低頻(pín)勵磁(cí)又有零點(diǎn)穩定(dìng)等優點。因此，e-mag漿液(yè)型電磁(cí)流量(liàng)計能夠有(yǒu)效地解決(jué)在測(cè)量水煤漿等導電性液固兩相(xiàng)流中造成的瞬(shùn)時流量顯示及(jí)輸出信号波動的問題(tí)。
（3）檢測電極采用不鏽鋼塗(tú)覆碳化鎢。該材質即耐磨(mó)又(yòu)能解決“電化學(xué)幹擾噪聲”造成(chéng)的流(liú)量信(xìn)号波(bō)動問(wèn)題。對于工(gōng)作壓力小于4mpa的電極(jí)結(jié)構采用(yòng)内插式，對(duì)于工(gōng)作壓力(lì)大于4mpa的(de)電(diàn)極結構(gòu)采用(yòng)外插(chā)式。
（4）襯裏采(cǎi)用耐(nài)磨(mó)的(de)聚氨(ān)脂材(cái)料并經過(guò)特殊工藝(yì)處理(lǐ)成型(xíng)。
（5）采用(yòng)進/出(chū)口保護法蘭：流(liú)量計(jì)本(běn)體法蘭(lán)和工藝管道法蘭安(ān)裝夾(jiá)緊後(hòu)，水煤漿(jiāng)對聚氨(ān)脂襯裏在流量計本體(tǐ)法蘭外密封(fēng)面上(shàng)“翻邊(biān)拐角(jiǎo)”處的(de)變形部分産生磨損(sǔn)，10～20天聚氨脂(zhī)襯(chèn)裏将逐(zhú)步撕裂脫(tuō)落造成傳(chuán)感器(qì)報廢。而采用在(zài)流量計(jì)本體法(fǎ)蘭内安裝特殊(shū)結構的(de)進(jìn)/出口保護法(fǎ)蘭的方(fāng)法就(jiù)能完(wán)全解(jiě)決這一問題。
（6）傳(chuán)感器内壁(bì)采(cǎi)取(qǔ)燕尾(wěi)槽結(jié)構設(shè)計，以避免氣化(huà)爐停車後形成(chéng)的負壓造成襯(chèn)裏鼓泡(pào)甚至撕(sī)裂。
（7）傳感器(qì)經多次打(dǎ)壓檢查電極絕(jué)緣強度。
（8）根(gēn)據氣化爐的工(gōng)藝特點采取三(sān)台電(diàn)磁流(liú)量計(jì)配組串(chuàn)聯(lián)校驗(yàn)。以保證其(qí)精度(dù)的一緻性。
需要說明(míng)的是，流量是否穩定(dìng)是由儀表顯(xiǎn)示的，儀(yí)表顯示的(de)流量(liàng)不穩定除(chú)上述(shù)原因外(wài)，時間常數的設定(dìng)隻是(shì)一個非(fēi)實質性原因。電磁流量(liàng)計的時間(jiān)常數(shù)可在1~100秒的(de)範圍(wéi)内分段設定，時間常數設定的越短，儀表對流(liú)體的脈動就越(yuè)敏感，隻要流體的脈動(dòng)量能夠(gòu)滿足氣(qì)化爐工(gōng)藝條(tiáo)件的要求(qiú)，就可(kě)以把儀表(biǎo)的時(shí)間常數設(shè)定在(zài)适(shì)當(dāng)範圍，消除(chú)或(huò)減少脈(mò)動顯(xiǎn)示，以便進行脈動變化的(de)監測。
2e-mag漿(jiāng)液(yè)型電磁流(liú)量計(jì)在水(shuǐ)煤漿行業的應(yīng)用
2.1安裝(zhuāng)要求
嚴(yán)格按照電磁流(liú)量計(jì)使用說明(míng)書中的要(yào)求安裝，并且盡可能(néng)地将三台(tái)電磁(cí)流量(liàng)計(jì)安裝在(zài)氣化爐(lú)頂部。
2.2使用建(jiàn)議
（1）在單機(jī)試車階(jiē)段不要對電磁流量計(jì)送電，先用(yòng)水煤(méi)漿對(duì)管道内(nèi)壁(bì)進行(háng)循環磨擦除鏽，否則鐵鏽(xiù)會被傳(chuán)感器内壁的磁場吸附(fù)在電極(jí)附近，對(duì)電極(jí)形成(chéng)極化(huà)電壓幹擾而造(zào)成流(liú)量計的波(bō)動。氣化爐停車(chē)後先将電磁流(liú)量計停(tíng)電，然後(hòu)再清(qīng)洗管道，避免因(yīn)通電使傳感器(qì)内形成磁(cí)場，使吸附在(zài)電(diàn)極附近(jìn)的鐵磁(cí)性物(wù)質(zhì)不能被(bèi)沖洗(xǐ)幹(gàn)淨(jìng)。
（2）若多(duō)隔膜活(huó)塞泵的(de)某一個工作腔(qiāng)出現異常，流量(liàng)值的變(biàn)化可能(néng)不大，但流體脈(mò)動的波動(dòng)量會(huì)加大(dà)。應及時(shí)監視活(huó)塞泵每一個工作腔壓力(lì)表的(de)指(zhǐ)示是否均衡(héng)，并及(jí)時進(jìn)行故(gù)障排除(chú)。
（3）若水煤漿中(zhōng)所含(hán)的大金(jīn)屬顆粒或氣(qì)泡(pào)摩(mó)擦、碰撞電(diàn)極而産生(shēng)的瞬間尖脈沖幹擾(rǎo)頻繁(fán)出現(xiàn)時，應檢(jiǎn)查水煤漿的(de)質量。
（4）由于傳感器襯裏受适用(yòng)溫度的限(xiàn)制，不能用(yòng)蒸汽(qì)沖洗(xǐ)水(shuǐ)煤漿管(guǎn)線。
2.3流量(liàng)計的參數設定
當電磁(cí)流量(liàng)傳感(gǎn)器不能按照安裝條件安裝使(shǐ)用時(shí)，可以(yǐ)調整流量(liàng)計的時間常數，以犧(xī)牲靈敏度(dù)爲代價彌補脈(mò)動流(liú)造成的波(bō)動，建(jiàn)議阻(zǔ)尼時間調(diào)整(zhěng)不要超(chāo)過30秒，以5～15秒爲佳。
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