[摘要]通(tong)過粉煤(mei)流量計(ji) 在氣流(liú)床氣化(huà)的實際(jì)應用,以(yi)及在使(shi)用前利(li)用标定(dìng)罐稱重(zhong)計量系(xi)統正确(què)标定,證(zheng)明了粉(fěn)煤流量(liang)計在高(gao)壓密相(xiang)輸送工(gōng)況條件(jiàn)下計量(liang)的可行(hang)性,同時(shi)粉煤流(liú)量計在(zài)實際質(zhi)量流量(liàng)的計量(liàng)中具有(you)無核輻(fú)射、操作(zuò)維護簡(jiǎn)單🚩、反應(yīng)靈敏、數(shù)據可靠(kào)等優點(dian)。
1引言
　　氣(qì)流床煤(mei)氣化技(ji)術是潔(jie)淨煤利(li)用的關(guān)鍵技術(shù),其按照(zhào)🔞進料方(fāng)式不同(tong),可分爲(wei)水煤漿(jiāng)氣化與(yǔ)幹粉氣(qi)🥵化。水煤(mei)漿氣流(liu)床氣化(huà)技術相(xiàng)對成熟(shú),但粉煤(méi)氣流🏃🏻‍♂️床(chuang)氣化爐(lú)具有高(gao)碳轉化(hua)率、良好(hao)的煤種(zhǒng)适應性(xing)、有效氣(qì)成分高(gāo)、氧耗與(yǔ)煤耗低(di)等優勢(shì),因此粉(fen)煤氣化(hua)技術的(de)應用前(qián)景被看(kan)好。
　　目前(qián)，已有的(de)粉煤氣(qì)化工業(ye)裝置隻(zhī)實現了(le)粉煤在(zai)中低壓(yā)下的加(jia)壓及穩(wěn)定密相(xiang)輸送，因(yīn)而實現(xiàn)粉煤在(zai)更高壓(ya)力下加(jiā)壓💚及密(mì)相輸送(sòng),将是一(yī)個工程(cheng)難題,其(qi)中如何(he)準🛀🏻确計(ji)量煤粉(fen)輸送流(liú)量至關(guan)重要,關(guan)系到實(shí)驗數據(ju)的采集(ji)、分析,對(duì)實驗的(de)準🔞确性(xìng)和真實(shí)性起決(jue)定作用(yong)。
2粉煤流(liú)量測量(liàng)
　　煤化工(gong)工藝中(zhōng),準确、實(shi)時監測(cè)個煤粉(fěn)管線内(nèi)煤粉輸(shū)運✨狀态(tài),對确保(bao)氣化爐(lu)各噴嘴(zuǐ)均勻進(jìn)煤,維持(chi)氣化爐(lú)反應🐅穩(wěn)定,避免(mian)😍氣化爐(lu)溫度波(bō)動，以及(jí)确保氣(qì)🆚化爐生(shēng)産效率(lǜ)⁉️。
　　粉煤流(liú)量計的(de)測量通(tong)常都是(shì)采用積(jī)算的方(fāng)式進行(háng)粉煤流(liú)量實時(shí)在線測(cè)量,需要(yào)先測量(liang)出粉煤(méi)在✨管道(dào)内的實(shi)時流速(su)🔅、密度,由(you)計算公(gōng)式(1),實時(shí)計算出(chū)粉煤流(liu)量。
流量(liang)=流速x密(mi)度x管道(dào)橫截面(miàn)積.??? (1)
　　對于(yú)粉煤密(mì)度的測(ce)量，有核(he)射線檢(jian)測技術(shù)和非核(hé)檢測技(ji).術兩🏃‍♀️類(lèi)。
