水煤漿(jiāng)是由60%~70%具有一(yī)定粒度級配(pei)的煤粉和 30%~40%的(de)水及一定量(liàng)添加劑組成(cheng)的混合物[5]。由(you)于分散劑和(hé)穩定❌劑等👅添(tian)加劑的作用(yong),使水煤漿成(chéng)爲一種具有(yǒu)較好流動性(xìng)和穩定🍉性的(de)均勻的液固(gù)兩相流,屬于(yú)非牛頓流體(tǐ)中的賓漢塑(sù)性流體[1][4],俗稱(cheng)漿液。 由于受(shòu)參比流動條(tiao)件(充分發展(zhǎn)的速度分布(bù)、牛頓☔流體、均(jun)勻單㊙️相流體(ti)、穩定流等[2])的(de)限制,絕大多(duo)數推理式流(liu)量計[2]都不适(shi)于這種流體(tǐ)的流量測量(liàng)。

應當特别指(zhǐ)出的是,由于(yu)不同漿液的(de)流變學性質(zhì)💚、化學性質💋和(hé)脈動流情況(kuang)的不同,對電(dian)磁流量傳感(gǎn)器的材料😘、結(jie)構和對🐪電磁(cí)流量轉換的(de)信号處理能(neng)力的要求也(yě)不盡相同。如(rú)果選型或使(shi)⛷️用不當就會(huì)出現各種問(wèn)題。
1電磁流量(liàng)計(以下有時(shí)簡稱“儀表”)在(zai)水煤漿流量(liang)測量中的常(chang)見問題、産🛀🏻生(shēng)原因和解決(jué)方法。
電磁流(liu)量計在水煤(mei)漿的流量測(cè)量中,最常見(jiàn)的問題是儀(yí)表的流量顯(xian)示不穩定,其(qí)主要原因是(shì):
1.1隔膜泵産生(shēng)的脈動流及(ji)解決方法
水(shui)煤漿向氣化(huà)爐輸送時的(de)重要要求是(shi)流量的适🏃♀️度(du)和穩🌈定🈲,以保(bao)證水煤漿的(de)氣化率。例如(ru),根據“德士古(gǔ)”氣化爐的工(gong)藝要😄求,水煤(méi)漿在噴嘴處(chù)的壓力需達(da)到 6~9.6 MPa 以🆚後甚至(zhì)更高。所🌍以,目(mu)前水煤漿都(dōu)是用隔膜泵(bèng),通過活塞的(de)沖程加壓進(jin)行❓輸送,隻要(yào)使用活塞隔(ge)膜泵,打出的(de)流體就必然(ran)會産生脈動(dong),即使在滿🚶負(fù)荷高頻率運(yun)行的情況下(xià),加壓打出的(de)流體的脈動(dong)波動量⛱️也相(xiàng)當大,一般在(zai) 6%~15%。可以根據具(jù)體管線條🔴件(jian),用以下方法(fǎ)(單用🌈或混用(yong))滿足氣化爐(lu)對水煤漿流(liú)量及速度分(fen)布的要求。
(1)方(fāng)法是保證儀(yí)表上遊必要(yào)的管段長度(du),在考慮按照(zhào)電磁流⚽量計(jì)的具體安裝(zhuāng)要求選擇安(ān)裝位置。
(2)在工(gong)藝管道的适(shi)當部位擴徑(jìng)後加适用的(de)流動調整器(qi),可減少上述(shù)直管段長度(dù)至,但會産生(sheng)一定的🌈壓力(lì)損失。
(3)用多隔(ge)膜(目前最多(duo)爲三腔)活塞(sai)泵替代單腔(qiāng)活塞泵,以🚩增(zēng)🌈加脈動頻率(lǜ),減小脈動幅(fú)度。但是,若多(duo)隔膜活塞泵(beng)中的某一個(gè)工作腔出現(xian)故障,就會加(jiā)大流❤️體的脈(mo)動量,而👨❤️👨且每(mei)一個工作腔(qiang)的工作狀态(tài)不能在中央(yāng)控制室進行(háng)監控,隻能反(fǎn)映在儀✂️表的(de)瞬時流量顯(xian)示及輸出信(xìn)号的波動上(shang),要及時檢查(cha)泵的工作情(qing)況,發現異議(yì)後應及時🚶♀️排(pai)除。
另外,在水(shui)煤漿制備及(jí)普通燃燒鍋(guo)爐的加壓輸(shu)送🧑🏽🤝🧑🏻環🈲節采用(yong)的是“螺杆泵(bèng)”,它在不同轉(zhuan)速下所産生(shēng)的脈動流的(de)🈲波動量很小(xiao),一般不會影(yǐng)響儀表對流(liú)量的測量和(hé)控制。
