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(liang)🐅添加劑組成(cheng)的混合物[5]。由(yóu)于分散劑和(he)穩定劑等添(tian)加劑的作用(yong),使水煤漿成(cheng)爲一種具有(yǒu)較好流動性(xing)和穩定性的(de)均勻的液固(gu)兩相流,屬于(yú)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(tiao)件(充分發展(zhǎn)的速度分布(bù)、牛頓流體、均(jun)勻單相流體(ti)、穩定流等[2])的(de)限制,絕大多(duo)數推理式流(liu)量計[2]都不适(shi)于這種流🚩體(tǐ)的流量測量(liàng)。

應當特别指(zhǐ)出的是,由于(yú)不同漿液的(de)流變學性質(zhi)、化學性☀️質和(he)脈動流情況(kuang)的不同,對電(dian)磁流量傳感(gan)器的材料、結(jie)構和對電磁(ci)流量轉換的(de)信号處理能(néng)力的要求也(ye)不盡相同。如(rú)果選型或使(shǐ)🔆用不當就會(huì)出現各種問(wen)題。
1電磁流量(liang)計(以下有時(shi)簡稱“儀表”)在(zai)水煤漿流量(liang)測量中的常(chang)見問☎️題、産生(shēng)🐆原因和解決(jué)方法。
電磁流(liu)量計在水煤(méi)漿的流量測(ce)量中,最常見(jiàn)的問題是儀(yí)表的流量顯(xiǎn)示不穩定,其(qi)主要原因是(shi):
1.1隔膜泵産生(sheng)的脈動流及(jí)解決方法
水(shuǐ)煤漿向氣化(hua)爐輸送時的(de)重要要求是(shì)流量的适度(dù)和📐穩定,以保(bao)證水煤漿的(de)氣化率。例如(rú),根據“德士古(gu)”氣化爐的工(gōng)🈲藝要求,水煤(méi)漿在噴嘴處(chù)的壓力需🥵達(da)到 6~9.6 MPa 以後甚至(zhì)更高。所以,目(mù)前㊙️水煤漿都(dōu)是用隔膜泵(bèng),通過活塞的(de)沖程💘加壓進(jin)行輸送,隻要(yao)使用活塞隔(ge)膜泵,打出㊙️的(de)流體就必然(rán)會産生脈動(dòng),即使在滿💞負(fu)荷高頻率運(yun)行的情況下(xia),加壓打出的(de)流體的脈動(dòng)波動量也相(xiàng)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(fǎ)(單用或混用(yong))滿足氣化爐(lu)對水煤漿流(liu)量及速🐅度分(fen)布的要🛀求。
(1)方(fāng)法是保證儀(yi)表上遊必要(yào)的管段長度(du),在考慮按照(zhào)電磁流量計(ji)的具體安裝(zhuāng)要求選擇安(an)裝位置。
(2)在工(gong)藝管道的适(shì)當部位擴徑(jìng)後加适用的(de)流動調整器(qì),可減🏒少上述(shu)直管段長度(dù)至,但會産生(shēng)一定的壓力(li)損失。
(3)用多隔(gé)膜(目前最多(duō)爲三腔)活塞(sāi)泵替代單腔(qiang)活塞🧑🏽🤝🧑🏻泵,以增(zeng)加脈動頻率(lǜ),減小脈動幅(fú)度。但是,若多(duō)隔膜活塞泵(bèng)中的某一個(ge)工作腔出現(xiàn)故障,就會加(jia)大流體的脈(mò)動量,而且每(mei)一個工作腔(qiāng)的工作狀态(tai)不能💛在中央(yang)控制室進行(hang)監控,隻能反(fǎn)映在儀表的(de)瞬時流量顯(xiǎn)示及輸出信(xin)号的波動上(shang),要及時檢查(cha)泵的工作情(qing)況,發現異議(yi)後應及時排(pai)除。
另外,在水(shuǐ)煤漿制備及(jí)普通燃燒鍋(guo)爐的加壓輸(shu)送環節采用(yong)的是“螺杆泵(bèng)”,它在不同轉(zhuan)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(hé)控制。
1.2極化現(xiàn)象的幹擾及(ji)電磁流量計(jì)的選用
