水煤漿是(shì)由60%~70%具有一定粒(li)度級配的煤粉(fěn)和 30%~40%的水及🌍一定(ding)量添🌈加劑組成(cheng)的混合物[5]。由于(yú)分散劑和穩定(ding)劑等添加劑的(de)作用,使水煤漿(jiang)成爲一種具有(you)較好流動性💯和(he)穩定❌性的均勻(yun)的液💞固兩相流(liú),屬于非牛頓流(liú)體中的賓漢塑(sù)性流體[1][4],俗稱漿(jiāng)液。 由于受參比(bi)📱流動條件(充分(fen)發展的速度分(fèn)布、牛頓流體、均(jun1)勻單🤟相流體、穩(wen)定☔流👌等[2])的限制(zhi),絕大多數推理(li)式流量計🍓[2]都不(bú)适于這種流體(tǐ)的流✔️量測量。

應(yīng)當特别指出的(de)是,由于不同漿(jiang)液的流變學性(xìng)質、化學性質和(he)♋脈動流情況的(de)不同,對電磁流(liú)量傳感器的⚽材(cai)料、結構和對電(dian)磁流量轉換的(de)信号處理能力(lì)的要🔞求也不盡(jin)相同。如果選🍉型(xíng)或使用不當就(jiu)會出現各種問(wèn)題。
1電磁流量計(jì)(以下有時簡稱(chēng)“儀表”)在水煤漿(jiang)流量測量中的(de)常見問題、産生(shēng)原因和解決方(fāng)法。
電磁流量計(ji)在水煤漿的流(liú)量測量中,最常(cháng)見的問題✍️是儀(yí)表的流量顯示(shi)不穩定,其主要(yào)原因是:
1.1隔膜泵(beng)産生的脈動流(liú)及解決方法
水(shuǐ)煤漿向氣化爐(lú)輸送時的重要(yào)要求是流量的(de)适度和穩定🥵,以(yi)保證水煤漿的(de)氣化率。例如,根(gēn)據“德士🌈古”氣化(hua)爐的工🚶藝要求(qiu),水煤漿在噴嘴(zui)處的壓力需🏃♀️達(dá)到 6~9.6 MPa 以後甚至更(gèng)高。所以,目前水(shuǐ)煤漿都是用隔(ge)膜泵,通過活塞(sai)的沖程加壓進(jin)行輸送,隻要使(shǐ)用活塞隔膜泵(beng),打出的流體就(jiu)必然會産生脈(mò)動,即使在滿負(fu)荷高頻率⛹🏻♀️運行(hang)的情況下,加壓(ya)打出的流體的(de)脈🧡動波動量也(yě)相當👨❤️👨大,一般🏃🏻在(zai) 6%~15%。可以根據具體(tǐ)管線條件,用以(yǐ)下方法(單用或(huo)混用)滿足氣化(huà)爐對水煤漿流(liú)量及速度分布(bu)的要求。
(1)方法是(shì)保證儀表上遊(you)必要的管段長(zhang)度,在考慮按💚照(zhào)電磁❄️流🈲量計的(de)具體安裝要求(qiú)選擇安裝位置(zhì)。
(2)在工藝管道的(de)适當部位擴徑(jing)後加适用的流(liú)動調整器,可減(jiǎn)少上述直管段(duàn)長度至,但會産(chǎn)生一定的壓力(lì)損失。
(3)用多隔膜(mó)(目前最多爲三(san)腔)活塞泵替代(dài)單腔活塞泵🔞,以(yi)增加脈動頻率(lǜ),減小脈動幅度(du)。但是,若多隔膜(mó)活塞泵中的某(mǒu)一個工作腔出(chu)現故障,就會加(jiā)大流體的脈動(dong)量,而且每一🤞個(gè)工作腔的工作(zuò)狀态不能在中(zhong)央控制室進行(háng)監控,隻能反映(yìng)在儀表的瞬時(shi)☀️流量顯示及輸(shū)出信号的💔波動(dong)上,要及時檢查(cha)泵的工作情況(kuàng),發💞現異議後應(ying)及時排除。
另外(wài),在水煤漿制備(bei)及普通燃燒鍋(guō)爐的加壓輸送(sòng)環❌節采用的是(shi)“螺杆泵”,它在不(bú)同轉速下所産(chan)生的脈動流的(de)波動量很小,一(yī)般不會影響儀(yí)表對流量的測(cè)量和控制。
