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(chéng)的混合物[5]。由(you)于分散劑和(hé)穩定劑等添(tian)加劑的作用(yòng),使水煤漿成(cheng)爲一種具有(you)較好流動性(xìng)和穩定性的(de)均勻的液固(gu)兩相流,屬于(yu)非牛頓流體(ti)中🏒的賓漢塑(sù)性流體[1][4],俗稱(cheng)漿液。 由于受(shou)參比🧡流動條(tiáo)件(充🈲分發展(zhan)的速度分布(bu)、牛頓流體、均(jun)勻單相流體(tǐ)、穩定流等[2])的(de)限制,絕大多(duo)數推理式流(liú)量計[2]都不适(shì)于這種流體(tǐ)的流量測量(liang)。

應當特别指(zhi)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(kuàng)的不同,對電(dian)磁流量傳感(gǎn)器的材料、結(jié)構🛀🏻和對電磁(ci)流量轉換的(de)信号處理能(néng)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(liang)計(以下有時(shí)簡稱“儀表”)在(zài)水煤漿流量(liang)測量中的常(chang)見問題、産生(sheng)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(jian)的問題是儀(yi)📱表的流量顯(xian)示不穩定,其(qí)主要原因是(shi):
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(hua)爐輸送時的(de)重要要求是(shi)流量的适度(dù)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(gōng)藝要求,水❌煤(méi)漿在噴嘴處(chu)的壓力需達(dá)到 6~9.6 MPa 以✂️後甚至(zhì)🌈更高。所以,目(mù)前水煤漿都(dou)是用隔膜泵(beng),通過活塞的(de)沖程⭐加壓進(jìn)行👄輸送,隻要(yao)使用活塞🚩隔(ge)膜泵,打出的(de)流體就必然(ran)會産生脈動(dòng),即使在滿負(fù)荷高頻率運(yùn)行的情況下(xia),加壓打出的(de)流體的脈動(dòng)波動量也相(xiang)當大,一般在(zai) 6%~15%。可以根據具(ju)體管線條件(jian)🈲,用以下方法(fa)(單用☎️或混用(yòng))滿足氣化爐(lú)✌️對水煤漿流(liú)量及速度分(fèn)布的要求。
(1)方(fang)法是保證儀(yí)表上遊必要(yao)的管段長度(du),在考慮按♌照(zhao)電磁💋流🔞量計(ji)的具體安裝(zhuāng)要求選擇安(an)裝位置。
(2)在工(gōng)藝管道的适(shì)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(li)🌂損失。
(3)用多隔(ge)膜(目前最多(duō)爲三腔)活塞(sāi)泵替代單腔(qiāng)活塞👉泵,以增(zēng)加🈲脈動頻率(lü),減小脈動幅(fú)度。但是,若多(duo)隔膜活塞泵(bèng)中的某一個(gè)工作腔出現(xiàn)故障,就會加(jiā)大流體的脈(mò)動量,而且每(měi)一個工作腔(qiāng)的工作狀态(tài)不能在中央(yang)控🐇制室進行(háng)監控,隻能㊙️反(fan)映在儀表的(de)瞬時流量顯(xian)示及輸出信(xin)号的波動上(shàng),要及時檢查(cha)泵的工作情(qíng)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(shū)送環節采用(yong)的是“螺杆泵(beng)”,它在不同轉(zhuǎn)速下所産生(sheng)的🌍脈動流的(de)波動量很小(xiǎo),一🚶般不會影(yǐng)響儀表對流(liu)量❗的測量💚和(he)控制。
1.2極化現(xiàn)象的幹擾及(ji)電磁流量計(ji)的選用
在水(shui)煤漿等液固(gu)兩相流的流(liu)量測量中,當(dang)固體顆粒和(hé)纖維擦過電(diàn)極表面時,與(yǔ)電極表面的(de)接觸電💞化學(xue)電勢(即極化(hua)電❗壓)突㊙️然變(bian)化,造成從傳(chuan)感器輸出的(de)電極檢測信(xìn)号出現尖脈(mo)沖狀的漿液(yè)噪聲幹✂️擾,造(zao)成流📱量顯示(shì)和輸出信号(hao)的波動,波動(dong)量的大❄️小與(yu)傳感器的勵(li)磁電流頻率(lǜ)成1/f 的頻🏒譜特(tè)性關系♋。而金(jin)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(jiang)中摻雜金屬(shu)物質及鐵磁(ci)性物質産生(shēng)的幹擾和解(jie)決🈲方法
1.3.1 金屬(shu)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(guo)程:在煤炭的(de)開采過程中(zhōng)難免與采掘(jue)設備摩擦、碰(pèng)撞㊙️摻入各種(zhǒng)金屬殘屑;
(3)制(zhì)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(jia)醇廢液等添(tian)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(guò)程中,也⭕會摻(chān)入💰與球磨機(jī)墨棒碰撞磨(mó)落的金屬顆(ke)粒;
(4)内管壁氧(yang)化:水煤漿向(xiang)氣化爐(或燃(rán)燒爐)的輸送(song)管👉道一般采(cai)用 20 号鋼,在停(tíng)機期間,内管(guǎn)壁會産生氧(yang)化層 - 鐵鏽,當(dang)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(tie)屑混入水煤(mei)漿♍中。
