水煤漿流量計在煤化工行業中的應用經驗

水煤漿是由60%～70%具有一定粒度級配的煤粉和30%～40%的水及一定量添加劑組成的混合物。由（yóu）於分散劑和（hé）穩定劑等添加劑的作用，使水煤漿成為一（yī）種具有較好流動（dòng）性和穩定性的（de）均勻的液固兩相流（liú），屬於非牛頓流（liú）體中的賓漢塑性流體，俗（sú）稱漿（jiāng）液。由於受參比流動條件（充分發（fā）展的（de）速度（dù）分布、牛頓流體、均勻單相流體、穩定（dìng）流等)的限製，絕大多數推理式流量計都不適於這種流體的流量測量。
水煤漿流量計與其它流量計（jì）相比*顯著的特點是：水煤漿流量計的原（yuán）理是利用法拉（lā）*電磁感應定律，直接測量的是管（guǎn）道橫截麵內的麵平均流速，因（yīn）此（cǐ），測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力、電導（dǎo）率和雷諾數變化的影響；沒有阻流件，幾乎沒有壓力損失，也不會在高流速情況下因（yīn）阻流件而產生氣蝕，不（bú）但*易（yì）造（zào）成儀表的測量（liàng）誤（wù）差，嚴重時還會瞬間造成儀（yí）表損壞。因此，近年來水煤漿流量計在水煤漿測量（liàng）中得以廣泛應（yīng）用。
應當（dāng）特別指出的（de）是（shì），由於不同（tóng）漿液（yè）的流變學性質、化學（xué）性質和脈動流情況的不同，對電磁流量（liàng）傳感器的材料（liào）、結（jié）構和對電磁流量轉換的信號處理（lǐ）能力的（de）要求也不盡相同。如果選型或使用不當就會出現各種問題。
1、水煤漿流量計（以下有時簡（jiǎn）稱“儀表”）在水煤（méi）漿流量測量中的常見問題、產生原因和（hé）解決方法
水煤漿（jiāng）流量計在（zài）水煤漿的流量測量中，*常見的問題是儀表的流（liú）量顯示（shì）不穩定，其主要原因是：
1.1 隔膜泵產生的脈動流（liú）及解決方法
水煤漿（jiāng）向氣化爐輸送時的重要（yào）要求是流量（liàng）的適度和穩定，以保證（zhèng）水煤漿的氣化率。例如，根據“德士古”氣化爐的工藝（yì）要求，水煤漿在噴嘴處的壓力需達到6～9.6MPa以（yǐ）後甚至更高。所以，目前（qián）水煤漿都是用隔（gé）膜泵，通過活塞的衝程加（jiā）壓進行（háng）輸（shū）送，隻要使用活塞隔膜泵，打出的（de）流體就（jiù）必（bì）然會產生脈動（dòng），即使在滿負荷高頻率（lǜ）運行的情況下，加壓（yā）打出的流體（tǐ）的（de）脈動波（bō）動量也相當大，一般在6%～15%。可以根據（jù）具體管（guǎn）線（xiàn）條件，用以（yǐ）下方法（fǎ）（單用或混用）滿足氣化爐對水（shuǐ）煤漿流量及速度分布的（de）要（yào）求。
（1）*好的方法是保證儀表上遊（yóu）必要的管段長度，在考慮按照水煤漿流量計的具（jù）體安裝要求選擇（zé）安裝位（wèi）置。
（2）在工藝管道的適當部位擴徑後加（jiā）適用的（de）流動調整器（qì），可減少上（shàng）述直管段（duàn）長度至，但會產（chǎn）生一定的壓力損失。
（3）用多隔膜（目前*多為三腔）活塞泵（bèng）替代（dài）單腔活（huó）塞泵，以增加脈動頻率，減小脈動幅度。但是，若多隔膜活塞泵中的某一個工作腔出現故障，就會加大（dà）流體的脈動量，而且（qiě）每一個（gè）工作腔的工（gōng）作狀態不能在中央控製室進行監控，隻能反映在儀表的瞬時流量顯示及輸出信號的波動上，要及時檢查泵的（de）工作情況，發現異議（yì）後應及時排除。
另外，在水煤漿製備（bèi）及普通燃燒鍋爐的加壓輸送環節采用的是（shì）“螺杆泵”，它在不同轉速下所產（chǎn）生的脈動流的波動量很小，一般不會影響儀表對流量的測量（liàng）和控（kòng）製。
