[摘(zhai)要]通過(guo)粉煤流(liu)量計 在(zai)氣流床(chuang)氣化的(de)實際應(ying)用,以及(ji)在使用(yong)前利用(yong)标🏃‍♂️定罐(guan)㊙️稱✌️重計(ji)量系統(tong)正确标(biao)定,證明(ming)了粉煤(mei)流量計(ji)在高壓(ya)密相輸(shu)送工況(kuang)條件下(xia)計量的(de)可行性(xing),同時粉(fen)煤流量(liang)計在實(shi)際質量(liang)流量的(de)計量中(zhong)具有無(wu)核輻射(she)、操作維(wei)護簡單(dan)⛹🏻‍♀️、反應靈(ling)敏、數據(ju)可靠等(deng)優點。
1引(yin)言
　　氣流(liu)床煤氣(qi)化技術(shu)是潔淨(jing)煤利用(yong)的關鍵(jian)技術,其(qi)按照進(jin)料方式(shi)不同,可(ke)分爲水(shui)煤漿氣(qi)化與幹(gan)粉氣化(hua)。水煤漿(jiang)氣流床(chuang)氣化技(ji)術相對(dui)成熟,但(dan)粉煤氣(qi)流床氣(qi)化🔞爐具(ju)有高碳(tan)轉化率(lü)、良📱好的(de)煤種适(shi)應性、有(you)效氣成(cheng)分高、氧(yang)耗與煤(mei)耗低等(deng)優勢,因(yin)此粉煤(mei)氣化👨‍❤️‍👨技(ji)術的應(ying)用🐉前景(jing)被看好(hao)。
　　目前，已(yi)有的粉(fen)煤氣化(hua)工業裝(zhuang)置隻實(shi)現了粉(fen)煤在中(zhong)低壓下(xia)的加壓(ya)及穩定(ding)密相輸(shu)送，因而(er)實現粉(fen)煤在更(geng)高壓力(li)下🆚加壓(ya)🙇🏻及密相(xiang)輸送,将(jiang)是一個(ge)工程難(nan)題,其中(zhong)如何準(zhun)确計量(liang)煤粉輸(shu)送流量(liang)🌈至關重(zhong)要,關系(xi)到實驗(yan)☔數據的(de)采集、分(fen)析,對實(shi)驗的準(zhun)确性和(he)真實性(xing)起決定(ding)🐕作用。
2粉(fen)煤流量(liang)測量
　　煤(mei)化工工(gong)藝中,準(zhun)确、實時(shi)監測個(ge)煤粉管(guan)線内煤(mei)粉輸運(yun)狀🌈态,對(dui)确保氣(qi)化爐各(ge)噴嘴均(jun)勻進煤(mei),維持氣(qi)化爐反(fan)應📧穩定(ding),避免氣(qi)化🚶‍♀️爐溫(wen)度波動(dong)，以及确(que)保氣化(hua)爐生💋産(chan)效率。
　　粉(fen)煤流量(liang)計的測(ce)量通常(chang)都是采(cai)用積算(suan)的方式(shi)進行粉(fen)煤流量(liang)實時在(zai)線測量(liang),需要先(xian)測量出(chu)粉煤在(zai)管道内(nei)的實時(shi)流速、密(mi)度,由計(ji)算公式(shi)(1),實時計(ji)算出粉(fen)煤流🔅量(liang)。
流量=流(liu)速x密度(du)x管道橫(heng)截面積(ji).??? (1)
　　對于粉(fen)煤密度(du)的測量(liang)，有核射(she)線檢測(ce)技術和(he)非核檢(jian)✉️測技.術(shu)兩類。
　　兩(liang)類測量(liang)技術的(de)精度均(jun)能滿足(zu)生産需(xu)求，但是(shi)有核射(she)線檢測(ce)🙇‍♀️儀器帶(dai)有放射(she)源,屬于(yu)國家管(guan)制類設(she)🔆備,購買(mai)、使用、維(wei)♋護、報廢(fei)處理複(fu)雜、成本(ben)高、管理(li)責任重(zhong)大。所以(yi)在滿足(zu)生産💘要(yao)求的情(qing)況下💔,一(yi)-般采用(yong)非㊙️核檢(jian)測技術(shu)。
　　對于粉(fen)煤速度(du)測量,通(tong)常有靜(jing)電測量(liang)技術、電(dian)容測量(liang)技術✌️。
