[摘(zhāi)要]通過粉煤(mei)流量計 在氣(qì)流床氣化的(de)實際應用,以(yǐ)及在使用前(qian)利用标定罐(guan)稱重🌍計量系(xì)統正确标定(dìng),證明了粉煤(mei)流量計在高(gāo)壓密相輸🏃‍♂️送(sòng)工況條件下(xià)計量的可行(hang)性,同時粉煤(mei)流量計在實(shi)際質量流量(liàng)的計量🎯中具(ju)有無核輻射(she)、操作🔞維護簡(jiǎn)單、反應靈敏(min)、數據可靠等(deng)優點。
1引言
　　氣(qì)流床煤氣化(hua)技術是潔淨(jing)煤利用的關(guān)鍵技術,其按(an)照進🐅料方式(shì)不同,可分爲(wei)水煤漿氣化(hua)與幹粉氣✌️化(huà)。水煤漿🧡氣流(liú)床氣化技術(shu)相對成熟,但(dan)粉煤氣流💃🏻床(chuang)氣化爐具有(you)高碳轉化率(lǜ)、良好的煤種(zhong)适應性、有效(xiao)氣成分高、氧(yang)耗與煤耗低(di)等優勢,因此(cǐ)粉煤氣化技(jì)術的應用前(qián)景被看好。
　　目(mù)前，已有的粉(fen)煤氣化工業(yè)裝置隻實現(xiàn)了粉煤在中(zhōng)⁉️低壓下🈲的加(jiā)壓及穩定密(mi)相輸送，因而(ér)實現粉煤在(zai)更高壓力下(xià)加壓📞及密相(xiang)輸送,将是一(yi)個工程難題(tí),其中如何準(zhun)确計量♋煤粉(fen)輸送流量至(zhì)關重要,關系(xi)到實驗數據(ju)的采集、分析(xi),對✂️實驗的準(zhun)✊确性和真💋實(shí)性起決定作(zuò)用。
2粉煤流量(liàng)測量
　　煤化工(gōng)工藝中,準确(què)、實時監測個(ge)煤粉管線内(nèi)煤粉🔴輸運狀(zhuang)态,對确保氣(qi)化爐各噴嘴(zuǐ)均勻進煤,維(wei)持氣化爐💃反(fan)應穩定,避免(miǎn)氣化爐溫度(du)波動，以及确(que)保氣😘化爐生(sheng)産效率🐕。
　　粉煤(mei)流量計的測(cè)量通常都是(shì)采用積算的(de)方式進行粉(fěn)煤流量實時(shí)在線測量,需(xu)要先測量出(chū)粉煤在🎯管道(dao)内的實時流(liú)速、密度,由計(jì)算公式(1),實時(shí)計算出粉煤(méi)流量。
流量=流(liu)速x密度x管道(dào)橫截面積.??? (1)
　　對(dui)于粉煤密度(du)的測量，有核(hé)射線檢測技(jì)術和非核檢(jiǎn)測技.術兩類(lèi)。
　　兩類測量技(ji)術的精度均(jun1)能滿足生産(chan)需求，但是有(you)核射線檢測(ce)儀器帶有放(fàng)射源,屬于國(guo)家管制類設(shè)🌈備,購買、使用(yòng)、維護、報廢處(chu)🌈理複雜、成本(ben)高、管理責任(ren)重大。所以在(zài)滿足生産要(yào)求的情況下(xia),一-般采用非(fei)核檢測技術(shu)。
　　對于粉煤速(su)度測量,通常(cháng)有靜電測量(liang)技術、電容測(cè)量👈技✊術。
　　靜電(dian)測量技術通(tong)過對煤粉在(zai)管道中運動(dòng)時，相互摩擦(ca)産生的靜電(dian)荷信号分析(xī),來計算煤粉(fěn)的運動速度(dù)。其速度測量(liang)結果的穩定(ding)性取決于靜(jing)電荷信🏒号的(de)大小，及其容(rong)易受到現場(chang)🧡工況的影響(xiang),如:粉煤的粒(li)徑、溫度、濕度(du)、運動速度等(děng),測量結果穩(wen)定性差。
