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影響冷卻水流量計(jì)選型測(cè)量因素及解決辦法
點(diǎn)擊次數(shù)：2227 發(fā)布時(shí)間：2021-01-16 13:01:18
摘要：科宇飛翔（重慶）能源有限公司是以高硫煤為原料、潔凈煤技術(shù)為核心，72萬(wàn)t/a甲醇的生產(chǎn)裝置。氣化裝置是采用華東理工大學(xué)的四噴嘴對(duì)置式水煤漿加壓氣化工藝。水煤漿流量測(cè)量選用漿液型冷卻水流量計(jì)選型，3年多的實(shí)踐應(yīng)用，總結(jié)了漿液型冷卻水流量計(jì)選型故障檢測(cè)，參數(shù)調(diào)整方法，這為實(shí)現(xiàn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行和安全生產(chǎn)提供了參考。
1、漿液型冷卻水流量計(jì)選型測(cè)量水煤漿流量的必要性
水煤漿的主要組成成份為煤漿顆粒和添加劑，而且水煤漿是非牛頓流體，鑒于水煤漿特殊的物理特性，使得水煤漿流量測(cè)量難度較大，目前選擇漿液型冷卻水流量計(jì)選型測(cè)量水煤漿流量的應(yīng)用較為廣泛。
2、漿液型冷卻水流量計(jì)選型測(cè)量水煤漿流量的重要性
由于水煤漿是四噴嘴氣化爐的主要反應(yīng)原料，而且每條煤漿管線上面都裝有3臺(tái)煤漿冷卻水流量計(jì)選型，同時(shí)煤漿流量按三選二連鎖保護(hù)做到了四噴嘴氣化爐安全連鎖保護(hù)系統(tǒng)里面，依據(jù)氧煤比來(lái)調(diào)節(jié)控制進(jìn)入四噴嘴氣化爐的氧氣量，精確測(cè)量水煤漿流量對(duì)四噴嘴氣化爐裝置的安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行的作用非常重要。
3、影響漿液型冷卻水流量計(jì)選型測(cè)量因素及解決辦法
（1）水煤漿成份復(fù)雜造成測(cè)量不準(zhǔn)確原料煤中含有鐵，銅等金屬，通過稱重給料機(jī)輸送到磨煤機(jī)里，磨煤機(jī)里面的鋼棒在擠壓磨碎煤炭過程中部分金屬顆粒脫落，同時(shí)低壓煤漿泵、煤漿槽、高壓煤漿泵、煤漿管線及其他設(shè)備裝置在水煤漿輸送過程中的摩擦、撞擊、磨損、損壞都有可能將金屬顆粒混入水煤漿中，而通過選擇煤質(zhì)較好的煤源，在磨煤機(jī)進(jìn)口處和低壓煤漿泵出口處分別加一除鐵（易吸附礦物質(zhì)）的裝置，都可以起到減輕水煤漿成份復(fù)雜導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。
（2）水煤漿中煤漿顆粒均勻程度及固液兩相漿液噪聲造成測(cè)量不穩(wěn)定水煤漿是固液混合的導(dǎo)電液體，如果水煤漿中的煤漿顆粒大小不均勻，在長(zhǎng)時(shí)間的流動(dòng)過程中水煤漿中的煤漿顆粒及氣泡對(duì)電極的摩擦損傷會(huì)增大，導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)形式發(fā)生變化，存在差別，這樣電極感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)會(huì)出現(xiàn)在較短時(shí)間內(nèi)高低起伏變化的現(xiàn)象，故而產(chǎn)生尖波峰脈沖噪聲，電動(dòng)勢(shì)信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換、放大處理進(jìn)而產(chǎn)生更加嚴(yán)重的瞬間尖脈沖干擾，*終導(dǎo)致測(cè)得的煤漿流量輸出信號(hào)頻繁大幅波動(dòng)，極不穩(wěn)定。通過把控好煤漿顆粒的均勻程度和水煤漿的濃度比例都可以減輕對(duì)煤漿流量測(cè)量不穩(wěn)定的影響。
（3）極化電壓造成測(cè)量不穩(wěn)定
漿液型冷卻水流量計(jì)選型導(dǎo)管內(nèi)襯為改進(jìn)的聚氨脂襯里材料，電極采用獨(dú)特的不銹鋼涂覆碳化鎢電極結(jié)構(gòu)。由于在長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)過程中，煤漿管線里面的水煤漿等測(cè)量介質(zhì)有可能對(duì)測(cè)量電極造成污染，而測(cè)量電極又是兩種不同材質(zhì)的金屬材料，這樣兩個(gè)電極之間就會(huì)出現(xiàn)極化電壓，電極污染后極化電壓會(huì)導(dǎo)致煤漿流量輸出信號(hào)出現(xiàn)較大幅度的波動(dòng)，通過清理傳感器內(nèi)管壁，電極表面的結(jié)垢物質(zhì)及吸附的金屬礦物質(zhì)等都可以避免極化電壓對(duì)煤漿流量測(cè)量的影響。
