[摘(zhāi)要]通過粉煤(mei)流量計 在氣(qi)流床氣化的(de)實際應用,以(yǐ)及在使用前(qián)利用标定罐(guàn)👨‍❤️‍👨稱重計量系(xì)統正确标定(dìng),證明了粉煤(méi)流量計在高(gāo)壓密相輸送(song)工況條件下(xia)計量的可行(háng)性,同時🈲粉煤(méi)流量計在實(shí)際質量流量(liàng)的計量中具(ju)有無核輻射(shè)、操作維護簡(jiǎn)單、反應靈敏(mǐn)、數據可靠等(deng)優點。
1引言
　　氣(qi)流床煤氣化(hua)技術是潔淨(jìng)煤利用的關(guan)鍵技術,其按(àn)照進料方式(shi)不同,可分爲(wei)水煤漿氣化(hua)與幹粉氣化(hua)。水煤漿氣流(liu)床氣化技術(shù)相對成熟,但(dàn)粉煤氣流床(chuáng)氣化爐具有(you)✨高碳轉化率(lǜ)、良好的煤種(zhǒng)适應性、有效(xiào)氣成分高、氧(yang)耗與🌈煤耗低(dī)等🔅優勢,因此(cǐ)粉煤氣化✔️技(ji)術的應用前(qian)景被看好🈲。
　　目(mu)前，已有的粉(fěn)煤氣化工業(ye)裝置隻實現(xiàn)了粉煤在中(zhōng)低壓💛下的加(jiā)壓及穩定密(mì)相輸送，因而(ér)實現粉煤在(zai)更高壓力下(xia)加壓及密相(xiàng)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(jù)的采集、分析(xī),對實驗的準(zhǔn)确性和真🌈實(shí)性起決定作(zuo)用。
2粉煤流量(liàng)測量
　　煤化工(gong)工藝中,準确(que)、實時監測個(ge)煤粉管線内(nei)煤粉輸運狀(zhuàng)态,對确保氣(qi)化爐各噴嘴(zui)均勻進煤,維(wéi)持氣化爐反(fǎn)應穩定,避免(miǎn)氣化❄️爐溫度(du)波動，以及确(què)保氣化爐生(sheng)産效率。
　　粉煤(méi)流量計的測(cè)量通常都是(shì)采用積算的(de)方式進行粉(fen)煤流量實時(shí)在線測量,需(xū)要先測量出(chū)粉煤在✂️管道(dao)内的實時流(liu)速、密度🌈,由計(jì)算公式(1),實時(shí)計算出粉煤(méi)流量。
流量=流(liú)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(he)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(chǎn)需求，但是有(yǒu)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(yong)、維護、報廢處(chù)理複雜、成本(ben)高、管理責任(ren)重大。所以在(zài)滿足生産要(yao)求的情況下(xia),一-般采用非(fēi)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(diàn)測量技術通(tōng)過對煤粉在(zai)管道中運動(dòng)時，相互摩✍️擦(cā)産生的靜電(dian)荷信号分析(xi),來計算煤粉(fěn)的運動速度(dù)。其速💛度測量(liang)結果的穩定(dìng)性取決于靜(jing)電荷信号的(de)大小，及其容(róng)易受到現場(chǎng)✌️工況的影響(xiang),如:粉煤♍的粒(lì)徑、溫度、濕度(dù)、運動速度等(děng),測量結果穩(wěn)定性差。
電容(rong)測量技術是(shi)在管道壁兩(liang)側布置- -對電(dian)容極闆，把煤(mei)✂️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(lái)分析粉煤流(liu)體信息的變(bian)化,從而測量(liang)粉煤的運動(dong)速度🌈。其穩定(ding)性比靜電測(cè)量技術稍好(hǎo)。
　　本裝置采用(yòng)電磁場測量(liang)技術，是通過(guò)在管道一側(ce)🥵壁主動發射(she)電磁波,電磁(ci)波穿透管道(dào)煤粉後到達(da)另一側壁的(de)接收器，在穿(chuān)透過程中,把(ba)煤粉流态信(xìn)息攜帶出來(lai),進一步分🚶析(xī)之後,計算出(chū)粉煤的運動(dong)速度。由于該(gāi)技術主動發(fā)射能量恒定(dìng)的電磁波,因(yin)此,測量結果(guǒ)不受現場工(gōng)況變化的影(ying)響,測量的穩(wěn)😍定性最佳。電(dian)磁場粉煤流(liú)量計是專門(men)針對氣固兩(liang)相流而開發(fā)的測⭕量儀表(biǎo)🙇🏻,該測量儀适(shi)用于密相輸(shū)送工藝,通過(guò)在測量🐆管中(zhōng)産生一個高(gao)頻、交流、均勻(yun)的電磁場來(lai)測量固體物(wù)料通過管道(dào)截面的平均(jun1)流速和濃度(du)，從而計算出(chu)固體物料在(zài)管道中的流(liu)速(m/s)、濃度(kg/m')、質量(liàng)流量(kg/h或th),并且(qie)🥵輸出對應上(shàng)述測量值的(de)三路獨立的(de)4~20mA電流信号。
3高(gao)壓密相輸送(sòng).