1.2極化現(xian)象的幹擾及(jí)電磁流量計(ji)的選用
在水(shuǐ)煤漿等液固(gu)兩相流的流(liu)量測量中,當(dāng)固體顆粒和(hé)纖🍓維擦🔞過電(diàn)極表面時,與(yu)電極表面的(de)接觸電化學(xue)電勢(即極化(hua)電壓)突然變(biàn)化,造成從傳(chuán)感器輸出的(de)電極檢測信(xìn)号出現尖脈(mo)沖狀的漿液(ye)噪聲幹擾,造(zào)成流量顯示(shì)和💋輸出信号(hào)的波動,波動(dòng)量的大🔅小與(yu)傳感器的勵(lì)磁電流頻率(lǜ)成1/f 的頻譜特(te)性關系。而金(jīn)屬顆粒對🔴電(dian)極的摩擦會(huì)産生嚴重的(de)瞬間尖脈沖(chòng)幹擾。
1.3水煤漿(jiāng)中摻雜金屬(shǔ)物質及鐵磁(cí)性物質産生(sheng)的幹擾和🌈解(jiě)決方法
1.3.1 金屬(shǔ)物質的來源(yuán)
(1)原煤本身含(han)有金屬物質(zhì)成分;
(2)開采過(guò)程:在煤炭的(de)開采過程中(zhōng)難免與采掘(jue)設備摩擦、碰(peng)撞摻📐入各種(zhong)金屬殘屑;
(3)制(zhi)漿過程:原煤(méi)通過輸送帶(dài)送至棒磨機(ji)或球磨機與(yu)造紙🌏廢液、甲(jiǎ)醇廢液等添(tiān)加劑混合進(jin)行研磨,制成(cheng)煤粉含量爲(wei)60%~70%、密度爲 1250~1286 kg/m3、動力(li)粘度爲 700~3000cP 的水(shui)煤漿。在水煤(méi)漿的磨制過(guo)程中,也會摻(chan)入與球磨機(jī)墨棒碰撞磨(mó)落的金💃🏻屬顆(kē)粒;
(4)内管壁氧(yǎng)化:水煤漿向(xiang)氣化爐(或燃(ran)燒爐)的輸送(song)管道一般采(cai)用 20 号鋼,在停(ting)機期間,内管(guan)壁會産生氧(yǎng)化層 - 鐵鏽,當(dāng)再次開機時(shí),由于水煤漿(jiang)對管道内壁(bi)的摩擦作用(yòng)使氧化層磨(mó)落爲氧化鐵(tiě)屑混入水煤(méi)漿中。
(5)其它原(yuan)因。水煤漿中(zhōng)摻雜的這些(xie)金屬顆粒不(bú)但會産生🔞上(shàng)述🚩嚴重的瞬(shun)間尖脈沖幹(gàn)擾,還會造成(chéng)活塞🥰泵及其(qí)它😄設備的磨(mo)損。更🤞爲嚴重(zhong)的是,其中的(de)鐵磁👅性物質(zhì)會對儀表産(chan)生更加嚴重(zhong)的幹🐕擾。
1.3.2 鐵磁(cí)性物質産生(shēng)的幹擾
電磁(cí)流量計工作(zuo)時,傳感器測(ce)量管内産生(sheng)的磁場會使(shi)😄金屬💔顆粒中(zhong)的鐵磁性物(wù)質磁化,單獨(dú)或與污🌈垢及(ji)其它金屬🐇成(chéng)分混合✂️貼附(fù)在傳感器電(diàn)極及周🔴圍的(de)襯💃裏上,影響(xiǎng)電磁流量計(ji)工作磁場的(de)穩定。金屬成(cheng)分會🍓使兩電(diàn)極間的絕緣(yuan)電阻發生變(biàn)化,絕緣電阻(zǔ)減小則信号(hào)減弱;若金屬(shu)物質導通兩(liǎng)個電極就會(hui)産生短路而(er)沒有信号;當(dang)吸附在電極(ji)和襯裏✊上的(de)鐵磁性物質(zhì)被流體沖刷(shua)脫落時,又會(hui)使極化電壓(yā)突然減少,造(zao)成儀表顯示(shì)的突然波動(dòng);若鐵磁性物(wu)質及🐇其它金(jin)屬物💞質摻雜(za)🍉在流體中,則(ze)會使磁場增(zēng)強信号增大(da)。
1.3.3 解決方法
(1)最(zui)好在水煤漿(jiāng)制做的末道(dào)工序進行磁(cí)過濾;
(2)最好采(cǎi)用不鏽鋼輸(shū)送管道;
(3)根據(jù)具體情況定(ding)期或不定期(qī)的對電磁流(liú)量傳感器進(jìn)行檢查清理(lǐ);
(4)選用适合的(de)原煤或水煤(mei)漿。
1.4絕緣性沉(chen)積結垢對測(ce)量的影響及(jí)解決方法