1.2 *化現象的幹擾及水煤漿流量計的（de）選用
在（zài）水煤漿等液固兩相流的流量測量中，當（dāng）固體顆（kē）粒和纖維擦過電*表麵時（shí），與電*表麵的（de）接觸電化學（xué）電（diàn）勢（即*化電壓）突（tū）然變化，造成從傳感器輸出的電*檢測信號出現尖脈衝狀的漿液噪聲幹擾，造成流量顯示和輸出信號的波動，波（bō）動（dòng）量（liàng）的大小與（yǔ）傳感器的勵磁（cí）電流頻率成1/f的頻（pín）譜特性關係。而金屬顆粒對電*的摩擦會產生嚴重的瞬間（jiān）尖脈衝幹擾。
1.3 水煤漿中摻雜金屬物質及鐵磁性物質產生的幹擾和解決方法
1.3.1 金屬物（wù）質（zhì）的來源
（1）原煤本身含有金屬物質成分；
（2）開采過程：在煤（méi）炭的開采過程（chéng）中難免與（yǔ）采掘設備摩擦（cā）、碰撞摻入各種金屬殘屑；
（3）製漿過（guò）程：原（yuán）煤通（tōng）過輸送帶送至（zhì）棒磨機或球磨機與造（zào）紙廢液、甲醇廢液等（děng）添加劑混合進（jìn）行研磨，製成煤粉含量為60%～70%、密度為1250～1286kg/m3、動力粘度為700～3000cP的水煤漿。在（zài）水煤漿的磨製過程中，也會摻入與球磨機墨棒（bàng）碰撞磨落的（de）金屬顆粒；
（4）內管壁氧化：水煤漿向氣（qì）化爐（或燃燒（shāo）爐（lú））的輸送管道一般采用20號鋼，在（zài）停機期間，內管壁會產生氧（yǎng）化層-鐵鏽，當再次開機時，由於水煤漿對管道內壁的摩擦作用使（shǐ）氧化層（céng）磨落為氧化鐵屑混入水煤漿（jiāng）中。
（5）其它原因。水煤漿中摻雜的（de）這些金（jīn）屬顆粒不但會產生上述（shù）嚴重（chóng）的瞬間尖脈衝幹擾，還會造成活塞泵及（jí）其（qí）它設備的磨損。更為嚴重的是，其中的鐵磁性（xìng）物質會（huì）對儀表產生更加嚴重的幹擾。
1.3.2 鐵（tiě）磁性物質（zhì）產生的幹擾
水煤（méi）漿流量計工（gōng）作（zuò）時，傳感器測量管內產生的（de）磁場會使金屬顆粒中的鐵磁性（xìng）物質磁化，單獨或（huò）與汙垢及其它金屬成分混（hún）合貼附在傳感器電*及周圍的襯裏上，影響水煤漿流量計工作磁場的穩定。金屬成分會使兩電*間的絕（jué）緣（yuán）電阻發生變化，絕緣電阻減小則信號減弱；若金屬物（wù）質導通兩個電*就會產生短路而沒有信號；當吸附在電*和襯裏上的鐵磁性物質被流體衝刷脫落時，又會使*化電壓突然減少，造成儀（yí）表顯示（shì）的突然波動；若鐵（tiě）磁性物質及其它金屬物質（zhì）摻雜在流體中，則會使磁場增（zēng）強信號增大。
1.3.3 解決方（fāng）法
（1）*好在水煤漿製做的末道工序進行磁過濾（lǜ）；
（2）*好采用不鏽鋼輸送管道；
（3）根據具體情況（kuàng）定期或不定期的對電磁流（liú）量傳感器進行檢查（chá）清理；
（4）選用適合的原煤或水煤漿（jiāng）。
1.4 絕緣性沉積結垢對測量的影響及解決方法
若絕緣性沉積結垢覆蓋電*表麵，則測量信號會被斷路。可根據具（jù）體情（qíng）況定期或（huò）不定期的對電*表麵進行檢查清（qīng）理。
1.5 氣泡對測量的影（yǐng）響（xiǎng）及解決方法
水煤漿中若含有氣泡會對測量造成影響，嚴重的還會造成（chéng）空管報警，促使（shǐ）4～20mA信號回零。
長期實用表明，E-Mag漿液型水（shuǐ）煤漿流量計具有解決這一問題的（de）明顯優勢，它（tā）具有以下特（tè）點：
（1）E-Mag漿液型水煤漿流量計的SMART（智能）轉換器采用專有的漿液型E-MagMaster水煤漿流量計校驗（yàn）設置數據軟件（jiàn）；采用新穎的勵磁方式，功耗低，零（líng）點穩定，精確度高，反應速度（dù）快；具有自（zì）檢和自診斷功能；流量範圍可（kě）達1500：1；采用SMT（表麵安（ān）裝）技術等優點。