1.2極化(huà)現象的幹擾及(jí)電磁流量計的(de)選用
在水煤漿(jiang)等液固兩相流(liú)的流量測量中(zhōng),當固體顆粒🍓和(hé)纖🍉維💘擦過電極(ji)表面時,與電極(jí)表面的接觸電(dian)化學電勢👨❤️👨(即極(jí)化電壓)突然變(bian)化,造成從傳感(gǎn)器輸出的電極(ji)檢測信号出現(xiàn)尖脈🐕沖狀的✂️漿(jiāng)液噪聲幹擾,造(zao)成流☔量顯示和(hé)輸出信号的波(bō)動,波動量的大(da)小與傳感器的(de)勵磁電流頻率(lǜ)成1/f 的頻譜特性(xing)關系。而金屬顆(ke)粒對電極的摩(mó)擦會🐇産生嚴重(zhong)的瞬🈲間尖脈沖(chong)幹擾。
1.3水煤漿中(zhōng)摻雜金屬物質(zhi)及鐵磁性物質(zhi)産生的幹擾和(he)解決方法
1.3.1 金屬(shǔ)物質的來源
(1)原(yuán)煤本身含有金(jīn)屬物質成分;
(2)開(kāi)采過程:在煤炭(tàn)的開采過程中(zhong)難免與采掘設(shè)備摩擦、碰撞摻(chān)入各種金屬殘(can)屑;
(3)制漿過程:原(yuán)煤通過輸送帶(dài)送至棒磨機或(huo)球磨機與🈲造紙(zhǐ)廢液😍、甲醇廢液(yè)等添加劑混合(he)進行研磨,制成(chéng)煤粉含量爲60%~70%、密(mì)度爲 1250~1286 kg/m3、動力粘度(du)爲 700~3000cP 的水煤漿。在(zai)水煤漿的磨制(zhì)過程中,也會摻(chan)入與球磨機墨(mò)棒碰撞磨落的(de)金屬顆粒;
(4)内管(guan)壁氧化:水煤漿(jiāng)向氣化爐(或燃(ran)燒爐)的輸送管(guǎn)道一般采用✉️ 20 号(hao)鋼,在停機期間(jian),内管壁會産生(shēng)氧化層 - 鐵鏽,當(dāng)再次開機時,由(yóu)于水煤漿對管(guǎn)道内壁的摩擦(cā)作用使氧化層(ceng)磨落爲氧化鐵(tiě)屑混入水煤漿(jiāng)中。
(5)其它原因。水(shui)煤漿中摻雜的(de)這些金屬顆粒(lì)不但會産生上(shàng)述嚴重的瞬間(jiān)尖脈沖幹擾,還(hái)會造成活塞泵(bèng)及其它設備的(de)磨損。更爲嚴重(zhòng)的是,其中的鐵(tie)磁性物質會對(dui)儀表産生更加(jia)嚴重的幹擾。
1.3.2 鐵(tie)磁性物質産生(shēng)的幹擾
電磁流(liu)量計工作時,傳(chuán)感器測量管内(nèi)産生的磁場會(huì)使金屬顆粒中(zhōng)的鐵磁性物質(zhì)磁化,單獨或與(yu)污垢及🌈其它金(jīn)屬成分混合貼(tiē)附在傳感器電(dian)極及周圍的襯(chèn)裏上,影響電磁(ci)流量計工作磁(ci)場的穩定。金屬(shu)成分會使兩電(dian)極間的絕緣電(diàn)阻發生變化,絕(jué)緣🔴電阻減小則(ze)信号減弱;若金(jin)屬物質導通兩(liǎng)個電極就會産(chǎn)生短路而沒有(you)信号;當❌吸附在(zài)電極和㊙️襯裏上(shàng)的鐵磁性物質(zhi)被流體沖刷脫(tuo)落時,又會使極(ji)化電壓突然減(jian)少,造成儀表顯(xian)示的突然波動(dong);若鐵磁性物質(zhi)及其它金屬物(wù)質摻雜在流體(tǐ)中,則會使磁場(chǎng)增強信号增大(dà)。
1.3.3 解決方法
(1)最好(hao)在水煤漿制做(zuò)的末道工序進(jin)行磁過濾;
(2)最好(hao)采用不鏽鋼輸(shū)送管道;
(3)根據具(ju)體情況定期或(huo)不定期的對電(diàn)磁流量傳感器(qi)進行檢查清理(li);
(4)選用适合的原(yuan)煤或水煤漿。
1.4絕(jué)緣性沉積結垢(gou)對測量的影響(xiǎng)及解決方法