電容(róng)測量技術是(shi)在管道壁兩(liǎng)側布置- -對電(diàn)容極闆，把煤(méi)粉看作🍉電容(róng)極闆間的電(diàn)介質，通過分(fèn)析等效💚的電(dian)🌈介質變化來(lai)分析粉煤流(liú)體信息的變(bian)化,從而測量(liàng)粉煤的運♉動(dong)速度。其穩定(dìng)性比靜☀️電測(cè)量技術稍好(hǎo)。
　　本裝置采用(yong)電磁場測量(liang)技術，是通過(guò)在管道一側(ce)壁主動發射(shè)電磁波,電磁(cí)波穿透管道(dao)煤粉後到達(da)另一側壁的(de)接🐕收器，在穿(chuan)透過程中,把(bǎ)煤粉流态信(xin)息攜帶出來(lái),進一步分💛析(xī)之後,計算出(chu)粉煤的運動(dong)♈速度。由于該(gai)技術主動發(fā)射能量恒定(ding)的電磁波,因(yīn)此,測量結果(guo)不受現場工(gōng)況變化的影(yǐng)響,測量的穩(wen)定性最佳。電(diàn)磁場粉煤流(liú)量計是專門(mén)針對氣㊙️固兩(liǎng)相流而開發(fā)的測量儀表(biǎo),該測量儀适(shì)用于密相輸(shu)✉️送工藝,通過(guo)在測量🐉管中(zhōng)産生一個高(gāo)頻🌏、交流、均勻(yún)的電磁場🈲來(lai)測量固體物(wù)料通過管道(dào)截面的平均(jun)流速和濃度(dù)，從而計算出(chu)固體物料在(zai)管道中的流(liú)速(m/s)、濃度(kg/m')、質量(liang)流量(kg/h或th),并且(qiě)輸出對應上(shang)述測量值的(de)三路獨立的(de)4~20mA電流信号。
3高(gāo)壓密相輸送(song).
　　粉煤密相輸(shu)送是利用高(gāo)壓氣體(氮氣(qì)或者二氧化(hua)碳📞)作爲✌️輸送(song)動力,推動粉(fen)煤實現氣固(gu)兩相流動。密(mì)相輸送管道(dào)中固體物料(liào)幾乎呈聚集(ji)堆積狀态,管(guǎn)道中氣流的(de)速度很低,粉(fen)粒的流動不(bú)是依靠氣流(liu)的動壓裹⛷️挾(jiā)，而是靠氣體(tǐ)靜态的擠壓(yā)将物料沿管(guan)路輸送。
本工(gong)業裝置爲粉(fen)煤氣流床氣(qì)化工藝，密相(xiang)輸送系統核(he)心設備爲高(gao)壓發料罐。發(fā)料罐從頂部(bù)進料,底部充(chōng)壓,底部出料(liao)。發👄料罐将充(chong)壓口設在錐(zhuī)體底部，充壓(ya)的同時還能(néng)使粉😘體充分(fen)流化，充壓結(jié)束後形成疏(shu)松的堆積狀(zhuang)态♻️,發料順暢(chàng),避免密相輸(shu)送管路堵塞(sai)風險。
　　密相輸(shū)送過程可分(fèn)爲充壓,穩壓(yā),輸送三個步(bu)驟。充壓時👈,高(gāo)❌壓氮氣通過(guo)發料罐底部(bu)充壓口進入(rù)發料罐,對發(fa)料罐進行快(kuài)速充壓,同時(shí)對罐内粉煤(méi)充分流化。當(dāng)發料罐壓力(li)略低于設定(ding).輸送壓力時(shi),停止🌈充壓。高(gāo)壓氮氣通過(guo)發料罐頂部(bù)的穩壓口進(jin)入發📞料罐,通(tōng)過穩壓調節(jie)閥控制氣量(liàng),緩慢充壓至(zhì)設定輸送壓(ya)力,保證發料(liào)罐與氣化爐(lú)的壓差穩定(dìng)在設定壓差(cha)。輸送壓差穩(wen)定後,發料罐(guàn)出口管道通(tōng)入少量的輸(shū)送氣,同時開(kai)啓發料罐底(dǐ)部的切斷閥(fa),粉煤在輸送(song)氣的引導下(xia)進入輸送管(guan)道,以壓差爲(wei).動力,克服自(zi)身重力和管(guǎn)道摩🌂擦,從發(fa)料罐底部出(chū)發,沿‼️輸送管(guan).道,從下到上(shang)輸送♌到氣化(hua)爐内,實現粉(fěn)煤高🐪壓密相(xiang)穩定輸送。
