粉煤質(zhì)量流量計的選型及應用

作者：時(shí)間：2013-10-08 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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對于采用高濃相輸送技術(shù)的煤粉輸送，煤粉流量的精確計量對氣量的消耗、系統的順暢運行及設備、管道等的維護以及驗證整個(gè)系統的濃相輸送等相關(guān)指標、調控輸送量等工藝參數具有重要的作用和意義。在粉煤加壓氣化裝置的流程控制中，煤粉密度、流速的測量是整個(gè)輸煤系統的重中之重。我國近年來(lái)引進(jìn)的荷蘭殼牌公司的Shell粉煤加壓氣化技術(shù)中，粉煤質(zhì)量流量計一直采用美國熱電提供的核密度計與速度計?？疾靽鴥韧?lèi)設備的使用情況，其測量的準確性需要靠經(jīng)驗數據來(lái)調整，采集經(jīng)驗數據最少需要2~3個(gè)月時(shí)間，煤粉標定時(shí)間周期較長(cháng)，而且其速度計響應時(shí)間較慢，在濮陽(yáng)航天爐的生產(chǎn)過(guò)程中，這種現象已得到驗證。而采用德國斯威爾的微波技術(shù)的流量計調校比較簡(jiǎn)單，調試時(shí)間大約一周，測量能滿(mǎn)足工藝要求。在航天爐項目的建設中，濮陽(yáng)龍宇化工有限責任公司氣化裝置的每根煤粉管線(xiàn)上采用了2套美國熱電流量計和1套SWR流量計同時(shí)測量，在滿(mǎn)足工藝要求的同時(shí)，也驗證了在同樣工況下，兩個(gè)廠(chǎng)家的流量計在煤粉流量計量上的準確度和可靠性。安徽臨泉在航天爐裝置的每條煤粉管線(xiàn)上采用了2套SWR流量計，在煤粉的計量和控制中得到了很好的應用。

1 SWR（斯威爾）流量計

1.1 測量原理

SWR生產(chǎn)的DensFlow流量計是專(zhuān)門(mén)針對氣固兩相流而開(kāi)發(fā)的測量?jì)x器，適用于濃相或超濃相輸送工藝，通過(guò)在測量管中產(chǎn)生一個(gè)高頻、交流、均勻的電磁場(chǎng)來(lái)測量固體物料通過(guò)管道截面的平均流速和濃度，從而計算出固體物料在管道中的流速（m/s）、濃度（kg/m3）、質(zhì)量流量（kg/h或t/h），并且輸出對應上述測量值的3路獨立的4~20mA電流信號。

流量、密度、流速的測量一體化，大大提高了測量的精度。

DensFlow固體物料密度值的測量是需要校準和標定的，因為該儀器可以測量濃相、超濃相輸送的所有固體顆?；蚍蹱钗锪?，而不同物料的堆積密度是不同的，所以必須實(shí)際標定輸送物料的濃度值。正常的準確度為±1%～±3%，系統均勻穩定的噴吹狀態(tài)下可以達到小于±1％的測量及控制準確度。

在現有濃相、超濃相輸送技術(shù)條件下，有以下幾種標定方法可以使用：

（1）使用SWR的專(zhuān)用測試棒標定；也可訂購S(chǎng)WR流量在線(xiàn)標定系統來(lái)進(jìn)行標定。

（2）用戶(hù)在安裝儀器前，在車(chē)間將固體流量計垂直放置在敞開(kāi)容器后通電預熱，15min后將被測固體物料放入測量管內進(jìn)行標定。

（3）用戶(hù)在安裝儀器后，通電預熱15min，并將流量計內置累積器清零后開(kāi)始正常的物料輸送，通過(guò)儀器累計的物料質(zhì)量流量值與現有儀器的顯示值比較，然后將修正系數輸入儀器。

（4）用戶(hù)在安裝儀器后，通電預熱15min，并將流量計內置累積器清零后開(kāi)始正常輸送物料，通過(guò)儀器累計的物料質(zhì)量流量值與每天/每周/每月的物料消耗量比較，然后將修正系數輸入儀器。

1.2 標定過(guò)程的修正方案

影響流量計測量結果的因素為壓力、懸浮密度、溫度，其中壓力的影響因素很穩定，經(jīng)過(guò)現場(chǎng)的觀(guān)察和計算，壓力的影響為0~5MPa，影響零點(diǎn)漂移為0.4%~0.5%；濃度的影響只與傳感器特性有關(guān)；溫度的影響，安徽臨泉和濮陽(yáng)由于安裝位置的不同，產(chǎn)生的影響大小有所不同，但是觀(guān)察在溫度變化不大的環(huán)境下，對流量計檢測的影響很小。針對這3個(gè)影響因素的修正方案如下：

（1）濃度修正方案。DCS計算方程如下：

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密度的修正曲線(xiàn)如圖1所示，橫坐標代表密度（kg/m3），縱坐標代表修正系數。

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圖1 密度修正曲線(xiàn)

（2）壓力修正。壓力影響實(shí)際顯示濃度值，隨著(zhù)壓力的增加影響值逐漸減少。對應著(zhù)0~5MPa的壓力變化，零點(diǎn)漂移為0.4%~0.5%。

壓力修正公式為：

f（p）=1.7P

式中，f（p）為經(jīng)過(guò)修正后的管道壓力；p為流量計附近壓力取樣點(diǎn)壓力；P為實(shí)測的管道壓力。

（3）溫度修正。溫度對于傳感器的影響直接反映到傳感器的軸向應力上。對于臨泉和濮陽(yáng)現場(chǎng)出現的溫度影響不一致的原因，經(jīng)分析和現場(chǎng)的安裝位置有關(guān)。當溫度變化不是很大的情況下，基本可以忽略此參數的影響。

（4）總修正方案。

DCS最后修正方程為：

A=（原始密度-f2（P）+f3（T））

DCS顯示密度=f1（A）·A·K2·K3

式中，K2為管道系數；K3為煤種系數，針對每根管道單獨進(jìn)行標定；f1（A）為傳感器的特征方程。

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