水煤漿的特性對電磁流量計計量的影響因素

 

       由于水煤漿特殊的物理特性,它含有65%左右的極細的煤固體顆粒,占有20%的鐵屑,再加上輔助添加劑,在高壓工況下,其動力粘度高達800～1500mPa·s,煤漿對襯里的擠壓和對電極的沖刷、鐵屑的存在對電磁流量計傳感器的襯里與測量導管的附著性能、電極的抗噪聲和防滲漏性能及磁場的變化有著較大的影響。電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律進行流量測量的流量計,輸出信號和被測流量成線性,精確度較高,可測量電導率≥1μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿的導電流體流量。目前煤化工行業中氣化爐中的煤漿流量計大部分都采用的是電磁流量計,但實際使用效果差異很大,這一問題一直是煤化工行業專業人員討論的問題。

 

2水煤漿流量在測量中的難點

       (1)水煤漿的主要成分是含有60%wt的固體顆粒,經過添加劑作用,正常粘度在800～1500mPa·s范圍之間,由于介質中的固體顆粒、鐵屑對管道沖刷性強,因此對襯里的耐磨性要求高。

       (2)介質流速過低,測量信號弱,易受干擾：水煤漿流量的滿負荷設計為32t/h,管道直徑為DN100。在系統開車半負荷13m3/h煤漿量時,管道流速只有0.4m/s,即使在滿負荷32m3/h煤漿量時,介質的流速也只有0.6m/s,而一般電磁流量計的流速要求為1～10m/s,本身電磁流量計的信號只有零點幾毫伏,煤漿流量計的信號更弱。這樣在生產過程中,煤漿介質發生變化和含有大量的鐵屑存在,使電極周圍的磁場產生大的干擾造成磁場紊亂。這就是電磁流量計波動的主要原因。

       (3)高壓煤漿泵的影響:因為氣化爐工作在6.5MPa下,這樣就要求煤漿管線壓力在7.0MPa左右,大多采用的是德國菲魯瓦的隔膜軟管泵,該泵本身就是一個脈動流。這樣對流量計來說就是一個大的波動。

       (4)水煤漿中成分不穩定,特別是鐵屑含量的變化對電磁流量計的干擾非常大。

 

       (5)仕樂克儀表有限公司的SC-LDG型電磁流量計引進了ABB-KENT TAYLOR電磁流量計技術,針對水煤漿特性對電磁流量計進行了特殊設計,以滿足氣化爐對流量計的要求。該流量計的流速檢測范圍最低可以達到0.01m/s,在氣化爐最低負荷煤漿量在32m 3 /h時,流速0.6m/s,對流量計的影響也很小。襯里采用了聚氨酯襯里,耐磨性大大增強,在使用一年后對流量計的襯里幾乎無磨損。

       (6)電磁流量計檢測的信號比較弱,滿量程時只有幾毫伏,且流量很小時,只有幾微伏,外界稍有干擾就會影響到測量精度。因此,流量計的外殼、屏蔽線、測量導管按規范要求進行接地,并且要單獨設置接地點,千萬不要連接在電機或上、下管道上。流量計傳感器的法蘭必須與管道跨接,并可靠接地保證接地電阻值在10Ω以下,防爆型在1Ω以下;電磁流量計周圍不應有大功率電器等,遠離一切磁源。

       (7)高壓煤漿泵泵本身是雙缸式,出口應設置隔膜緩沖器,這對消除煤漿量的本身波動非常重要,在調節緩沖罐壓力時將緩沖罐壓力調整為煤漿管線系統壓力的80%,盡量減少煤漿泵對流量波動的影響,出口管線上有一個出口壓力表如果波動很小,就說明煤漿量本身波動很小,如若振幅很大,就應及時調整緩沖罐是否氮氣壓力不合適或存在一個缸不打量等情況,應該及時處理。

 

       (8)水煤漿中鐵屑含量高的處理辦法:產生鐵屑的主要途徑有煤礦采煤時產生的磁性金屬、磨煤機磨煤時鋼棒脫落產生的鐵屑、大小煤漿槽產生的鐵銹及煤漿輸送管線產生的鐵銹,鐵質物體在通過流量計電極時就會產生大的高頻噪聲干擾,造成流量顯示的大幅波動。采取的主要辦法有在煤輸送皮帶進入氣化煤倉前加磁性除鐵器,并按規定定時清理減少進入氣化煤倉的大鐵塊;磨煤機滾筒篩加強巡檢及清洗,避免大的金屬顆粒進入煤漿槽;在每次停車進行煤漿管線沖洗時,首先對電磁流量計停電,以便沖洗掉粘附在電極上的金屬顆粒,開車時首先對煤漿管線沖洗,將煤漿輸送管線上的鐵銹沖洗干凈,再對煤漿流量計送電。經過多次觀察煤漿流量計的波動主要出現在第一次開車和系統停車檢修后的一周時間內,分析主要原因是煤漿中的金屬固體含量高造成的,在系統運行一周以后,流量計趨于穩定。在停車較長時間開車后就應該加強對煤漿流量

計的巡檢和維護力度,可對儀表相關參數進行調整,如儀表波動太大可適當延長阻尼時間,避免誤跳車,在水煤漿成分比較穩定后,可將阻尼時間調整回正常。煤漿流量計的波動是因各方面的原因造成的,出現問題應該找到原因,因故障原因去查找問題,消除波動。不要一味的調整流量計的各種參數和延長阻尼時間去消除波動,及時反映現場的實際工況,及時修正以滿足流量計的正常測量要求。

 

3 結語

       雖然電磁流量計測量煤漿有很多難點,假如使用不當會在實際使用中輕者會造成流量計在使用過程中顯示波動過大,重者就會造成氣化爐頻繁跳車,甚至生產不能正常進行。我們根據貴公司現場介質情況和貴公司儀表技術人員一起對電磁流量計的相關儀表參數進行了調整,并對影響流量測量的因素提出了整改意見,以上觀點僅供參考