[摘要(yao)]通過粉煤(méi)流量計 在(zai)氣流床氣(qi)化的實際(ji)應用,以及(jí)在使用前(qian)利用标定(ding)罐稱重計(ji)量系統正(zheng)确标定,證(zheng)明了粉煤(mei)流量計在(zai)高壓密相(xiàng)輸送工況(kuang)條件下計(jì)量的可行(hang)性,同時粉(fěn)煤流量計(ji)在實際質(zhi)量流量的(de)計量中具(ju)有無核輻(fú)射、操作維(wéi)護簡單、反(fǎn)應靈敏、數(shu)據可靠等(děng)優點。
1引言(yan)
　　氣流床煤(méi)氣化技術(shu)是潔淨煤(méi)利用的關(guān)鍵技術,其(qi)按照進料(liao)方式不同(tóng),可分爲水(shui)煤漿氣化(huà)與幹粉氣(qi)🔴化。水煤漿(jiāng)🔴氣流床氣(qì)㊙️化技術相(xiàng)對成熟,但(dàn)粉煤氣流(liu)床氣化爐(lu)具有高碳(tàn)轉化率、良(liáng)🙇‍♀️好的煤種(zhong)适應性、有(yǒu)♻️效氣成分(fen)高、氧耗與(yu)煤耗低等(děng)♋優勢,因此(ci)🈲粉煤氣化(huà)技術的應(yīng)用前景被(bèi)看好。
　　目前(qián)，已有的粉(fen)煤氣化工(gōng)業裝置隻(zhī)實現了粉(fen)煤在👈中低(dī)👈壓下🏃的🚩加(jiā)壓及穩定(dìng)密相輸送(sòng)，因而實現(xiàn)粉煤在更(gèng)☂️高壓力下(xià)加壓及密(mi)😄相輸送,将(jiāng)是一個工(gōng)程難題,其(qí)中如何準(zhun)确計量煤(mei)粉輸送流(liú)量至關重(zhong)要,關系到(dao)實驗數據(ju)的采集、分(fèn)析,對🈚實驗(yàn)的準确性(xìng)和真實性(xing)起決定作(zuo)用。
2粉煤流(liu)量測量
　　煤(mei)化工工藝(yì)中,準确、實(shi)時監測個(ge)煤粉管線(xian)内煤粉💔輸(shu)運狀态🐇,對(dui)确保氣化(hua)爐各噴嘴(zui)均勻進煤(mei),維持氣化(hua)爐反應穩(wěn)定,避免🚶氣(qì)化爐溫度(dù)波動，以及(ji)确保氣化(hua)爐生産效(xiào)率。
　　粉煤流(liú)量計的測(cè)量通常都(dōu)是采用積(jī)算的方式(shi)進行粉煤(mei)🌈流量實時(shí)在線測量(liang),需要先測(ce)量出粉煤(mei)在管道内(nèi)的實時流(liu)速🙇‍♀️、密度,由(yóu)計算公式(shi)(1),實時計算(suàn)出粉煤流(liú)量。
流量=流(liú)速x密度x管(guǎn)道橫截面(miàn)積.??? (1)
　　對于粉(fen)煤密度的(de)測量，有核(he)射線檢測(ce)技術和非(fēi)核檢🐪測技(jì).術兩類。
　　兩(liǎng)類測量技(ji)術的精度(dù)均能滿足(zú)生産需求(qiú)，但是有核(he)射線檢🌏測(cè)儀器帶有(you)放射源,屬(shu)于國家管(guǎn)制類設備(bèi),購買、使用(yong)、維護、報廢(fèi)處理複雜(zá)、成本高、管(guan)理責任重(zhong)大。所以在(zài)滿🔞足生産(chǎn)要求的情(qing)況下,一-般(ban)采用非核(he)檢測技🌈術(shù)。
　　對于粉煤(mei)速度測量(liàng),通常有靜(jing)電測量技(jì)術、電容測(ce)量技術。
　　靜(jing)電測量技(jì)術通過對(dui)煤粉在管(guan)道中運動(dòng)時，相互摩(mo)擦産生的(de)靜電荷信(xin)号分析,來(lai)計算煤粉(fěn)的運動速(su)度。其速度(dù)測量結果(guo)的穩定性(xing)取決于靜(jìng)電荷信号(hao)的大小，及(ji)其容易受(shòu)🍓到現場工(gong)況的影響(xiǎng),如:粉煤的(de)粒徑、溫🌏度(dù)、濕度、運動(dòng)速度等,測(ce)量結果穩(wěn)定性差。