　　粉煤密相輸(shū)送是利用高(gāo)壓氣體(氮氣(qì)或者二氧化(hua)碳)作爲😄輸送(sòng)動力,推動粉(fen)煤實現氣固(gu)兩相流動。密(mì)相輸送管道(dao)中固體物料(liào)幾乎呈聚集(jí)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(ya)将物料沿管(guan)🏃🏻‍♂️路輸送。
本工(gong)業裝置爲粉(fěn)煤氣流床氣(qi)化工藝，密相(xiàng)輸送系統核(he)心設備爲高(gāo)壓發料罐。發(fā)料罐從頂部(bù)進料,底部充(chong)壓,底部出料(liào)。發料罐将充(chong)壓口設在錐(zhui)體底部，充壓(ya)的同時還能(néng)使粉體充分(fen)流化，充壓結(jie)束後形成疏(shū)松的堆積狀(zhuang)态,發料順暢(chang),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(gao)🔆壓氮🏃氣通過(guo)發料罐底部(bù)充壓口進入(ru)發料罐,對發(fa)料罐進行快(kuai)速充壓,同時(shi)對罐内粉煤(mei)充分流化。當(dang)發料罐壓力(lì)略低于設定(dìng).輸送壓力時(shi),停止充壓。高(gāo)壓氮氣通過(guò)發料罐頂部(bù)的穩壓口進(jin)入發👨‍❤️‍👨料罐,通(tong)過穩壓調節(jie)閥控💜制氣量(liàng),緩慢充壓至(zhì)設定🤟輸送壓(yā)力,保🤩證發料(liào)罐與氣化👣爐(lu)的壓差穩定(ding)在設定壓差(cha)。輸送壓差穩(wěn)定後,發料罐(guàn)出口管道通(tong)入少量❌的輸(shū)送氣,同時開(kāi)啓發料罐底(di)部的切斷閥(fá),粉煤在輸送(sòng)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(guǎn).道,從🛀下到上(shàng)輸送到氣化(hua)爐内,實現粉(fen)煤高壓密相(xiàng)穩定輸送。
4稱(chēng)重計量标定(ding)
　　本工業裝置(zhì)采用高壓稱(chēng)重計量系統(tong)，利用标定罐(guan)模拟氣化爐(lu)的高壓工況(kuàng)條件，标定罐(guàn)需要保持與(yǔ)氣化爐相同(tong)壓⭕力來接收(shōu)發料罐發出(chu)的粉煤。
　　高壓(yā)稱重計量系(xi)統主要包含(han)高壓标定罐(guàn)和重量㊙️計量(liang)系統。該高壓(ya)标定罐主要(yao)包括進料口(kǒu),出料口,底部(bù)🤩充壓進氣口(kǒu),頂部放空穩(wěn)壓口。重量計(ji)量系統☔采用(yòng)壓力傳感方(fang)式計算整個(gè)❤️标定罐💞對應(ying)的壓力并轉(zhuan)換爲重量。标(biao)定罐所連接(jie)的管路全部(bù).采用耐高壓(yā)軟連接，以降(jiang)低硬金🈲屬管(guan)道應力對稱(cheng)重系統的影(ying)響。重量計💁量(liang)系統包含四(si)個壓力傳感(gan)器,選擇👣四點(dian)測量法,均布(bu)于标定罐四(sì)周,測量點之(zhī)間成正方🔱形(xíng)且位置上保(bao)持水平。
　　高壓(ya)标定罐通過(guo)底部進氣口(kǒu)充壓至與氣(qi)化爐相同的(de)壓力,然🌏後等(deng)待接收發料(liào)罐粉煤，當粉(fen)煤由發🥵料罐(guan)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(ya)口調節閥進(jin)🔞.行放空，穩壓(yā)高壓标定罐(guan)壓力,保持壓(ya)力不變，模拟(nǐ)發料罐向氣(qì)化爐輸送過(guò)程,當輸送穩(wen)定後,通過重(zhong)量計量系統(tong)記錄标定罐(guàn)重量的變化(huà)，标定罐每小(xiǎo)時重量的累(lèi)積量,即爲粉(fěn)煤的🏃🏻‍♂️輸送流(liu)量。通過高壓(yā)稱重🏃🏻計量系(xi)統修正速度(dù)和密度測量(liàng)值,完成對粉(fen)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(diàn)容式流量計(ji)同一管線串(chuàn)🥰聯安裝,然後(hou)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(zhang)時間變化趨(qū)勢保持一緻(zhi),且細節變化(huà)也保持一緻(zhi)。

6結(jie)論
　　電磁場粉(fěn)煤流量計,粉(fen)煤密度和速(sù)度測量均采(cai)用電🤞磁🥰場測(ce)🔞量技術,屬于(yú)非核檢測技(jì)術。通過高壓(ya)稱重計量系(xi)統對🔆粉煤流(liú)量計的标定(dìng),實現了粉煤(mei)高壓密相輸(shū)送的準确測(cè)量。該測量技(jì)術方案是目(mu)前高壓密相(xiàng)輸送工藝上(shang)最爲先進的(de)技術方案,标(biāo)定過程簡單(dān),儀器測量性(xìng)能穩定可靠(kào),使🌐用、維護簡(jian)單🔱、方便。

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