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水煤浆电磁流量计在煤化水煤浆行业应用
发布时间:2021-3-10 08:17:00

摘要:通过煤化工生产中水煤浆计量难的分析,从检修和调试实际角度出发针对性地有效解决水煤浆电磁流量计在具体应用中的缺陷和固有的不足。为煤化工设计院、水煤浆电磁流量计制造厂家、化工生产企业的检修单位提供可靠科学依据保证煤化工水煤浆计量的准确、可靠和科学性。
  1990年山东鲁南化肥厂在中国第一家成功引进了“德士古”型气化炉制煤气技术随之“对置式四喷嘴新型气化炉制煤气技术”、“鲁奇BGL气化炉制煤气技术”、“西门子GSP气化炉制煤气技术”、“GE高压气化炉制煤气技术”等气化炉制煤气技术很快在中国得到了突飞K猛进的发展,而所有的气化炉制煤气工艺控制的核心技术是对经过磨煤机磨化筛选煤浆泵加压后的水煤浆流量与工艺氧流量比科学、准确监控。
  目前工艺氧流量测量技术已经足够成熟。但是新型的煤化工工艺和恶劣多变的现场条件导致特殊工况的水煤浆介质流量监测不稳定性始终困惑着各个煤化工企业与流量计厂家。这样攻克煤化工水煤浆流量监测的技术难题就成了众多流量计厂家和维护单位一-直奋斗和追求攻克的研究方向。
  经众多流量计厂家和煤化工企业共同开发研究、筛选和应用一致总结出到目前为止速度式测量原理的“水煤浆电磁流量计”是测量煤化工水煤浆流量的最佳首选流量计。
  但是在电磁流量计实际使用过程中存在着工频干扰嘈声、流体介质特性产生的电化学干扰嘈声、供电电源性等干扰造成了相应的水煤浆计量难。
1从检修、调试角度分析煤化工行业水煤浆的计量难点
1.1水煤浆成分复杂导致计量相关设备易损坏造成了计量难
  因煤炭在采掘过程中含有铁丝、铜丝等金属通过皮带输送到棒磨机或球磨机里和造纸废液、甲醇废水等添加剂进行研磨生成含量为60%70%操作密度为1250-~1286kg/m3、动力粘度为700~3000cp的水煤浆。棒磨机或球磨机在研磨煤炭碰撞会进一步脱落部分金属颗粒,后续设备不可能完全过滤、去除水煤浆中含有金属颗粒计量过程中的冲击和磨损容易造成加压泵及其他计量主辅设备的易损坏。
1.2水煤浆介质的特性造成的计量难
  在测量水煤浆、泥浆等液、固两相混合导电性介质流量时,在固体颗粒或者纤维介质擦过电极表面时电级表面的接触电化学电势突然变化造成从传感器输出的电极检测信号出现尖脉冲浆液(干扰)噪声,它将造成显示和信号输出波动波动量大小与传感器的励磁电流频率1/f的频谱特性关系。金属颗粒的摩擦会产生更加严重的瞬间尖脉冲干扰最终造成电磁流量信号所受干扰严重而导致测量不稳定。
1.3加压泵方面造成的计量难
  加压泵工作时存在脉动流是必然的。在水煤浆制造及普通锅炉燃烧的加压环节基本.上采用“螺杆泵”因其结构及工作方式在不同的转速下脉动流的波动量很小(波动量--般在0.5%~5%)一般情况下不影响计量和控制应用。而“德士古”气化炉因其工艺要求,水煤浆喷嘴需要加压泵将水煤浆加压至6~9.6Mpa才能达到最佳的雾化效果今后甚至更高所以采用“活塞泵”或“隔膜泵”,因其工作原理及结构即使在满负荷工作的情况下加压打出液体的脉动流的波动量很大(波动量--般在6%~15%),煤浆泵在长期工作后若某一个工作腔出现问题会进一步加大其脉动量而且每一一个工作腔的工作状态不能在中央控制室进行监控只能反映在流量计的瞬时显示及信号输出波动上。
1.4煤浆输送管道因素造成的计量难
  气化炉装置水煤浆的输送管线--般采用20号碳钢材质。在停止输送煤浆阶段时,管线内壁会氧化产生大量的氧化铁锈水煤浆对管线内壁的摩擦会脱落细小的碳钢颗粒裹含在煤浆中。电磁流量计在工作时其传感器测量腔内产生的磁场会使金属颗粒磁化促使煤浆内的金属颗粒吸附在测量电极附近,对电极形成极化电压会加大电磁流量计本身的测量精度和进一步造成增大波动量。而不锈钢管线基本不存在此问题。
2浆液型电磁流量计在水煤浆行业中的针对性研究应用
2.1电磁流量计的特别安装要求
  严格按照电磁流量计安装要求安装,并且尽可能地将三台电磁流量计安装在汽化炉顶部。延长流量计的前直管段是解决煤浆加压泵工作时造成脉动的最佳办法。
2.2对电磁流量计的特殊加工
  用专用量具量出电磁流量计的法兰接口尺寸并经计算和设计,用316锰絡合金等特殊材质加工成接口法兰的防护冲刷磨损套。对电磁流量计的腔室渡上碳化硅(对电磁干扰有防护作用)防护冲刷磨损膜。对电磁流量计感应电极渡上碳化钨防护冲刷磨损膜。
2.3对电磁流量计使用建议
2.3.1在单机试车阶段严禁对电磁流量计送电,先做好煤浆循环管线磨损防护,利用水煤浆对煤浆管线内壁除锈,否则铁锈会被电磁传感器内壁的磁场吸附在电极附近,对电极形成极化电压干扰而造成流量计的波动。气化炉停车后将电磁流量计停电后再清洗管线,避免因电磁流量计传感器内励磁形成的磁场使吸附在电极附近的铁锈不能被冲洗干净。
23.2在正常运行阶段突然发现电磁流量计波动、干扰有以下可能:
2.3.2.1可能是泵引|起的波动
  煤浆泵的某一个隔膜工作腔出现异常,流量值的变化可能不大,但流场变化较大而引|起脉动,波动量加大。及时观察煤浆泵每一个隔膜工作腔体的监测压力表是否均衡。
2.3.2.2可能是煤浆弓|起的波动
  煤浆含金属颗粒量增多堆积在电极附近对电极形成极化电压干扰而造成流量计的波动及时停车拆检或冲洗。
2.3.2.3电磁流量计输出信号突然出现瞬间尖脉冲干扰。
  煤浆含的大颗粒金属或气泡摩擦,碰撞电极而产生的瞬间尖脉冲干扰若频繁的出现要检查煤浆质量。电磁流量计的传感器衬里受耐温的限制不能使用蒸汽冲洗煤浆管线。
2.3.2.4电磁流量计的参数整定
  电磁流量传感器在不能按照最佳的安装条件安装使用时,可以调整流量计本身的阻尼时间,以牺牲灵敏度为代价去弥补脉动流造成的波动建议阻尼时间不要超过30s以5-15s为最佳。特别是电磁流量计经长时间高压冲刷使用后计量设备结构因冲刷严重而发生了一定的变化为了更好适用计量的准确性,需用角向磨光机对里衬碳化硅防护膜进行整形,特别是对感应电极的碳化钨防护膜整形。但是-定要记住对防护膜整形后一定要通过计量校准标定整定该电磁流量计的参数才能准确投运该电磁流量计,才能更好发挥它在煤化I水煤浆行业计量中的固有优点和特长。
  下面以目前国内应用最广的ABB-E~mag型水煤浆电磁流量计为例示范如何整定参数如下表1:

  该三台流量计经使用18个月后于2010-04-15因计量误差太大导致气化炉跳车。经拆体检查和原始安装数据比较发现三台浆液型电磁流量计防护里衬整体平均磨损了0.8毫米的厚度,但感应电极因出厂加装了碳化钨防护膜而保护特好导致了流量计电级与里衬物理与几何结构的不匹配。为了不影响正常经厂家传真确认“要求用角向磨光机将碳化钨防护膜平均打磨0.8毫米的厚度后对流量计重新标定和整定参数”。我公司严格按厂家要求进行检修标定和参数整定现将标定时整定好的参数附后见表2以供参考。

  经为期3个月的气化炉开车验证该检修、调试方法科学可行。从而有力地保证了气化现场的稳定、及时运行,且一下子节约了大约40万的生产维简费。特别值得兄弟企业借鉴。
  综上通过对煤化工生产中水煤浆计量难的分析从检修和调试实际角度出发,针对性地有效采取解决水煤浆电磁流量计在具体应用中的缺陷和固有的不足。为煤化工设计院、水煤浆电磁流量计制造厂家、化工生产企业的检修单位提供可靠科学依据保证煤化工水煤浆计量的准确、可靠和科学性。以便水煤浆电磁流量计在今后煤化工生产中进一步发挥它的固有计量特长和优点。

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