電(diàn)容測量技(jì)術是在管(guan)道壁兩側(cè)布置- -對電(dian)容極闆，把(bǎ)煤粉👣看作(zuò)電容極闆(pǎn)間的電介(jiè)質，通過分(fen)析等效的(de)電介質🧡變(biàn)化來分析(xī)粉煤流體(tǐ)信息的變(biàn)化,從而測(ce)量粉💯煤的(de)運動速度(du)。其穩定性(xìng)比靜電測(cè)量技術稍(shao)好。
　　本裝置(zhi)采用電磁(ci)場測量技(jì)術，是通過(guo)在管道一(yī)側壁✌️主動(dong)🔆發射🏃‍♀️電磁(ci)波,電磁波(bo)穿透管道(dao)煤粉後到(dao)達🐕另一側(ce)壁的接收(shōu)器，在穿透(tòu)過程中,把(bǎ)煤粉流态(tai)信息攜帶(dài)出來,進🔆一(yi)步分析之(zhi)後🌈,計算出(chu)粉煤的運(yùn)動📐速度。由(yóu)于該技術(shù)主動發射(shè)能量恒定(dìng)的㊙️電磁波(bō),因此,測量(liang)結果不受(shòu)現場工況(kuang)變化的影(ying)響,測量的(de)穩🌍定性最(zui)佳。電磁場(chǎng)粉煤流量(liàng)計是專門(men)針對氣固(gu)兩相流而(er)開發的測(ce)量儀表,該(gai)測量儀适(shì)用于密相(xiang)輸送工藝(yì),通過在測(ce)量管中産(chǎn)生一個高(gao)頻、交流、均(jun)勻的電磁(cí)場來測量(liàng)固體物料(liao)通🏃‍♂️過管道(dao)截面的平(ping)均流速和(he)濃度，從而(ér)計算出🈲固(gù)體物料在(zài)管道中的(de)流速(m/s)、濃度(du)(kg/m')、質量流量(liang)(kg/h或th),并且輸(shū)出對應上(shang)述測量值(zhi)的三路🌈獨(dú)立的4~20mA電流(liu)信号。
3高壓(ya)密相輸送(sòng).
　　粉煤密相(xiang)輸送是利(li)用高壓氣(qì)體(氮氣或(huò)者二氧化(hua)🏒碳)作爲輸(shū)送動力,推(tui)動粉煤實(shí)現氣固兩(liang)相流動。密(mì)相輸送管(guǎn)道中固體(tǐ)物料幾乎(hu)呈聚集堆(dui)積狀态,管(guan)道中氣流(liu)的速度很(hěn)低🚶‍♀️,粉粒的(de)流動不是(shi)依靠氣流(liú)的動壓裹(guǒ)挾，而是靠(kào)氣體靜态(tai)的擠壓将(jiāng)物料沿管(guǎn)路輸送。
本(ben)工業裝置(zhi)爲粉煤氣(qì)流床氣化(hua)工藝，密相(xiàng)輸送系統(tǒng)🤟核心♈設備(bei)爲高壓發(fā)料罐。發料(liao)罐從頂部(bù)進料,底部(bu)充壓,底🌈部(bu)出料。發料(liao)罐将充壓(yā)口設在錐(zhui)體底部，充(chōng)壓的同時(shi)還能使粉(fen)體充分流(liu)化，充壓結(jié)束後形成(chéng)疏松的堆(duī)積狀态,發(fa)料順暢,避(bi)免密相輸(shu)送管路💔堵(dǔ)塞風險。
　　密(mi)相輸送過(guò)程可分爲(wei)充壓,穩壓(yā),輸送三個(gè)步驟。充壓(ya)時,高壓🍓氮(dan)氣通過發(fa)料罐底部(bu)充壓口進(jin)入發料罐(guan),對發料罐(guàn)進行快速(su)充壓,同時(shí)對罐内粉(fěn)煤充分流(liu)化。當發料(liào)罐壓力略(luè)低于設定(ding).輸送壓力(lì)時,停止充(chōng)壓。高壓氮(dàn)氣通過發(fa)料罐頂部(bu)的穩壓口(kou)進入發料(liao)罐,通過穩(wěn)壓調節閥(fá)控☂️制氣量(liang),緩慢🔴充壓(yā)至設定輸(shu)送壓力,保(bǎo)證發料罐(guan)與氣化爐(lú)的壓差穩(wěn)定🈲在設定(dìng)壓差。輸送(sòng)壓差🛀穩定(ding)後,發料罐(guàn)出口管道(dào)通入少量(liàng)的輸送氣(qi),同時開啓(qǐ)發料罐底(dǐ)部的切斷(duàn)閥,粉煤🤩在(zài)輸送氣的(de)引導下進(jin)🐆入輸送♌管(guǎn)道,以壓差(chà)爲.動力,克(ke)服自身重(zhòng)力和管道(dao)摩擦,從發(fā)料罐底部(bu)出發,沿🈲輸(shū)送管.道,從(cóng)📐下到上輸(shu)送到氣化(hua)爐内,實現(xiàn)粉煤高❓壓(yā)密相穩定(dìng)輸送。