　　兩類測(ce)量技術(shù)的精度(du)均能滿(mǎn)足生産(chan)需求，但(dan)是有核(he)射⛱️線檢(jian)測儀器(qì)帶有放(fàng)射源,屬(shu)于國家(jia)管制類(lei)設備,購(gou)買、使✉️用(yòng)、維護、報(bào)廢處理(lǐ)複雜、成(cheng)本高、管(guǎn)理責任(ren)重大。所(suo)以在滿(man)足生産(chǎn)🐉要求的(de)🧡情況下(xià)♊,一-般采(cǎi)用非核(he)檢測技(ji)術。
　　對于(yú)粉煤速(sù)度測量(liang),通常有(yǒu)靜電測(cè)量技術(shù)、電容測(cè)👣量技術(shù)。
　　靜電測(ce)量技術(shu)通過對(duì)煤粉在(zài)管道中(zhōng)運動時(shí)，相互摩(mó)㊙️擦産生(shēng)🐅的靜電(dian)荷信号(hào)分析,來(lai)計算煤(mei)粉的運(yùn)動速度(dù)。其速度(du)測量結(jié)果的穩(wěn)定性取(qu)決于靜(jìng)電荷信(xin)号的大(da)小，及其(qí)🛀容易受(shòu)到現場(chang)❄️工況的(de)影響,如(rú):粉煤的(de)粒徑、溫(wen)度、濕度(dù)、運☎️動速(su)度等,測(ce)量結果(guo)穩定性(xìng)差🍉。
電容(rong)測量技(ji)術是在(zai)管道壁(bì)兩側布(bu)置- -對電(diàn)容極闆(pan)💋，把煤粉(fěn)看作🧡電(dian)容極闆(pǎn)間的電(diàn)介質，通(tōng)過分析(xī)等效的(de)電介質(zhi)變化來(lai)分析粉(fěn)🐪煤流體(ti)信息的(de)變化,從(cóng)而測量(liang)粉煤的(de)運😘動速(sù)度🤞。其穩(wěn)定性比(bi)靜電測(cè)量技術(shù)🈚稍好。
　　本(ben)裝置采(cai)用電磁(cí)場測量(liang)技術，是(shì)通過在(zai)管道一(yi)側壁🐪主(zhu)💘動🔱發射(she)電磁波(bo),電磁波(bo)穿透管(guǎn)道煤粉(fěn)後到達(dá)另一側(cè)壁的接(jiē)❓收器，在(zai)穿透過(guò)程中,把(ba)煤粉流(liú)态信息(xī)攜帶出(chū)來,進🔞一(yī)步分🚶‍♀️析(xī)之後,計(jì)算出粉(fen)煤的運(yun)動速度(du)。由于該(gāi)技術主(zhǔ)動發射(she)能量恒(heng)定的☔電(diàn)磁波,因(yīn)💃🏻此,測量(liang)結果🔅不(bu)受現場(chang)工♻️況變(biàn)化的影(ying)響,測量(liang)的穩定(dìng)性最佳(jiā)。電磁場(chang)粉煤流(liú)量計是(shi)專門針(zhen)對氣✉️固(gù)兩相流(liu)而開發(fa)的測量(liàng)儀表,該(gai)測量儀(yí)适用于(yú)密相輸(shū)送工藝(yì),通過在(zài)測量管(guǎn)中産生(shēng)一個高(gāo)頻、交流(liú)、均勻的(de)電磁場(chang)來測量(liang)固體物(wu)料通過(guo)管道截(jie)面的平(píng)均💯流速(sù)和濃度(dù)，從而計(jì)算出固(gù)體物料(liao)在管🏒道(dào)中的流(liu)速(m/s)、濃度(du)(kg/m')、質量流(liú)量(kg/h或th),并(bing)且輸出(chū)對應上(shang)述測量(liang)值的✍️三(sān)路獨立(li)的4~20mA電流(liú)信号。
3高(gao)壓密相(xiàng)輸送.