在水(shuǐ)煤漿等液固(gu)兩相流的流(liú)量測量中,當(dang)固體顆粒🐉和(he)纖維🐅擦🌈過電(diàn)極表面時,與(yǔ)電極表面的(de)接觸電化學(xué)電勢(即極化(hua)電壓)突然變(biàn)化,造成從傳(chuan)感器輸出的(de)電🧡極檢測信(xìn)号出現尖脈(mò)沖狀的漿液(ye)噪聲幹擾,造(zao)成流量顯示(shì)和輸出信号(hao)的波動,波動(dòng)量的大小與(yu)傳感器的勵(li)磁電流頻率(lü)成1/f 的頻譜特(tè)性關系🤟。而金(jin)屬顆粒對💃🏻電(diàn)極的摩擦會(hui)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(cí)性物質産生(shēng)的幹🐪擾和解(jiě)決♍方法
1.3.1 金屬(shu)物質的來源(yuan)
(1)原煤本身含(han)有金屬物質(zhi)成分;
(2)開采過(guò)程:在煤炭的(de)開采過程中(zhong)難免與采掘(jue)設備摩擦🔞、碰(pèng)撞🤩摻入各種(zhǒng)金屬殘屑;
(3)制(zhi)漿過程:原煤(mei)通過輸送帶(dài)送至棒磨機(jī)或球磨機與(yu)造紙廢🥵液、甲(jia)醇廢液等添(tian)加劑混合進(jìn)行研磨,制成(cheng)煤粉含量爲(wei)60%~70%、密度爲 1250~1286 kg/m3、動力(lì)粘度爲 700~3000cP 的水(shuǐ)煤漿。在水煤(méi)漿的磨制過(guò)程中,也會摻(chān)入‼️與球磨⁉️機(ji)墨棒碰撞磨(mo)落的金屬顆(kē)粒;
(4)内管壁氧(yang)化:水煤漿向(xiàng)氣化爐(或燃(ran)燒爐)的輸送(song)管✌️道一🈲般🐆采(cai)用 20 号鋼,在停(ting)機期間,内管(guan)壁會産生氧(yang)化😘層 - 鐵鏽,當(dāng)再次🧡開機時(shí),由于水煤漿(jiang)對管道内壁(bì)的摩擦作🔴用(yong)使氧化層磨(mo)落爲氧化鐵(tiě)屑混入水煤(méi)漿中。
(5)其它原(yuán)因。水煤漿中(zhōng)摻雜的這些(xiē)金屬顆粒不(bú)但會産生上(shàng)🏃🏻♂️述嚴重的瞬(shun)間尖脈沖幹(gàn)擾,還會造成(chéng)活塞📧泵及其(qí)它設備的磨(mó)損。更爲嚴重(zhong)的是,其中的(de)鐵磁性物質(zhì)會對儀表産(chan)生㊙️更加嚴重(zhong)的幹擾。
1.3.2 鐵磁(ci)性物質産生(shēng)的幹擾
電磁(cí)流量計工作(zuo)時,傳感器測(ce)量管内産生(sheng)的磁場會使(shi)金❓屬顆粒中(zhong)的鐵磁性物(wu)質磁化,單獨(dú)或與污垢及(jí)🧡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(xiang)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(yuan)電阻發生🔴變(bian)化,絕緣電阻(zǔ)減小則🐕信号(hao)減弱;若🐉金屬(shu)物質導通兩(liang)個電極🏃🏻♂️就會(huì)産生短🔅路而(er)沒有信号;當(dang)吸附在電極(jí)和襯裏上的(de)鐵磁⭕性物質(zhì)被流體沖刷(shuā)脫落時,又會(huì)使極化🔴電壓(yā)突然減少,造(zào)成㊙️儀表顯示(shì)的突然波動(dòng);若鐵磁性物(wu)質及其它金(jīn)屬物質摻雜(za)㊙️在流體中,則(ze)會使磁場增(zeng)強信号增大(da)。
1.3.3 解決方法
(1)最(zui)好在水煤漿(jiāng)制做的末道(dao)工序進行磁(ci)過濾;
(2)最好采(cai)用不鏽鋼輸(shu)送管道;
(3)根據(ju)具體情況定(ding)期或不定期(qi)的對電磁流(liu)量傳感器進(jin)行檢查清理(lǐ);
(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(cè)量的影響及(jí)解決方法
