漿液型
電磁流量計化工水煤漿行業(yè)的研究應(yīng)用
1、引言
1990年山東魯南化肥廠在中國**家成功引進了“德士古”型氣化爐制煤氣技術(shù)，隨之“對置式四噴嘴新型氣化爐制煤氣技術(shù)”、“魯奇BGL氣化爐制煤氣技術(shù)”、“西門子G SP氣化爐制煤氣技術(shù)”、“GE高壓氣化爐制煤氣技術(shù)”等氣化爐制煤氣技術(shù)很快在中國得到了突飛猛進的發(fā)展，而所有的氣化爐制煤氣工藝控制的核心技術(shù)是對經(jīng)過磨煤機磨化篩選、煤漿泵加壓后的水煤漿流量與工藝氧流量比科學(xué)、準(zhǔn)確監(jiān)控。目前，工藝氧流量測量技術(shù)已經(jīng)足夠成熟。但新型的煤化工工藝和惡劣多變的現(xiàn)場條件，導(dǎo)致特殊工況的水煤漿介質(zhì)流量監(jiān)測不穩(wěn)定性始終困惑著各個煤化工企業(yè)與流量計廠家。因此，攻克煤化工水煤漿流量監(jiān)測的技術(shù)難題就成了眾多流量計廠家的奮斗目標(biāo)。經(jīng)眾多流量計廠家和煤化工企業(yè)共同開發(fā)、研究、篩選和應(yīng)用，一致總結(jié)出；到目前為止，速度式測量原理的“漿液型電磁流量計”是測量煤化工水煤漿流量的*佳**流量計。但是在電磁流量計實際使用過程中存在著工頻干擾噪聲、流體介質(zhì)特性產(chǎn)生的電化學(xué)干擾嘈聲、供電電源性等干擾，造成了相應(yīng)的水煤漿計量難。
2、 煤化工行業(yè)水煤漿的計量難點
2.1 水煤漿成分復(fù)雜
因煤炭在采掘過程中含有鐵絲、銅絲等金屬屑，通過皮帶輸送到棒磨機或球磨機里，和造紙廢液、甲醇廢水等添加劑進行研磨，生成含量為60 %~70 %、操作密度為1250~1286k g /m 3、動力粘度為70 0~3000cp的水煤漿。棒磨機或球磨機在研磨煤炭碰撞會進一步脫落部分金屬顆粒，后續(xù)設(shè)備不可能完全過濾、去除水煤漿中含有金屬顆粒，計量過程中的沖擊和磨損容易造成加壓泵及其它計量主輔設(shè)備的易損壞。
2.2 水煤漿介質(zhì)特性影響
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，在固體顆粒或者纖維介質(zhì)擦過電極表面時，電級表面的接觸電化學(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1/f的頻譜特性關(guān)系。金屬顆粒的摩擦?xí)a(chǎn)生更加嚴(yán)重的瞬間尖脈沖干擾，*終造成電磁流量信號所受干擾嚴(yán)重而導(dǎo)致測量不穩(wěn)定。
2.3 加壓泵的影響
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 %~5 %），一般情況下不影響計量和控制應(yīng)用。而“德士古”氣化爐因其工藝要求，水煤漿噴嘴需要加壓泵將水煤漿加壓至6~9.6M Pa才能達到*佳的霧化效果，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%~15%），煤漿泵在長期工作后若某一個工作腔出現(xiàn)問題，會進一步加大其脈動量，而且每一個工作腔的工作狀態(tài)不能在中央控制室進行監(jiān)控，只能反映在流量計的瞬時顯示及信號輸出波動上。
2.4 煤漿輸送管的影響
氣化爐裝置水煤漿的輸送管線一般采用20號碳鋼材質(zhì)。在停止輸送煤漿階段時，管線內(nèi)壁會氧化產(chǎn)生大量的氧化鐵銹，水煤漿對管線內(nèi)壁的摩擦?xí)撀浼毿〉奶间擃w粒，裹含在煤漿中。電磁流量計在工作時其傳感器測量腔內(nèi)產(chǎn)生的磁場會使金屬顆粒磁化，促使煤漿內(nèi)的金屬顆粒吸附在測量電極附近，對電極形成極化電壓，會加大電磁流量計本身的測量精度和進一步造成增大波動量。而不銹鋼管線基本不存在此問題。
3、 漿液型電磁流量計的應(yīng)用研究
嚴(yán)格按照電磁流量計安裝要求安裝，并且盡可能地將3臺電磁流量計安裝在汽化爐頂部。延長流量計的前直管段是解決煤漿加壓泵工作時造成脈動的*佳辦法。
3.2 電磁流量計的特殊加工