　　粉(fen)煤密相(xiàng)輸送是(shi)利用高(gao)壓氣體(ti)(氮氣或(huò)者二氧(yǎng)化碳)作(zuo)爲輸送(song)動力,推(tui)動粉煤(méi)實現氣(qi)固兩相(xiàng)流動。密(mì)相輸送(song)管道中(zhong)固體❄️物(wu)料幾乎(hu)呈聚集(jí)堆積狀(zhuang)态,管道(dao)中氣流(liu)的速度(dù)很低⛱️,粉(fěn)粒的流(liu)動不是(shì)依靠氣(qì)流的動(dong)壓裹挾(jia)，而是靠(kào)氣體靜(jing)态的擠(ji)壓将物(wù)料沿管(guan)路輸送(song)。
本工業(ye)裝置爲(wei)粉煤氣(qi)流床氣(qi)化工藝(yi)，密相輸(shu)送系統(tǒng)核心設(shè)備爲高(gāo)壓發料(liao)罐。發料(liào)罐從頂(ding)部進料(liào),底♉部充(chong)壓,底❄️部(bu)出料。發(fā)🎯料罐将(jiāng)充壓口(kǒu)設在錐(zhuī)體底部(bu)，充壓的(de)同時還(hái)能使粉(fen)體充分(fen)流化，充(chong)壓結束(shu)後形成(chéng)疏松的(de)堆積狀(zhuang)态,發料(liào)順暢,避(bi)免密相(xiàng)輸送管(guǎn)路堵塞(sāi)風險。
　　密(mì)相輸送(sòng)過程可(kě)分爲充(chōng)壓,穩壓(yā),輸送三(sān)個步驟(zhòu)。充✔️壓時(shí),高壓氮(dan)👨‍❤️‍👨氣通過(guò)發料罐(guan)底部充(chōng)壓口進(jìn)入發料(liao)罐,對♈發(fā)料罐進(jìn)行快速(su)充壓,同(tóng)時對罐(guàn)内粉煤(mei)充分🤞流(liú)化。當發(fā)料罐🈚壓(ya)力略低(di)于設定(dìng).輸送⭐壓(yā)力時,停(tíng)止充壓(yā)。高壓氮(dan)氣通過(guo)發料罐(guan)頂部的(de)穩壓口(kou)進入發(fā)料罐,通(tong)過穩壓(yā)調節閥(fá)控制氣(qì)量,緩慢(màn)充壓至(zhi)設定輸(shu)送壓力(lì),保證🆚發(fa)料罐與(yǔ)氣化爐(lú)的壓差(chà)穩定在(zài)設定壓(ya)差。輸送(sòng)壓差穩(wěn)定後🐕,發(fā)料罐出(chu)✍️口管道(dào)通入少(shao)量的輸(shu)送氣,同(tong)時開♍啓(qi)發料罐(guàn)底部的(de)切🛀🏻斷閥(fá),粉煤在(zài)輸送氣(qi)🐪的引導(dǎo)下進入(rù)輸送🥵管(guǎn)道,以壓(yā)差爲.動(dong)力,克服(fú)自身重(zhong)力和管(guan)道摩😍擦(cā),從發料(liào)罐底部(bù)出發,沿(yan)輸送管(guan).道,從下(xià)到上輸(shū)送到氣(qi)化爐内(nei),實現粉(fen)煤高壓(yā)密相穩(wěn)定輸送(sòng)。
4稱重計(ji)量标定(ding)
　　本工業(yè)裝置采(cǎi)用高壓(yā)稱重計(jì)量系統(tong)，利用标(biao)定罐模(mó)拟氣化(hua)爐的高(gao)壓工況(kuang)條件，标(biāo)定罐需(xū)要保持(chi)與氣化(huà)爐相同(tong)壓力來(lái)接收發(fā)料罐發(fa)出的粉(fěn)煤。