若(ruo)絕緣性沉積結(jié)垢覆蓋電極表(biao)面,則測量信号(hào)會被斷路。可根(gen)據具體情況定(dìng)期或不定期的(de)對電極🌈表面進(jin)行💞檢查清理。
1.5氣(qì)泡對測量的影(yǐng)響及解決方法(fa)
水煤漿中若含(hán)有氣泡會對測(ce)量造成影響,嚴(yan)重的🏃還🥰會造成(chéng)空管報警,促使(shǐ)4~20mA 信号回零。
長期(qī)實用表明,E- Mag 漿液(yè)型電磁流量計(jì)具有解決這一(yi)問🥵題💋的明🔞顯♊優(yōu)勢,它具有以下(xia)特點:
(1)E- Mag 漿液型電(diàn)磁流量計的 SMART(智(zhi)能)轉換器采用(yong)專有的漿液😍型(xing)E- MagMaster 電磁流量計校(xiao)驗設置數據軟(ruǎn)件;采用新穎的(de)勵磁方式😍,功耗(hao)低,零點穩定,精(jīng)度高,反應速度(dù)快;具有自檢和(he)自診㊙️斷功能;流(liu)量範圍可達 1500:1;采(cai)用 SMT(表面安✌️裝)技(jì)術等優點。
(2)新穎(yǐng)的勵磁方式:高(gāo)頻勵磁具有很(hěn)強的抑制“漿液(yè)噪聲✂️”的能力,低(di)頻勵磁又有零(ling)點穩定等優點(dian)。因此🔞,E- Mag漿液型電(dian)📐磁流量計能夠(gou)有效地解決在(zài)測量水煤漿等(děng)導🔆電性液📱固兩(liǎng)相流中造成的(de)瞬時流量顯示(shi)及輸出信号波(bō)動的問題。
(3)檢測(ce)電極采用不鏽(xiu)鋼塗覆碳化鎢(wū)。該材質即耐磨(mó)又能解決“電化(huà)學幹擾噪聲”造(zao)成的流量信号(hào)波動問題。對于(yu)🈲工作壓力小于(yu)4 MPa 的電極結構采(cai)用内插式,對于(yú)工作壓力大于(yu) 4MPa 的電極結構采(cai)用外插式。
(4)襯裏(lǐ)采用耐磨的聚(jù)氨脂材料并經(jīng)過特殊工藝處(chu)理成型。
(5)采用進(jìn)/出口保護法蘭(lan):流量計本體法(fa)蘭和工藝管🔴道(dào)法蘭安裝夾緊(jin)後,水煤漿對聚(jù)氨脂襯裏在流(liu)量計本體法蘭(lán)外密封面上“翻(fān)邊拐角”處的變(bian)形部分産生磨(mo)損,10~20天聚氨
脂襯(chen)裏将逐步撕裂(liè)脫落造成傳感(gǎn)器報廢。而采用(yong)在🌈流🈲量計🐉本💁體(tǐ)法蘭内安裝特(tè)殊結構的進/出(chu)口保護法蘭的(de)方法就能❗完全(quan)解決這一問題(tí)。
(6)傳感器内壁采(cai)取燕尾槽結構(gòu)設計,以避免氣(qì)化爐停車後形(xing)🏃🏻♂️成🈲的負壓造成(cheng)襯裏鼓泡甚至(zhì)撕裂。
(7)傳感器經(jing)多次打壓檢查(cha)電極絕緣強度(du)。
(8)根據氣化爐的(de)工藝特點采取(qǔ)三台電磁流量(liàng)計配組串聯校(xiao)驗。以保證其精(jing)度的一緻性。
需(xu)要說明的是,流(liú)量是否穩定是(shi)由儀表顯示的(de),儀表顯示的流(liu)量不穩定除上(shàng)述原因外,時間(jian)常數的設定💔隻(zhī)是一個非實質(zhì)性原因。電磁流(liu)量計的時間常(chang)數可在 1~100 秒的📱範(fan)圍内分段設定(dìng),時間常數設定(ding)的越短,儀表對(duì)流體的🈲脈動就(jiu)越🈲敏感,隻要流(liu)體的脈動量能(neng)夠滿⛹🏻♀️足氣化爐(lu)工藝條件的要(yào)求,就可以把儀(yi)表的時間常數(shu)設定在适當🧡範(fàn)圍,消除或減少(shao)脈動顯示,以便(bian)進行脈動變化(huà)的監測。
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