4稱(cheng)重計量标定(ding)
　　本工業裝置(zhi)采用高壓稱(cheng)重計量系統(tong)，利用标定罐(guan)‼️模拟氣🌈化爐(lu)的高壓工況(kuang)條件，标定罐(guan)需要保持與(yǔ)氣化💛爐相⚽同(tong)壓力來接收(shōu)發料罐發出(chū)的粉煤。
　　高壓(yā)稱重計量系(xì)統主要包含(han)高壓标定罐(guan)和重量🙇‍♀️計量(liang)系統。該高壓(ya)标定罐主要(yào)包括進料口(kou),出料口,底部(bù)❗充壓進氣口(kou),頂部放空穩(wen)壓口。重量計(ji)量系統采用(yong)壓力傳感方(fāng)式計算整個(ge)标定罐對應(ying)的壓力并轉(zhuǎn)換爲重量。标(biāo)定罐所連接(jie)的管路全部(bu).采用耐👄高壓(ya)軟連接㊙️，以降(jiang)低硬金屬管(guan)道應力對稱(chēng)重系統的影(ying)響。重量🛀🏻計量(liang)系統包含四(sì)個壓力傳感(gǎn)器,選擇🛀🏻四點(dian)測量🚶法,均布(bù)于标定罐四(sì)周,測量點之(zhi)間成正方♍形(xing)且位置上保(bao)持📱水平。
　　高壓(yā)标定罐通過(guò)底部進氣口(kou)充壓至與氣(qì)化爐相同的(de)壓力,然後等(deng)待接收發料(liao)罐粉煤，當粉(fen)煤由發🤩料罐(guàn)發出,沿輸送(song)管💞道通過進(jìn)料口進入高(gāo)壓标定罐，開(kai)啓💚頂部穩壓(yā)口調節閥進(jin).行放空，穩壓(ya)高壓标定罐(guàn)壓力,保持壓(ya)力不變，模拟(ni)發料罐向⭐氣(qì)化爐輸送過(guò)程,當輸送穩(wěn)定後,通過重(zhong)量計量💃系統(tǒng)記錄标定罐(guan)重量的變化(hua)，标定罐每小(xiao)時重量的累(lei)積量,即爲粉(fen)煤的㊙️輸送流(liu)量。通過高壓(ya)稱重☀️計量系(xi)統修正速🏃‍♀️度(dù)和密度測量(liàng)值,完成對粉(fěn)煤流量計的(de)在線标定。
5流(liu)量計對比
　　通(tōng)過将電磁場(chang)流量計和電(dian)容式流量計(jì)同一管線串(chuàn)聯安裝💁,然後(hòu)對粉煤輸送(sòng)流量曲線進(jìn)行了對比,如(rú)圖1所示。電磁(cí)場流⁉️量計🔅長(zhǎng)時間變化趨(qū)勢保持一緻(zhì),且細節變化(huà)也保持一緻(zhì)。

6結(jie)論
　　電磁場粉(fen)煤流量計,粉(fen)煤密度和速(su)度測量均采(cǎi)用💃🏻電磁場測(ce)👣量技術,屬于(yu)非核檢測技(jì)術。通過高壓(yā)稱重計量系(xì)統對粉煤流(liú)量計的标定(ding),實現了粉煤(mei)高壓密相輸(shū)送的♻️準确測(ce)量。該測量技(jì)術方案是目(mu)前高壓密相(xiàng)📐輸送工藝上(shàng)最爲先😘進的(de)技術方案,标(biao)定💯過程簡單(dān),儀🔞器測量性(xìng)能穩定可靠(kao),使用、維護簡(jian)單、方便。

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