（2）新穎的勵磁方式：高（gāo）頻勵磁具有很強的抑製“漿液噪聲”的能（néng）力，低頻勵磁又有零點穩（wěn）定等優點。因此，E-Mag漿液型水煤漿（jiāng）流量計能夠有效地解決在測量（liàng）水煤漿等導電性液固兩相流中造成的瞬時流量顯示及輸出信號波動的問（wèn）題。
（3）檢測電*采用不鏽鋼塗覆碳化鎢。該材質即（jí）耐磨又能解決“電化學幹擾噪聲（shēng）”造成的流量信號波動（dòng）問題。對於工作壓力小於4MPa的電*結構采用內插式，對於工作壓力大於4MPa的電*結構采用外插式。
（4）襯裏采用耐（nài）磨（mó）的聚氨脂材料並經（jīng）過（guò）特殊工藝處理成型。
（5）采用進/出口保護法蘭：流量計（jì）本體法蘭和工藝管道法蘭安裝夾（jiá）緊後，水煤漿對聚氨脂襯裏在流（liú）量計本體（tǐ）法蘭外密（mì）封麵上（shàng）“翻邊拐角”處的變形部（bù）分產生磨損，10～20天（tiān）聚氨脂襯裏將逐步撕（sī）裂脫落造成傳感器報廢。而采用在流量計本體法蘭內安裝特殊結構的（de）進/出口保護法蘭的方法就能完全解決這一問題。
（6）傳感器內壁采取燕（yàn）尾槽結構設計，以避免氣化爐停（tíng）車（chē）後形成的負壓造成襯裏鼓泡甚至撕裂。
（7）傳感器經（jīng）多次打壓檢查（chá）電*絕緣強度。
（8）根據氣化爐的工藝特點采取三台水煤漿流量計配組串聯校驗。以保證其精確度（dù）的一致性。
需（xū）要（yào）說（shuō）明的是，流量是否穩定是由儀（yí）表顯示的，儀（yí）表顯示的流量不穩（wěn）定除上述原因外（wài），時間常數的設定隻是一個非實質性原因。水煤漿流量計的時間常數可在（zài）1~100秒的（de）範圍內（nèi）分段設定，時間常數設定的越短，儀表對流體的脈動就越敏感，隻要流體的脈動量能（néng）夠滿足氣化爐（lú）工（gōng）藝條（tiáo）件（jiàn）的要求，就可以把儀表的時間常數設定在適當範圍，消除或減（jiǎn）少脈動顯示，以便進行脈動變化的監（jiān）測。
2 E-mag漿液型（xíng）水煤漿流（liú）量計在水煤（méi）漿行業的應用
2.1 安裝要求
嚴格按照（zhào）水煤漿（jiāng）流量計使用說明書中的要求安（ān）裝，並且盡可能地將三台水煤漿流量計安（ān）裝在氣化爐頂部。
2.2 使用建議
（1）在單（dān）機試車階段不要對水煤漿流量計（jì）送電，先用水煤漿對管道內壁進行循環磨擦除鏽，否則（zé）鐵鏽會被傳感器內壁的磁場吸附在電*附近（jìn），對電*形（xíng）成*化（huà）電壓幹（gàn）擾而造成流量計的波動。氣化爐停車後先將水（shuǐ）煤漿流量計（jì）停電（diàn），然後再清洗管道（dào），避免因通電使傳感器內形成（chéng）磁場，使吸附在電*附（fù）近的鐵（tiě）磁性物質不能被衝洗幹淨。
（2）若多隔膜活塞泵（bèng）的某一個工作腔出現異常，流量值的變化可能不大，但流體脈動的波動量會加大（dà）。應及時監視活塞泵每一（yī）個工作腔壓力表（biǎo）的指示是否均衡，並及時進行故障（zhàng）排除。
（3）若水煤漿中所（suǒ）含的大金屬顆粒或氣泡摩擦、碰撞（zhuàng）電*而產生的瞬間尖脈衝幹擾頻繁出現時，應（yīng）檢查水煤漿的質量。
（4）由於傳感器襯（chèn）裏受適用溫（wēn）度的限製，不能用（yòng）蒸汽衝洗水煤漿管（guǎn）線。
2.3 流（liú）量計的參數（shù）設（shè）定
當電磁流量傳（chuán）感器（qì）不（bú）能按照*佳的安裝條件安裝使用時，可以調整流量計的時間常數，以犧牲靈敏度為代價彌補脈動流（liú）造成（chéng）的波動，建議阻尼時間（jiān）調整不要超過30秒，以5～15秒為*佳。

上一篇：關於自來水流量計在電廠用水流量計量中的應用

下一篇：磁翻板液位計法蘭閥門故障原因與解決辦（bàn）法