若(ruo)絕緣性沉積(jī)結垢覆蓋電(diàn)極表面,則測(cè)量信号會被(bèi)斷路。可根🔴據(jù)具體情況定(ding)期或不定期(qi)的對電極表(biǎo)面進行檢查(chá)清理。
1.5氣泡對(duì)測量的影響(xiǎng)及解決方法(fa)
水煤漿中若(ruò)含有氣泡會(hui)對測量造成(chéng)影響,嚴重的(de)還會造🎯成空(kōng)管報警,促使(shi)4~20mA 信号回零。
長(zhang)期實用表明(míng),E- Mag 漿液型電磁(ci)流量計具有(yǒu)解決這一✏️問(wèn)題✨的♉明顯優(you)勢,它具有以(yǐ)下特點:
(1)E- Mag 漿液(ye)型電磁流量(liàng)計的 SMART(智能)轉(zhuan)換器采用專(zhuan)有的漿液型(xing)E- MagMaster 電❌磁流💜量計(jì)校驗設置數(shu)據軟件;采用(yòng)新穎的勵磁(ci)方式,功耗低(dī),零點穩定,精(jīng)度高,反應速(sù)度快;具有自(zì)檢和自診斷(duan)功能;流量範(fàn)圍可達 1500:1;采用(yòng) SMT(表面安裝)技(jì)術等優點。
(2)新(xin)穎的勵磁方(fāng)式:高頻勵磁(ci)具有很強的(de)抑制“漿液🍓噪(zào)聲”的📱能力,低(dī)頻勵磁又有(yǒu)零點穩定等(děng)優點。因此🏃,E- Mag漿(jiang)液型電磁流(liu)量計能夠有(you)效地解決在(zài)測量水煤漿(jiang)等導電性液(ye)固兩相流中(zhōng)造🧡成的瞬時(shí)流量顯示及(jí)輸出信号波(bo)動的問題。
(3)檢(jiǎn)測電極采用(yong)不鏽鋼塗覆(fù)碳化鎢。該材(cái)質即耐磨☀️又(yòu)能🏃🏻解⭕決🈚“電🔴化(huà)學幹擾噪聲(sheng)”造成的流量(liàng)信号波動問(wen)題🏒。對于工作(zuo)壓力小于4 MPa 的(de)電極結構采(cai)用内插式㊙️,對(duì)于工作壓力(li)大于 4MPa 的電極(jí)結🌈構采用🧑🏾🤝🧑🏼外(wài)插式。
(4)襯裏采(cai)用耐磨的聚(ju)氨脂材料并(bing)經過特殊工(gōng)藝處理成型(xing)。
(5)采用進/出口(kǒu)保護法蘭:流(liu)量計本體法(fǎ)蘭和工藝管(guan)🍓道法蘭安裝(zhuang)夾緊後,水煤(mei)漿對聚氨脂(zhi)襯裏在流量(liàng)計本體法蘭(lán)外密封面上(shang)👣“翻邊拐角”處(chu)的變形部分(fen)産生磨損,10~20天(tiān)聚氨
脂襯裏(lǐ)将逐步撕裂(lie)脫落造成傳(chuan)感器報廢。而(ér)采用在流💜量(liang)計本體法蘭(lán)内安裝特殊(shu)結構的進/出(chu)口保護法蘭(lan)的💃方法就能(neng)❤️完全解決這(zhe)一問題。
(6)傳感(gan)器内壁采取(qu)燕尾槽結構(gòu)設計,以避免(miǎn)氣化爐停車(che)♊後形成的負(fù)壓造成襯裏(li)鼓泡甚至撕(si)裂。
(7)傳感器經(jing)多次打壓檢(jian)查電極絕緣(yuan)強度。
(8)根據氣(qì)化爐的工藝(yì)特點采取三(sān)台電磁流量(liàng)計配組串聯(lián)校驗。以保證(zheng)其精度的一(yī)緻性。
需要說(shuō)明的是,流量(liàng)是否穩定是(shì)由儀表顯示(shì)的,儀💔表顯示(shì)的流🐅量不穩(wěn)定除上述原(yuan)因外,時間常(cháng)數的設定隻(zhi)是一個非實(shí)質性原因。電(dian)磁流量計的(de)時間常數可(kě)在 1~100 秒的範圍(wei)内分段設定(ding),時間💘常數設(shè)定的越短,儀(yí)表對流體的(de)脈動就越🌂敏(min)感,隻要流體(tǐ)的脈動量能(néng)夠滿足氣化(huà)爐工藝條件(jian)的要求,就可(kě)以把儀表的(de)時間🎯常🌐數設(shè)定在适當範(fàn)圍,消除或減(jian)少脈動顯示(shì),以便進行脈(mò)動變化的監(jian)測。
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