德士古氣化爐水煤漿電磁流量計的使用
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1 水煤漿特性及選用電磁流量計的優(yōu)點(diǎn)
由于水煤漿特殊的物理特性，使其測量難度很大。它含有65%左右的極細的煤固體顆粒，再加上輔助添加劑，在高壓工況下，其動(dòng)力黏度高達800～1500mPa·s，介質(zhì)對襯里的擠壓和對電極的沖刷環(huán)境要求電磁流量計傳感器的襯里與測量導管的附著(zhù)性能以及電極的抗噪聲和防滲漏性能有著(zhù)很高的要求，而且水煤漿是非牛頓流體，設計管道流速很低，在1.0m/s左右，而且又有腐蝕性。經(jīng)多年煤化工裝置的運行比較經(jīng)驗證明，采用煤漿電磁流量計測量水煤漿流量是目前唯一可靠的方式。
電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律原理進(jìn)行流量測量的流量計。電磁流量計的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小，可測流量范圍大。最大流量與最小流量的比值一般為100∶1以上，適用的工藝管徑范圍寬，最大口徑可達3m，輸出信號和被測流量成線(xiàn)性，精確度較高，可測量電導率≥1μS/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿的導電流體流量。目前的煤化工行業(yè)中德士古氣化爐中的煤漿流量計大部分設計和選型中都采用的是電磁流量計，但實(shí)際使用效果差異很大，這一問(wèn)題一直是煤化工行業(yè)專(zhuān)業(yè)人員討論的難題。
2 煤漿流量測量中的難點(diǎn)
水煤漿的主要成分是含有60%（質(zhì)量分數）的固體顆粒，經(jīng)過(guò)添加劑作用，正常黏度在800～1500mPa·s范圍之間，介質(zhì)中的固體顆粒對管道沖刷性強，對襯里的耐磨性要求高。
2.1 介質(zhì)流速過(guò)低，測量信號弱，易受干擾
水煤漿流量的滿(mǎn)負荷設計為86t/h，管道直徑為DN200mm。在系統開(kāi)車(chē)半負荷43m3/h煤漿量時(shí)，管道流速只有0.38m/s，即使在滿(mǎn)負荷86m3/h煤漿量時(shí)，介質(zhì)的流速也只有0.76m/s，一般電磁流量計的流速要求為1～10m/s，本身電磁流量計的檢測信號有幾毫伏，而煤漿電磁流量計的流速要求為0.3～2m/s，故煤漿流量計的檢測信號只有零點(diǎn)幾毫伏或更弱。這樣在生產(chǎn)過(guò)程中，介質(zhì)發(fā)生變化或者周?chē)写蟮拇艌?chǎng)都會(huì )產(chǎn)生大的干擾。這就是電磁流量計波動(dòng)的主要原因。
2.2 高壓煤漿泵的影響
氣化爐工作在6.5MPa下，這樣就要求煤漿管線(xiàn)壓力在7.0MPa左右，我公司采用的是德國菲魯瓦的隔膜軟管泵，該泵本身就是一個(gè)脈動(dòng)流。這樣對流量計來(lái)說(shuō)就是一個(gè)大的波動(dòng)。
水煤漿中成分不穩定，特別是鐵屑含量的變化對電磁流量計的干擾非常大。如若煤漿中的鐵屑含量較高，電磁流量計在工作時(shí)其傳感器測量腔內產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì )使金屬顆粒磁化，促使煤漿內的金屬顆粒吸附在測量電極附近，對電極形成極化電壓，會(huì )加大電磁流量計的測量精度并造成增大波動(dòng)量。
3 使用中的經(jīng)驗及改進(jìn)措施
開(kāi)封儀表有限公司的E－MAG型電磁流量計引進(jìn)ABB－KENTTAYLOR電磁流量計技術(shù)，針對水煤漿特性，通過(guò)對電磁流量計傳感器部分進(jìn)行特殊設計、轉換器軟件的開(kāi)發(fā)，對煤漿泵的脈動(dòng)、管線(xiàn)的震動(dòng)及煤漿成分變化等影響流量穩定的因素有了很好改變，以滿(mǎn)足德士古氣化爐對流量計要求。該流量計的流速檢測范圍最低可達到0.1m/s，在氣化爐最低負荷煤漿量43m3/h時(shí)，流速0.38m/s，對流量計影響也很小。電極結構的改變從源頭降低了漿液噪聲干擾，襯里采用了聚氨酯襯里，耐磨性增強，使用一年后對流量計的襯里幾乎無(wú)磨損。
3.1 安裝時(shí)嚴格按照規范安裝