（4）高壓煤漿泵的脈動(dòng)流對(duì)測(cè)量的影響
高壓煤漿泵在工作時(shí)存在脈動(dòng)流是必然的，四噴嘴氣化爐的四個(gè)工藝燒嘴需要高壓煤漿泵將水煤漿加壓至約8MPa才能達(dá)到*佳霧化效果。我們使用的高壓煤漿泵是隔膜泵，因其結(jié)構(gòu)和工作原理，即使在100％負(fù)荷工作的條件下，經(jīng)高壓煤漿泵加壓出來(lái)的水煤漿脈動(dòng)流也會(huì)出現(xiàn)大幅度的波動(dòng)，這就會(huì)使冷卻水流量計(jì)選型傳感器測(cè)量的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)波動(dòng)量也很大，*終導(dǎo)致水煤漿流量變化較大。通過提高水煤漿的流速和高壓煤漿泵的轉(zhuǎn)速以及把冷卻水流量計(jì)選型傳感器安裝在距離高壓煤漿泵較遠(yuǎn)的位置，都可以使流場(chǎng)更加平穩(wěn)，減輕脈動(dòng)流對(duì)測(cè)量的影響。
（5）煤漿管線材質(zhì)對(duì)測(cè)量的影響
四噴嘴氣化爐的四條煤漿管線一般選擇碳鋼材料，在停車和檢修期間，水煤漿不再輸送，在很短時(shí)間內(nèi)煤漿管線內(nèi)管壁被氧化而產(chǎn)生鐵銹，開車生產(chǎn)運(yùn)行后，隨著水煤漿的不斷流動(dòng)，沖刷及摩擦，煤漿管線內(nèi)管壁上會(huì)掉落很小的金屬顆粒，在電磁場(chǎng)中被磁化后吸附在電極附近產(chǎn)生極化電壓，造成電極測(cè)得的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生波動(dòng)，進(jìn)而增大了煤漿流量的波動(dòng)，測(cè)量精度大大降低，而且測(cè)量也不穩(wěn)定。通過把冷卻水流量計(jì)選型斷電，同時(shí)煤漿循環(huán)管線磨損保護(hù)工作需提前先做好，靠水煤漿的流動(dòng)沖刷去除煤漿管線內(nèi)管壁上的鐵屑，鐵銹等。也可以選擇不銹鋼材質(zhì)的管線來(lái)解決這個(gè)問題。
4、水煤漿流量在生產(chǎn)中的連鎖設(shè)計(jì)
四條煤漿管線上分別安裝的3臺(tái)冷卻水流量計(jì)選型，采用三選二的連鎖保護(hù)方式，同時(shí)高壓煤漿泵轉(zhuǎn)速和電流值采用二選二連鎖保護(hù)方式，對(duì)置的兩條煤漿管線上相對(duì)應(yīng)三個(gè)煤漿流量之差采用三選二連鎖保護(hù)方式。即：在每條煤漿管線上，當(dāng)其中兩個(gè)煤漿流量同時(shí)低于設(shè)定的連鎖值，或者高壓煤漿泵轉(zhuǎn)速和電流值同時(shí)低于設(shè)定的連鎖值，或者對(duì)置的兩條煤漿管線上相對(duì)應(yīng)三個(gè)煤漿流量之差（例如煤漿A管線和煤漿B管線煤漿流量之差：FT1102A-FT1102B，F(xiàn)T1103A-FT1103B，F(xiàn)T1104A-FT1104B）中兩個(gè)流量差值同時(shí)低于設(shè)定的連鎖值，四噴嘴氣化爐就會(huì)連鎖跳車，將氧氣放空，避免氣化爐爆炸事故的發(fā)生。
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1、漿液型冷卻水流量計(jì)選型測(cè)量水煤漿流量的必要性
水煤漿的主要組成成份為煤漿顆粒和添加劑，而且水煤漿是非牛頓流體，鑒于水煤漿特殊的物理特性，使得水煤漿流量測(cè)量難度較大，目前選擇漿液型冷卻水流量計(jì)選型測(cè)量水煤漿流量的應(yīng)用較為廣泛。
2、漿液型冷卻水流量計(jì)選型測(cè)量水煤漿流量的重要性
由于水煤漿是四噴嘴氣化爐的主要反應(yīng)原料，而且每條煤漿管線上面都裝有3臺(tái)煤漿冷卻水流量計(jì)選型，同時(shí)煤漿流量按三選二連鎖保護(hù)做到了四噴嘴氣化爐安全連鎖保護(hù)系統(tǒng)里面，依據(jù)氧煤比來(lái)調(diào)節(jié)控制進(jìn)入四噴嘴氣化爐的氧氣量，精確測(cè)量水煤漿流量對(duì)四噴嘴氣化爐裝置的安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行的作用非常重要。
3、影響漿液型冷卻水流量計(jì)選型測(cè)量因素及解決辦法
（1）水煤漿成份復(fù)雜造成測(cè)量不準(zhǔn)確原料煤中含有鐵，銅等金屬，通過稱重給料機(jī)輸送到磨煤機(jī)里，磨煤機(jī)里面的鋼棒在擠壓磨碎煤炭過程中部分金屬顆粒脫落，同時(shí)低壓煤漿泵、煤漿槽、高壓煤漿泵、煤漿管線及其他設(shè)備裝置在水煤漿輸送過程中的摩擦、撞擊、磨損、損壞都有可能將金屬顆粒混入水煤漿中，而通過選擇煤質(zhì)較好的煤源，在磨煤機(jī)進(jìn)口處和低壓煤漿泵出口處分別加一除鐵（易吸附礦物質(zhì)）的裝置，都可以起到減輕水煤漿成份復(fù)雜導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。