(5)其它原(yuán)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(shùn)間尖脈沖幹(gàn)擾,還會造成(cheng)活塞泵及其(qi)它設備🤩的磨(mó)💯損。更爲嚴重(zhong)的是,其中的(de)鐵磁性物質(zhi)會對儀表産(chǎn)生♉更加嚴重(zhòng)的幹擾。
1.3.2 鐵磁(ci)性物質産生(shēng)的幹擾
電磁(ci)流量計工作(zuo)時,傳感器測(ce)量管内産生(shēng)的磁場會使(shǐ)金屬顆🌈粒中(zhōng)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(fu)在傳感器電(diàn)極及周圍的(de)襯裏上,影📞響(xiǎng)電磁流量計(jì)工作磁場的(de)穩定。金屬成(cheng)分會使兩電(dian)極間的絕緣(yuán)電阻發生變(biàn)化,絕緣電阻(zu)減小則信号(hao)減弱;若金屬(shu)物質導通兩(liǎng)個電極就會(huì)産生短路而(ér)沒有信号;當(dāng)吸附在電極(jí)和💚襯裏上的(de)鐵磁🔞性物質(zhi)被流體沖刷(shua)脫落時,又會(huì)使極化電壓(yā)突然減少,造(zao)成儀表顯示(shi)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(dà)。
1.3.3 解決方法
(1)最(zuì)好在水煤漿(jiāng)制做的末道(dao)工序進行磁(cí)過濾;
(2)最好采(cai)用不鏽鋼輸(shu)送管道;
(3)根據(jù)具體情況定(dìng)期或不定期(qī)的對電磁流(liú)量傳感器進(jìn)行檢✨查清理(li);
(4)選用适合的(de)原煤或水煤(mei)漿。
1.4絕緣性沉(chén)積結垢對測(ce)量的影響及(ji)解決方法
若(ruò)絕緣性沉積(jī)結垢覆蓋電(diàn)極表面,則測(ce)量信号會被(bei)🔱斷路。可💯根據(ju)具體情況定(dìng)期或不定期(qī)的對電極🔴表(biao)面進行檢查(cha)清理。
1.5氣泡對(dui)測量的影響(xiǎng)及解決方法(fǎ)
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(kong)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(wen)🌈題的明顯優(yōu)勢,它具有以(yi)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(zhuān)有的漿液型(xíng)E- MagMaster 電磁‼️流量計(ji)校驗設置數(shù)據軟件;采用(yong)新穎的勵磁(cí)方式,功耗低(di),零點穩定,精(jīng)度高,反應速(sù)度快;具💋有自(zì)檢和自診♌斷(duàn)功能;流量範(fan)💚圍可達 1500:1;采用(yòng) SMT(表面安裝)技(ji)術等☁️優點。
(2)新(xin)穎的勵磁方(fang)式:高頻勵磁(ci)具有很強的(de)抑制“漿液噪(zào)聲”的能力,低(di)頻勵磁又有(you)零點穩定等(deng)優點。因此,E- Mag漿(jiang)液型電磁流(liu)量計能夠㊙️有(yǒu)效地解決在(zài)測量水煤漿(jiāng)等導電性液(yè)固兩相流中(zhōng)造👨❤️👨成的瞬時(shi)流量顯示及(ji)輸出信号波(bō)動的問題。
(3)檢(jian)測電極采用(yòng)不鏽鋼塗覆(fu)碳化鎢。該材(cái)質即耐磨✌️又(you)⛷️能解決👄“電化(huà)學幹擾噪聲(shēng)”造成的流量(liàng)信号波動問(wen)題。對于工作(zuò)💰壓力✨小于4 MPa 的(de)電極結構采(cai)用内插式,對(dui)于工作壓力(lì)大于 4MPa 的電極(jí)結⭐構采用外(wai)插式。
(4)襯裏采(cǎi)用耐磨的聚(jù)氨脂材料并(bìng)經過特殊工(gong)藝處💰理成型(xíng)。
(5)采用進/出口(kǒu)保護法蘭:流(liú)量計本體法(fa)蘭和工藝管(guan)道法🔞蘭安裝(zhuang)夾緊後,水煤(mei)漿對聚氨脂(zhī)襯裏在流量(liang)計本體法蘭(lán)外密封面上(shàng)“翻邊拐角”處(chu)的變形部分(fèn)産生磨損,10~20天(tiān)聚氨
脂襯裏(li)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(shū)結構的進/出(chu)口保護法蘭(lán)的🐕方法就能(néng)完全解決這(zhe)一問題。
(6)傳感(gǎn)器内壁采取(qǔ)燕尾槽結構(gou)設計,以避免(miǎn)氣化爐停車(che)後🧡形成的負(fu)壓造成襯裏(li)鼓泡甚至撕(sī)裂。
(7)傳感器經(jīng)多次打壓檢(jiǎn)查電極絕緣(yuán)強度。
(8)根據氣(qi)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(zhèng)其精度的一(yi)緻性。
需要說(shuo)明的是,流量(liang)是否穩定是(shì)由儀表顯示(shì)的,儀表顯示(shi)🌈的流量不穩(wěn)定除上述原(yuan)因外,時間常(cháng)數的⁉️設定隻(zhī)是一個非實(shi)質性原因。電(diàn)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(dìng),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(ti)的脈🏃♀️動量能(neng)夠滿🏒足氣化(hua)爐工藝條件(jian)的要求,就可(ke)以把儀表的(de)時間常數設(shè)定在适當範(fan)圍,消除或減(jiǎn)少脈動顯示(shì),以便進行脈(mo)動變化的監(jiān)測。
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