若(ruo)絕緣性沉積(jī)結垢覆蓋電(diàn)極表面,則測(cè)量信号會被(bèi)斷☁️路。可根據(ju)具體情況定(ding)期或不定期(qī)的對電極表(biao)面進行檢查(chá)清理。
1.5氣泡對(dui)測量的影響(xiang)及解決方法(fa)
水煤漿中若(ruò)含有氣泡會(huì)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(cí)流量計具有(yǒu)解決這一🈲問(wen)題的明顯優(you)勢,它具有以(yǐ)下特點:
(1)E- Mag 漿液(ye)型電磁流量(liang)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(yòng)新穎的🧡勵磁(cí)方式,功耗低(di),零點穩定,精(jing)度高,反應速(su)度快;具有自(zi)檢和自診斷(duan)功能;流量範(fan)圍可達 1500:1;采用(yong) SMT(表面安裝)技(jì)術等優點。
(2)新(xin)穎的勵磁方(fāng)式:高頻勵磁(ci)具有很強的(de)抑制“漿液🐇噪(zao)聲”的能力,低(dī)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(liú)量計能夠有(yǒu)效地解決在(zai)測量水煤漿(jiāng)等導電性液(yè)♉固兩相流中(zhōng)造成的瞬時(shí)流量顯示及(ji)輸出信号波(bō)動的問題。
(3)檢(jiǎn)測電極采用(yong)不鏽鋼塗覆(fù)碳化鎢。該材(cái)質即耐磨又(yòu)能♍解決“電✊化(hua)學幹擾噪聲(sheng)”造成的流量(liang)信号波動問(wen)題。對于工作(zuo)壓力小于🌐4 MPa 的(de)電極結構采(cai)用内插式,對(duì)于工🔴作壓力(li)👌大于 4MPa 的電極(ji)結構采用外(wai)插式。
(4)襯裏采(cǎi)用耐磨的聚(ju)氨脂材料并(bìng)經過特殊工(gōng)藝處理成型(xíng)。
(5)采用進/出口(kǒu)保護法蘭:流(liu)量計本體法(fǎ)蘭和工藝管(guǎn)道法蘭安裝(zhuāng)夾緊後,水煤(méi)漿對聚氨脂(zhi)襯裏在流量(liàng)計本🛀體法蘭(lán)外密封面上(shàng)“翻邊拐角”處(chu)的變形部分(fen)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(chuán)感器報廢。而(er)采用在流量(liàng)計本體法蘭(lan)内安裝特殊(shu)結構的進/出(chu)口保護法蘭(lán)的方法就能(neng)完全解決這(zhe)一問題。
(6)傳感(gan)器内壁采取(qu)燕尾槽結構(gou)設計,以避免(mian)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(jian)查電極絕緣(yuán)強度。
(8)根據氣(qi)化爐的工藝(yi)特點采取三(san)台電磁流量(liang)計配組串聯(lián)校驗。以保證(zheng)其精度的一(yi)緻性。
需要說(shuō)明的是,流量(liang)是否穩定是(shì)由儀表顯示(shì)的,儀表顯示(shì)的流量不穩(wěn)定除上述原(yuán)因外,時間常(chang)數的設定隻(zhī)是一個非實(shi)㊙️質性原因。電(dian)磁流量計的(de)時間常數可(ke)在 1~100 秒的範圍(wei)内分段設定(ding),時間常數設(shè)定的越短,儀(yi)表對流體的(de)脈動就越敏(mǐn)感,隻要🧑🏽🤝🧑🏻流體(ti)的脈動量能(néng)夠滿⛹🏻♀️足氣化(huà)爐工藝條件(jiàn)的要求,就可(ke)以把🏃♂️儀表的(de)時間常數設(shè)定在适當範(fàn)圍,消除或減(jian)少脈動顯示(shi),以便進行脈(mò)動變化的監(jiān)測。
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