（2）水煤漿中煤漿顆粒均勻程度及固液兩相漿液噪聲造成測(cè)量不穩(wěn)定水煤漿是固液混合的導(dǎo)電液體，如果水煤漿中的煤漿顆粒大小不均勻，在長(zhǎng)時(shí)間的流動(dòng)過程中水煤漿中的煤漿顆粒及氣泡對(duì)電極的摩擦損傷會(huì)增大，導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)形式發(fā)生變化，存在差別，這樣電極感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)會(huì)出現(xiàn)在較短時(shí)間內(nèi)高低起伏變化的現(xiàn)象，故而產(chǎn)生尖波峰脈沖噪聲，電動(dòng)勢(shì)信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換、放大處理進(jìn)而產(chǎn)生更加嚴(yán)重的瞬間尖脈沖干擾，*終導(dǎo)致測(cè)得的煤漿流量輸出信號(hào)頻繁大幅波動(dòng)，極不穩(wěn)定。通過把控好煤漿顆粒的均勻程度和水煤漿的濃度比例都可以減輕對(duì)煤漿流量測(cè)量不穩(wěn)定的影響。
（3）極化電壓造成測(cè)量不穩(wěn)定
漿液型冷卻水流量計(jì)選型導(dǎo)管內(nèi)襯為改進(jìn)的聚氨脂襯里材料，電極采用獨(dú)特的不銹鋼涂覆碳化鎢電極結(jié)構(gòu)。由于在長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)過程中，煤漿管線里面的水煤漿等測(cè)量介質(zhì)有可能對(duì)測(cè)量電極造成污染，而測(cè)量電極又是兩種不同材質(zhì)的金屬材料，這樣兩個(gè)電極之間就會(huì)出現(xiàn)極化電壓，電極污染后極化電壓會(huì)導(dǎo)致煤漿流量輸出信號(hào)出現(xiàn)較大幅度的波動(dòng)，通過清理傳感器內(nèi)管壁，電極表面的結(jié)垢物質(zhì)及吸附的金屬礦物質(zhì)等都可以避免極化電壓對(duì)煤漿流量測(cè)量的影響。
（4）高壓煤漿泵的脈動(dòng)流對(duì)測(cè)量的影響
高壓煤漿泵在工作時(shí)存在脈動(dòng)流是必然的，四噴嘴氣化爐的四個(gè)工藝燒嘴需要高壓煤漿泵將水煤漿加壓至約8MPa才能達(dá)到*佳霧化效果。我們使用的高壓煤漿泵是隔膜泵，因其結(jié)構(gòu)和工作原理，即使在100％負(fù)荷工作的條件下，經(jīng)高壓煤漿泵加壓出來(lái)的水煤漿脈動(dòng)流也會(huì)出現(xiàn)大幅度的波動(dòng)，這就會(huì)使冷卻水流量計(jì)選型傳感器測(cè)量的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)波動(dòng)量也很大，*終導(dǎo)致水煤漿流量變化較大。通過提高水煤漿的流速和高壓煤漿泵的轉(zhuǎn)速以及把冷卻水流量計(jì)選型傳感器安裝在距離高壓煤漿泵較遠(yuǎn)的位置，都可以使流場(chǎng)更加平穩(wěn)，減輕脈動(dòng)流對(duì)測(cè)量的影響。
（5）煤漿管線材質(zhì)對(duì)測(cè)量的影響
四噴嘴氣化爐的四條煤漿管線一般選擇碳鋼材料，在停車和檢修期間，水煤漿不再輸送，在很短時(shí)間內(nèi)煤漿管線內(nèi)管壁被氧化而產(chǎn)生鐵銹，開車生產(chǎn)運(yùn)行后，隨著水煤漿的不斷流動(dòng)，沖刷及摩擦，煤漿管線內(nèi)管壁上會(huì)掉落很小的金屬顆粒，在電磁場(chǎng)中被磁化后吸附在電極附近產(chǎn)生極化電壓，造成電極測(cè)得的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生波動(dòng)，進(jìn)而增大了煤漿流量的波動(dòng)，測(cè)量精度大大降低，而且測(cè)量也不穩(wěn)定。通過把冷卻水流量計(jì)選型斷電，同時(shí)煤漿循環(huán)管線磨損保護(hù)工作需提前先做好，靠水煤漿的流動(dòng)沖刷去除煤漿管線內(nèi)管壁上的鐵屑，鐵銹等。也可以選擇不銹鋼材質(zhì)的管線來(lái)解決這個(gè)問題。
4、水煤漿流量在生產(chǎn)中的連鎖設(shè)計(jì)
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