4稱重(zhong)計量标定(dìng)
　　本工業裝(zhuāng)置采用高(gao)壓稱重計(jì)量系統，利(li)用标定罐(guàn)模🌂拟氣化(huà)爐❗的高壓(yā)工況條件(jiàn)，标定罐需(xū)要保持與(yu)🚶‍♀️氣化爐相(xiàng)🚶‍♀️同壓力來(lai)🍉接收發料(liao)罐發出的(de)粉煤。
　　高壓(ya)稱重計量(liang)系統主要(yao)包含高壓(yā)标定罐和(hé)重量計量(liàng)系🚶統。該高(gāo)壓标定罐(guan)主要包括(kuo)進料口,出(chū)料口,底部(bù)充壓進氣(qì)🔅口,頂部放(fang)空穩壓口(kou)。重量計量(liàng)系統采用(yòng)壓力傳感(gan)方式計算(suan)整個标定(ding)罐🛀對應的(de)壓力并轉(zhuan)換爲重量(liàng)。标定罐所(suǒ)連接的管(guan)路全部.采(cǎi)用耐⛹🏻‍♀️高壓(yā)軟連接，以(yi)降低硬金(jīn)屬管道應(yīng)力對稱重(zhòng)系統的影(ying)響。重量計(ji)量系統包(bao)含四💰個壓(ya)力傳感器(qì)🔱,選擇四點(diǎn)測量法,均(jun)布⁉️于标定(ding)罐四周,測(ce)量點之間(jiān)成正方形(xing)且位置上(shang)保持水平(píng)。
　　高壓标定(ding)罐通過底(di)部進氣口(kǒu)充壓至與(yǔ)氣化爐相(xiàng)同的壓力(lì),然後等待(dài)接收發料(liào)罐粉煤，當(dang)粉煤由發(fa)料罐發出(chū),沿輸送管(guǎn)道通過進(jin)料口進入(rù)高壓标定(dìng)罐，開啓頂(ding)部穩壓口(kou)調節閥進(jin).行放空，穩(wěn)壓高壓标(biāo)定罐壓力(li),保持壓力(li)⭐不變，模拟(ni)發料罐向(xiàng)🚩氣化爐輸(shū)送過程,當(dang)輸‼️送穩定(dìng)後,通過重(zhòng)量計量系(xì)統記錄标(biao)定罐重量(liàng)的😍變化，标(biao)定罐每小(xiao)🌈時重量的(de)累積🤞量,即(jí)爲粉煤的(de)輸送流量(liang)。通過高壓(ya)稱重計量(liang)系統修正(zhèng)速度和密(mi)度測量值(zhi)☎️,完成對粉(fěn)煤流量計(ji)的在線标(biāo)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻定。
5流量計(ji)對比
　　通過(guo)将電磁場(chǎng)流量計和(hé)電容式流(liu)量計同一(yī)管線串聯(lian)安裝,然後(hòu)對粉煤輸(shu)送流量曲(qu)線進行了(le)對比,如圖(tu)👈1所示🌈。電磁(cí)場流量計(jì)長時間變(bian)化趨勢保(bǎo)持一緻,且(qiě)細節變化(huà)也保持一(yī)緻。

6結論(lùn)
　　電磁場粉(fěn)煤流量計(jì),粉煤密度(du)和速度測(cè)量均采用(yong)電磁場💔測(cè)量🤩技術,屬(shǔ)于非核檢(jiǎn)測技術。通(tōng)過高壓稱(cheng)💛重計量系(xi)統對粉煤(mei)流量計的(de)标定,實現(xian)了粉煤高(gao)壓密相🌈輸(shū)送的準确(que)測量。該測(ce)量技術方(fāng)案是目前(qián)高壓密相(xiàng)輸送工藝(yi)上最爲先(xiān)☁️進的技術(shu)方案,标定(ding)過程簡單(dān),儀器測量(liàng)性能穩定(ding)可靠,使用(yòng)、維護簡單(dan)、方便。

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