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煤漿流量計在德士古氣化爐中的應用問(wèn)題探討
作者：
時(shí)間：2013-10-26
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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引言
隨著(zhù)煤化工項目在國內的不斷開(kāi)展，德士古氣化爐煤漿流量計的應用越來(lái)越廣泛。作為本文應用背景的兩個(gè)甲醇項目都采納德士古氣化爐工藝，煤漿濃度在62%（wt/wt）左右、平均粒度約31μm、管道為DN150、壓力等級600lbs、產(chǎn)能200000t。但自投產(chǎn)以來(lái)，原進(jìn)口流量計運行效果一直不能令人滿(mǎn)意，時(shí)常出現大幅度波動(dòng)，豎管流量計波動(dòng)更為頻繁，有時(shí)橫管流量計也一起波動(dòng)。這容易導致誤跳車(chē)，給企業(yè)帶來(lái)很大的損失，也大幅度增加了相關(guān)部門(mén)的勞動(dòng)強度。
針對因煤漿流量計波動(dòng)而導致跳車(chē)事故這一問(wèn)題，對煤漿流量計的波動(dòng)原因進(jìn)行了分析，采用上海威爾泰生產(chǎn)的特殊結構傳感器和新一代交流勵磁轉換器，有效地預防了因波動(dòng)而引起的跳車(chē)事故，取得了預期的應用效果。
1 波動(dòng)原因分析
根據電磁流量計的原理和相關(guān)文獻以及長(cháng)期應用經(jīng)驗可知，流場(chǎng)波動(dòng)的根本原因取決于電磁流量計測量管內流體的流場(chǎng)和流態(tài)［1］。DN150測量管的流量與流速對應關(guān)系如表1所示。正常生產(chǎn)時(shí)，流量一般為25m3/h左右，對應的流速只有0.4m/s。流體流速低，而煤漿濃度高達60%以上，這容易導致管道中的流場(chǎng)處于不穩態(tài)，且豎管和橫管的不穩態(tài)是不同的［2］。 
在豎管中，中心的流速比較快，四周的流速比較慢，這使管壁表面附著(zhù)一層流動(dòng)很慢的煤漿。如果這個(gè)附著(zhù)層慢到幾乎不動(dòng)，而且比較厚，就蓋住了電極，轉換器的流量輸出就會(huì )下降，甚至下降到零。由于煤漿泵的工作方式是脈動(dòng)的，煤漿管線(xiàn)也有振動(dòng)，再加上豎管很高，所以附著(zhù)在內管壁的煤漿處于不穩定的狀態(tài)，管道內會(huì )時(shí)不時(shí)地發(fā)生類(lèi)似雪崩的現象，而且這種雪崩現象不一定只有一處。煤漿流動(dòng)狀態(tài)示意圖如圖1所示。如果這種雪崩現象發(fā)生在流量計的測量管內，就會(huì )引起轉換器輸出的波動(dòng)。由“雪崩”導致的輸出波動(dòng)周期比較快，阻尼時(shí)間加大，可以起到一定的平穩作用。 
圖1 煤漿流動(dòng)狀態(tài)示意圖
在生產(chǎn)過(guò)程中，最難處理的是另外一種波動(dòng)。該波動(dòng)周期很慢，但幅度很大，大到足以引起跳車(chē)。要把這種現象解釋清楚，就需要引進(jìn)權重函數的概念［3－6］。粗略地說(shuō)，權重函數給出了不同位置的流體切割磁力線(xiàn)所產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢對電極信號的貢獻率。權重函數示意圖如圖2所示。 
圖2 權重函數示意圖
圖2以中心點(diǎn)權重為1，給出了電極平面的權重函數分布。由圖2可知，越接近電極，權重最大；反之，沿導管轉90°，權重最小。
電極平面煤漿流速的兩種分布情況如圖3所示，其權重函數的分布與圖2相同。
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