直管段的要求為前5后2，每臺氣化爐3臺流量計，兩臺安裝在去氣化爐爐頭豎直管段上，一個(gè)安裝在氣化爐爐頭煤漿管線(xiàn)水平管道上，其前后直管段均達到了要求；電磁流量計信號比較弱，滿(mǎn)量程時(shí)僅幾毫伏，且流量很小時(shí)，僅幾微伏，外界稍有干擾就會(huì )影響到測量精度。因此，流量計的外殼、屏蔽線(xiàn)、測量導管按規范要求進(jìn)行了接地，并且要單獨設置接地點(diǎn)，不要連接在電機或上、下管道上。流量計傳感器的法蘭須與管道跨接，并可靠接地，保證接地電阻值在10Ω以下，防爆型在1Ω以下；電磁流量計周?chē)粦写蠊β孰娖鞯?，遠離一切磁源。
我公司高壓煤漿泵是德國菲魯瓦公司生產(chǎn)的雙重軟管三缸式隔膜泵，泵本身比雙缸式穩定性要高，出口設置了兩個(gè)軟管隔膜緩沖器，這對消除煤漿量的本身波動(dòng)非常重要，在調節緩沖罐壓力時(shí)將緩沖罐壓力調整為煤漿管線(xiàn)系統壓力的80%，盡量減少煤漿泵對流量波動(dòng)的影響，出口管線(xiàn)上有一個(gè)出口壓力表，如果波動(dòng)很小，就說(shuō)明煤漿量本身波動(dòng)很小，如若振幅很大，就應及時(shí)調整緩沖罐，查看是否氮氣壓力不合適或存在一個(gè)缸不打量等情況，應該及時(shí)處理。
3.2 水煤漿中鐵屑含量高的處理辦法
水煤漿從煤制成水煤漿再進(jìn)入氣化爐經(jīng)過(guò)如下途徑：煤經(jīng)過(guò)輸送皮帶送入氣化煤倉，煤稱(chēng)重給料機進(jìn)行計量，和水、添加劑進(jìn)行一定配比后研磨，生成的水煤漿流入磨機出料槽通過(guò)小煤漿泵送入大煤漿槽待用，在開(kāi)車(chē)時(shí)通過(guò)高壓煤漿泵送入氣化爐。產(chǎn)生鐵屑的主要途徑有煤礦采煤時(shí)產(chǎn)生的磁性金屬、磨煤機磨煤時(shí)鋼棒脫落產(chǎn)生的鐵屑、煤漿槽產(chǎn)生的鐵銹及煤漿輸送管線(xiàn)產(chǎn)生的鐵銹，鐵質(zhì)物體在通過(guò)流量計電極時(shí)，會(huì )有鐵磁性物質(zhì)附著(zhù)在電極附近造成磁場(chǎng)的紊亂，就會(huì )產(chǎn)生大的高頻噪聲干擾，造成流量顯示的大幅波動(dòng)。采取的主要辦法有：在煤輸送皮帶進(jìn)入氣化煤倉前加磁性除鐵器，并按規定定時(shí)清理減少進(jìn)入氣化煤倉的大鐵塊；磨煤機滾筒篩加強巡檢及清洗，避免大的金屬顆粒進(jìn)入煤漿槽；在每次停車(chē)進(jìn)行煤漿管線(xiàn)沖洗時(shí)，首先對電磁流量計停電，以便沖洗掉黏附在電極上的金屬顆粒，開(kāi)車(chē)時(shí)首先對煤漿管線(xiàn)沖洗，將煤漿輸送管線(xiàn)上的鐵銹沖洗干凈，再對煤漿流量計送電。煤漿流量計的波動(dòng)主要出現在第一次開(kāi)車(chē)和系統停車(chē)檢修后的一周時(shí)間內，分析主要原因是煤漿中的金屬固體含量高造成的，在系統運行一周以后，流量計趨于穩定。
3.3 關(guān)于阻尼時(shí)間的調整
在較長(cháng)時(shí)間停車(chē)后進(jìn)行開(kāi)車(chē)就應該加強對煤漿流量計的巡檢和維護力度，可對儀表相關(guān)參數進(jìn)行調整，如儀表波動(dòng)太大可適當延長(cháng)阻尼時(shí)間，避免誤跳車(chē)，在水煤漿成分比較穩定后，可將阻尼時(shí)間調整回正常。煤漿流量計出現問(wèn)題應該查找引起故障的各種原因，直至消除波動(dòng)。不要一味地延長(cháng)阻尼時(shí)間，有些單位將煤漿流量計阻尼時(shí)間調整到30s甚至60s，在煤漿泵發(fā)生故障時(shí)煤漿流量不能及時(shí)反映就會(huì )造成氣化爐過(guò)氧甚至爆炸，這就對安全生產(chǎn)留下了極大的隱患。我公司3臺氣化爐9臺煤漿電磁流量計的阻尼時(shí)間均在8～15s之間，能及時(shí)反映實(shí)際工況，滿(mǎn)足了生產(chǎn)的要求。
4 結語(yǔ)
雖然使用電磁流量計測量煤漿有很多難點(diǎn)，假如使用不當，輕者會(huì )造成流量計在使用過(guò)程中顯示波動(dòng)過(guò)大，重者就會(huì )造成氣化爐頻繁跳車(chē)，甚至生產(chǎn)不能正常進(jìn)行。我們根據現場(chǎng)介質(zhì)情況對相關(guān)儀表參數調整，并對影響流量測量的因素進(jìn)行了整改，這樣流量計的使用情況就非常好，3臺氣化爐儀表趨勢顯示儀表流量比較平穩，流量接近于煤漿泵轉速流量，基本滿(mǎn)足了生產(chǎn)的要求。(end)
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