　　高壓(ya)稱重計(jì)量系統(tǒng)主要包(bāo)含高壓(yā)标定罐(guàn)和重量(liang)❤️計量系(xì)統。該高(gāo)壓标定(ding)罐主要(yào)包括進(jin)料口,出(chu)料口✉️,底(di)部充壓(ya)進氣口(kǒu),頂部放(fang)🆚空穩壓(yā)口。重量(liang)計量系(xi)統采用(yòng)壓📞力傳(chuán)感方式(shi)計🌍算整(zheng)個标定(ding)罐對應(ying)的壓力(lì)并轉換(huàn)爲重量(liang)。标定罐(guan)所連接(jie)的管路(lù)全部.采(cǎi)用耐高(gāo)壓軟連(lián)接，以降(jiang)低硬金(jin)🏃‍♀️屬管道(dao)應力對(duì)稱重系(xi)統的影(ying)響。重量(liàng)計量系(xì)統包含(han)四個壓(yā)力傳感(gan)器,選擇(zé)四點測(ce)量💜法,均(jun1)布于标(biao)定罐四(si)周,測量(liàng)點之間(jiān)成正方(fang)形且位(wei)置上保(bao)持水平(ping)。
　　高壓标(biao)定罐通(tong)過底部(bu)進氣口(kou)充壓至(zhì)與氣化(huà)爐相同(tong)的壓♉力(lì),然後等(děng)待接收(shou)發料罐(guàn)粉煤，當(dāng)粉煤由(yóu)發料罐(guan)發出,沿(yan)輸送管(guan)道通過(guò)進料口(kǒu)進入高(gao)壓标定(dìng)罐，開啓(qi)頂部穩(wen)壓口調(diao)節閥進(jin).行放空(kong)🤟，穩壓高(gao)壓标定(ding)罐壓力(lì),保持壓(ya)力不變(biàn)，模拟發(fa)料罐向(xiàng)氣化爐(lu)輸🔞送過(guò)程,當輸(shu)送穩定(ding)後,通過(guò)重量計(ji)量系統(tǒng)記錄标(biāo)定罐重(zhong)量的變(bian)化，标定(dìng)罐每小(xiao)時重量(liàng)的累積(ji)量,即爲(wèi)粉煤的(de)輸送流(liu)🔴量。通過(guo)高壓稱(chēng)重計量(liàng)系統修(xiu)正速度(dù)和密度(du)測量值(zhi)⛷️,完成對(dui)粉煤流(liú)量💁計的(de)在線标(biāo)定。
5流量(liàng)計對比(bǐ)
　　通過将(jiāng)電磁場(chang)流量計(jì)和電容(róng)式流量(liang)計同一(yi)管線串(chuan)💁聯安裝(zhuāng),然後對(dui)粉煤輸(shu)送流量(liàng)曲線進(jìn)行了對(dui)比,如圖(tú)1所示。電(dian)磁場流(liú)量計長(zhang)時間變(bian)化趨勢(shi)保持一(yi)緻,且細(xi)節變化(hua)也保持(chi)一緻。

6結(jie)論
　　電磁(cí)場粉煤(méi)流量計(jì),粉煤密(mì)度和速(sù)度測量(liàng)均采用(yòng)電磁💘場(chang)測💃量技(ji)術,屬于(yu)非核檢(jiǎn)測技術(shù)。通過高(gāo)壓稱重(zhòng)計量系(xì)統對粉(fěn)煤🔞流量(liàng)計的标(biao)定,實現(xiàn)了粉煤(méi)高壓密(mi)相🔞輸送(sòng)的準确(què)測量。該(gāi)測🥵量技(ji)術方案(àn)是目前(qian)🏃🏻‍♂️高壓密(mi)相輸送(sòng)工藝上(shang)最爲先(xian)☁️進的技(ji)術方案(an),标定❗過(guò)程簡單(dan),儀🔴器測(cè)量性能(neng)穩定可(kě)靠,使用(yòng)、維護簡(jiǎn)單🐆、方便(bian)。

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