电磁流量计在水煤浆行业的应用-江苏创辉自动化仪表有限公司

电磁流量计在水煤浆行业的应用
一、水煤浆行业发展简述:
在经济高速发展时期,许多行业用重油、煤发电、制造煤气、供应蒸汽,随着我国逐步成为石油消费大国,自身原油储备有限,开采量急剧降低,现已成为制约经济发展的瓶颈。为降低生产成本、提高生产效率、减少污染,利用我国充分的煤炭资源,引进国外相关技术,从而引发国内朝阳产业煤化工。利用煤炭深加工又延伸到许多行业,如下图所示：

煤气作为能源用在城市燃气、锅炉发电/供热、电力行业早以普遍得到应用;煤制肥行业就是把煤制成合成氨及尿素相关的氮肥行业;煤制油行就是通过把煤深加工成成品汽油、柴油等,从而解决只有从石油中才能提炼汽油、柴油等相关化工产品。从而使煤炭得以充分利用,深层次、多元化发展。
煤化工发展的基础是水煤浆。煤及煤粉的不流动性不宜工业化发展、控制。必须将其加工成流动的液体才适用于工业发展。因煤粉不溶于水,利用分散剂的亲水性将煤粉颗粒逐一包裹而溶于水中,从而制成黑色黄金一水煤浆。这种水煤浆经过10~20天的储存,煤粉颗粒将与分散剂脱离,需再加入稳定剂,才能使水煤浆有很好的稳定性以利于长期储存及运输。在国内早期用“煤气炉”制煤气,气体污染大、粉尘污染大、能效转化率低,严重影响各企业的发展及经济效益。上世纪60年代美国“伊士曼公司”率先研制出“德士古”型气化炉。通过加压水煤浆和氧气在炉膛内燃烧分解,从而制成煤气,1992年山东鲁南化肥厂在中国*家引用“德士古”型气化炉专有制煤气技术并取得成功。已相续在上海太平洋公司、浩良河化肥厂、陕西渭河化肥厂、安徽准南化肥厂、德州华鲁恒升化工有限公司得以推广应用。于2003年开始筹建的“兖矿国泰化工有限公司”又率先应用国内*、*的“对置式四喷嘴新型汽化炉”制煤气技术,制煤气的转化率得以进一步提高。水煤浆在加工和使用过程中,不可避免的要计量和检测控制,这就需要使用流量计。

二、测量水煤浆的流量计类型的选择。
针对选择测量水煤浆流量计的难点是磨损问题。根据目前现有流量计类型来分析
a、节流装置:节流件的入口锐角易磨损、易堵塞引压管。
b、涡街流量计:易磨损旋涡发生体,从而逐步降低灵敏度。
c、超声波流量计:管道口径小、管壁厚,煤粉颗粒对超声波的折射、耦合剂的干固而产生的空穴等因素都会造成计量困难的结果。
d、浮子流量计:对浮子锥度角/面的磨损后造成信号输出比实际流量大的结果。
e、质量流量计:振动腔的磨损及脉动流对振动腔的叠加振动都会使计量不准,而且质量流量计价格昂贵。
f、电磁流量计:选择聚氨酯村里及不锈钢涂覆碳化钨电极极其耐磨,且不受介质的密度、粘度、温度、压力、电导率变化的影响,价格性能比高。综合考虑目前各种流量计的各种因素建议选用电磁流量计*能够满足现场的使用要求

三、水煤浆行业四个计量难点:
1、水煤浆介质的特性造成的影响。
在测量水煤浆、泥浆等液、固两相混合导电性介质流量时,在固体颗粒或者纤维介质擦过电极表面时,电极表面的接触电化学电势突然变化,造成从传感器输出的电极检测信号出现尖脉冲状浆液(干扰)噪声,它将造成显示和信号输出波动,波动量大小与传感器的励磁电流频率成1f的频谱特性关系。因此需采用新颖的励磁方式,在高频励磁时解决泥浆噪声干扰,在低频励磁时能够解决零点不稳定的问题。故应需采用智能浆液型电磁流量计。
2、压泵方面造成的影响。
加压泵工作时存在脉动流是必然的。在水煤浆制造及普通锅炉燃烧的加压环节基本上采用“螺杆泵”,因其结构及工作方式在不同的转速下脉动流的波动量很小(波动量一般在0.5~1%),一般情况下不影响计量和控制应用。因“德士古”汽化炉因其工艺要求,水煤浆喷枪加压泵需将水煤浆加压至6~7MPa,今后甚至更高,所以采用“活塞泵”或“隔膜泵”,因其工作原理及结构即使在满负荷工作的情况下加压打出液体的脉动流的波动量很大(波动量一般在6~10%),从而反映在流量计的瞬时显示及信号输出波动上,易形成误差,从而带来操作控制方面易连锁停车的影响。
解决办法是：
a、ZUI好的办法是尽量延长流量计的前直管段予以解决。
b、可以对工艺管道局部扩径后加装整流器,以整形浆液流场。
c、可以调整流量计本身的阻尼时间,以牺牲灵敏度为代价去弥补脉动流造成的波动。
3、煤浆喷枪堵塞状况的检测。
因加工不合格水煤浆的颗粒较大容易堵塞喷枪,小锅炉大部分采用一台“螺杆泵”加压带一只喷枪,用压力或流量检测喷枪堵塞都好解决。但大锅炉用8~12只喷枪,如图所示,若A枪半堵塞时,因B、C、D枪在继续喷射,压力变送器则检测不到A枪是否在正常工作,在此情况下易造成炉膛燃烧点不均匀,影响锅炉的正常工作。若A枪全堵塞,因B、C、D枪在继续喷射,所以A枪压力的突然变化量很小(压力信号本身也存在上下的微小波动),DCS很难做出准确判断,故用压力变送器很难达到预想的效果。若用流量计检测,流量计输出信号送到DCS,利用其编程可以完全检测到喷枪堵塞状况并报警提示,以便及时清洗喷嘴。

四、浆液型电磁流量计在水煤浆行业测量的优势
浆液型电磁流量计在水煤浆行业中处于**地位。浆液型电磁流量计的 SMART转换器采用新颗励磁方式,功耗低,零点稳定,*度高;并且采用SMT表面安装技术具有自检和自珍断功能;流量范围可达1500:1;她的独到之处在于:
1、浆液型转换器采用新颗的励磁方式。高频励磁具有很强抑制“浆液噪声”能力,低频励磁又有零点稳定,反应速度快等优点。浆液型电磁流量计能够有效解决测量水煤浆等两相混合导电性介质流量流造成的瞬时显示及信号输出波动的问题。
2、检测电极材质采用不锈钢涂覆碳化钨。该材质即耐磨又能解决“电化学干扰噪声”波动的问题,对于工作压力小于4MPa的电极结构采用内插式,对于工作压力大于4MPa的电极结构采用外插式。
3、村里材质采用耐磨的聚氨脂材料并经过特殊工艺处理成型
4、进/出口保护法兰:流量计本体法兰和工艺管道法兰安装夹紧后,水煤浆对聚氨脂村里在流量计本体法兰外密封面上“翻边拐角”处变形部分产生磨损,10~20天聚氨脂村里将逐步撕裂脱落造成传感器报废,在流量计本体法兰内安装特殊结构的进/出口保护法兰就完全解决问题。
5、专有浆液型仪表的电磁流量计校验设置数据软件。

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