　　靜(jing)電測量(liang)技術通(tong)過對煤(mei)粉在管(guan)道中運(yun)動時，相(xiang)互摩擦(ca)産生的(de)靜電荷(he)信号分(fen)析,來計(ji)算煤粉(fen)的運動(dong)速度。其(qi)速度測(ce)量結果(guo)的穩定(ding)性取決(jue)于靜電(dian)荷信🤟号(hao)的大小(xiao)，及其容(rong)易受😘到(dao)現場工(gong)況的💋影(ying)響,如:粉(fen)煤的粒(li)徑、溫☀️度(du)、濕度、運(yun)動速度(du)等❤️,測量(liang)結果穩(wen)定性差(cha)。
電容測(ce)量技術(shu)是在管(guan)道壁兩(liang)側布置(zhi)- -對電容(rong)極闆♊，把(ba)煤💃🏻粉看(kan)作📱電容(rong)極闆間(jian)的電介(jie)質，通過(guo)分析等(deng)效🌈的電(dian)介質變(bian)化來分(fen)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻析粉煤(mei)流體信(xin)息的變(bian)化,從而(er)👌測量粉(fen)煤的運(yun)動速度(du)。其穩定(ding)性比靜(jing)電測量(liang)技術稍(shao)好。
　　本裝(zhuang)置采用(yong)電磁場(chang)測量技(ji)術，是通(tong)過在管(guan)道一側(ce)🏃‍♂️壁主動(dong)發射電(dian)磁波,電(dian)磁波穿(chuan)透管道(dao)煤粉後(hou)到達🛀另(ling)一❌側壁(bi)的接收(shou)器，在穿(chuan)透過程(cheng)中,把煤(mei)粉流态(tai)信🌂息攜(xie)帶🔞出來(lai),進一步(bu)分析之(zhi)後💘,計算(suan)出📧粉煤(mei)的運動(dong)⚽速度。由(you)于該技(ji)術主🌈動(dong)發射能(neng)🌈量恒定(ding)的電磁(ci)波,因此(ci),測量結(jie)果👨‍❤️‍👨不受(shou)現場工(gong)況變化(hua)的影響(xiang),測量的(de)穩定性(xing)最佳。電(dian)磁場粉(fen)煤流量(liang)計💘是專(zhuan)門針對(dui)氣固兩(liang)相流而(er)開發的(de)測💘量儀(yi)表,該測(ce)量儀适(shi)用于密(mi)相輸送(song)💃🏻工藝,通(tong)過在測(ce)量管中(zhong)産生一(yi)個高🤟頻(pin)、交流、均(jun)勻的電(dian)磁場來(lai)測量固(gu)體物料(liao)通過管(guan)道截面(mian)的平均(jun)流速和(he)濃度，從(cong)而⁉️計算(suan)出固體(ti)物料在(zai)管道中(zhong)的流速(su)(m/s)、濃度(kg/m')、質(zhi)量流量(liang)(kg/h或th),并且(qie)輸出對(dui)應上述(shu)測量值(zhi)的三路(lu)獨立的(de)4~20mA電流信(xin)号。
3高壓(ya)密相輸(shu)送.
　　粉煤(mei)密相輸(shu)送是利(li)用高壓(ya)氣體(氮(dan)氣或者(zhe)二氧化(hua)碳)作爲(wei)輸送動(dong)力,推動(dong)粉煤實(shi)現氣固(gu)兩相流(liu)動。密相(xiang)輸送管(guan)🌍道中👈固(gu)體物料(liao)幾乎呈(cheng)聚集堆(dui)積狀态(tai),管道中(zhong)氣流的(de)速度很(hen)低,粉粒(li)的流動(dong)不是依(yi)靠氣流(liu)的動壓(ya)裹挾，而(er)是靠🔅氣(qi)體靜态(tai)的擠壓(ya)将物料(liao)沿管路(lu)輸送。
本(ben)工業裝(zhuang)置爲粉(fen)煤氣流(liu)床氣化(hua)工藝，密(mi)相輸送(song)系㊙️統核(he)♊心📞設備(bei)☁️爲高壓(ya)發料罐(guan)。發料罐(guan)從頂部(bu)進料,底(di)💃部充壓(ya),底部出(chu)料。發料(liao)罐将充(chong)壓口設(she)在錐體(ti)底部，充(chong)壓的同(tong)時還☁️能(neng)使粉體(ti)充分流(liu)化，充壓(ya)結束後(hou)形成疏(shu)松的👉堆(dui)積狀态(tai)㊙️,發料順(shun)暢,避免(mian)密相輸(shu)送管路(lu)堵塞風(feng)險。