用專用量具量出電磁流量計的法蘭接口尺寸并經(jīng)計算和設(shè)計，用316錳絡(luò)合金等特殊材質(zhì)加工成接口法蘭的防護沖刷磨損套。對電磁流量計的腔室渡上碳化硅（對電磁干擾有防護作用）防護沖刷磨損膜。對電磁流量計感應(yīng)電極度上碳化鎢防護沖刷磨損膜。
3.3 電磁流量計使用建議
（1）在單機試車階段嚴(yán)禁對電磁流量計送電，先做好煤漿循環(huán)管線磨損防護，利用水煤漿對煤漿管線內(nèi)壁除銹，否則鐵銹會被電磁傳感器內(nèi)壁的磁場吸附在電極附近，對電極形成極化電壓干擾而造成流量計的波動。氣化爐停車后將電磁流量計停電后再清洗管線,避免因電磁流量計傳感器內(nèi)勵磁形成的磁場使吸附在電極附近的鐵銹不能被沖洗干凈。
（2）在正常運行階段，突然發(fā)現(xiàn)電磁流量計波動、干擾有以下可能：
1）泵引起的波動
煤漿泵的某一個隔膜工作腔出現(xiàn)異常，流量值的變化可能不大，但流場變化較大而引起脈動，波動量加大。及時觀察煤漿泵每一個隔膜工作腔體的監(jiān)測壓力表是否均衡。
2）煤漿引起的波動
煤漿含金屬顆粒量增多，堆積在電極附近，對電極形成極化電壓干擾而造成流量計的波動，及時停車拆檢或沖洗。
3）電磁流量計輸出信號突然出現(xiàn)瞬間尖脈沖干擾。
煤漿含的大顆粒金屬或氣泡摩擦，碰撞電極而產(chǎn)生的瞬間尖脈沖干擾，若頻繁地出現(xiàn)要檢查煤漿質(zhì)量。電磁流量計的傳感器襯里受耐溫的限制，不能使用蒸汽沖洗煤漿管線。
4）智能電磁流量計的參數(shù)整定
電磁流量計傳感器在不能按照*佳的安裝條件安裝使用時，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脈動流造成的波動，建議阻尼時間不要超過30s，以5~15s為*佳。特別是電磁流量計經(jīng)長時間高壓沖刷使用后，計量設(shè)備結(jié)構(gòu)因沖刷嚴(yán)重而發(fā)生了一定的變化，為了更好適用計量的準(zhǔn)確性，需用角向磨光機對里襯碳化硅防護膜進行整形，特別是對感應(yīng)電極的碳化鎢防護膜整形。但是一定要記住，對防護膜整形后一定要通過計量校準(zhǔn)、標(biāo)定，整定該電磁流量計的參數(shù)，才能準(zhǔn)確投運該電磁流量計，才能更好發(fā)揮它在煤化工水煤漿行業(yè)計量中的固有優(yōu)點和特長。該3臺流量計經(jīng)使用18個月后，于2010年4月15日因計量誤差太大導(dǎo)致氣化爐跳車。經(jīng)拆體檢查，和原始安裝數(shù)據(jù)比較，發(fā)現(xiàn)3臺漿液型電磁流量計防護里襯整體平均磨損了0.8 m m的厚度，但感應(yīng)電極因出廠加裝了碳化鎢防護膜而保護特好，導(dǎo)致了流量計電極與里襯物理與幾何結(jié)構(gòu)的不匹配。為了不影響正常，經(jīng)廠家傳真確認“要求用角向磨光機將碳化鎢防護膜平均打磨0.8 m m的厚度后對流量計重新標(biāo)定和整定參數(shù)”。嚴(yán)格按廠家要求進行檢修、標(biāo)定和參數(shù)整定，現(xiàn)將標(biāo)定時整定好的參數(shù)放在表2，以供參考。經(jīng)為期3個月的氣化爐開車驗證，該檢修、調(diào)試方法科學(xué)可行。從而有力地保證了氣化現(xiàn)場的穩(wěn)定、及時運行，且一下子節(jié)約了大約40萬的生產(chǎn)維修費。特別值得兄弟企業(yè)借鑒。
4、 結(jié)束語
通過對煤化工生產(chǎn)中水煤漿計量難的分析，從檢修和調(diào)試實際角度出發(fā)，針對性地有效采取解決水煤漿智能電磁流量計在具體應(yīng)用中的缺陷和固有的不足。為煤化工設(shè)計院、水煤漿電磁流量計制造廠家、化工生產(chǎn)企業(yè)的檢修單位提供可靠科學(xué)依據(jù)，保證煤化工水煤漿計量的準(zhǔn)確、可靠和科學(xué)性。以便水煤漿電磁流量計在今后煤化工生產(chǎn)中進一步發(fā)揮其固有計量特長和優(yōu)點。
上一條：
淺析電磁流量計安裝對直管段的要求
下一條：
不同的測量需求來選擇電磁流量計