　　密相(xiang)輸送過(guo)程可分(fen)爲充壓(ya),穩壓,輸(shu)送三個(ge)步驟。充(chong)😄壓時,高(gao)壓氮氣(qi)通過發(fa)料罐底(di)部充壓(ya)口進入(ru)發料罐(guan),對發料(liao)罐進行(hang)快速充(chong)壓,同時(shi)對罐内(nei)粉煤充(chong)分流化(hua)。當發料(liao)罐✏️壓力(li)略低于(yu)設定.輸(shu)送壓力(li)時,停止(zhi)充壓。高(gao)壓氮氣(qi)通過發(fa)料罐頂(ding)部的穩(wen)壓口進(jin)入發料(liao)罐,通過(guo)穩壓調(diao)節閥控(kong)制氣量(liang),緩慢㊙️充(chong)壓至設(she)定🌂輸送(song)壓力,保(bao)證發料(liao)罐與氣(qi)化爐的(de)壓差穩(wen)定在設(she)定壓差(cha)。輸送壓(ya)差穩定(ding)後,發料(liao)罐出口(kou)管道通(tong)入少🍉量(liang)的輸送(song)氣,同時(shi)開啓發(fa)料罐底(di)部的切(qie)斷閥,粉(fen)煤🐪在輸(shu)送氣🙇‍♀️的(de)引導下(xia)進入輸(shu)送管道(dao),以壓差(cha)爲.動力(li),克服自(zi)身重力(li)和管道(dao)摩擦,從(cong)發料罐(guan)底部出(chu)發,沿🔴輸(shu)送管.道(dao),從😍下到(dao)上輸送(song)到🌈氣化(hua)爐内,實(shi)現粉煤(mei)高🔴壓密(mi)相穩定(ding)輸送。
4稱(cheng)重計量(liang)标定
　　本(ben)工業裝(zhuang)置采用(yong)高壓稱(cheng)重計量(liang)系統，利(li)用标定(ding)罐🌈模拟(ni)氣化📱爐(lu)的高壓(ya)工況條(tiao)件，标定(ding)罐需要(yao)保持與(yu)氣化💁爐(lu)相⛹🏻‍♀️同壓(ya)力來接(jie)收發料(liao)罐發出(chu)的粉煤(mei)。
　　高壓稱(cheng)重計量(liang)系統主(zhu)要包含(han)高壓标(biao)定罐和(he)重量計(ji)量系統(tong)。該高壓(ya)标定罐(guan)主要包(bao)括進料(liao)口,出料(liao)口,底部(bu)充壓進(jin)氣口,頂(ding)部放空(kong)穩壓口(kou)。重量計(ji)量系統(tong)采用壓(ya)力傳感(gan)方式計(ji)算整個(ge)标定罐(guan)對應的(de)壓力并(bing)轉換爲(wei)重量。标(biao)定罐所(suo)連接☂️的(de)管路全(quan)部.采用(yong)耐高壓(ya)軟連接(jie)✍️，以降低(di)硬金屬(shu)管道應(ying)力對稱(cheng)重系統(tong)的影響(xiang)。重量計(ji)量系統(tong)包含四(si)個壓力(li)傳感器(qi),選擇‼️四(si)點測量(liang)法,均布(bu)于标定(ding)罐四周(zhou),測量點(dian)之間成(cheng)正方形(xing)且位置(zhi)上保持(chi)水平。
　　高(gao)壓标定(ding)罐通過(guo)底部進(jin)氣口充(chong)壓至與(yu)氣化爐(lu)相‼️同🔴的(de)🥰壓⛹🏻‍♀️力❓,然(ran)後等待(dai)接收發(fa)料罐粉(fen)煤，當粉(fen)煤由發(fa)料罐發(fa)出,沿輸(shu)送管道(dao)通過進(jin)料口進(jin)入高壓(ya)标定罐(guan)，開啓頂(ding)部穩🛀🏻壓(ya)口調🐅節(jie)閥進.行(hang)放空，穩(wen)壓高壓(ya)标定罐(guan)壓力,保(bao)持壓力(li)不變，模(mo)拟發料(liao)罐向氣(qi)化爐輸(shu)❄️送過程(cheng),當輸送(song)穩定後(hou),通過重(zhong)量計量(liang)系統記(ji)錄标㊙️定(ding)罐重量(liang)的變🔞化(hua)，标定罐(guan)每小時(shi)重量的(de)累積量(liang),即爲粉(fen)煤的輸(shu)送流量(liang)。通過高(gao)壓稱重(zhong)計量系(xi)統修正(zheng)速度和(he)密度測(ce)量值🥵,完(wan)成對粉(fen)煤流量(liang)計的在(zai)線标定(ding)。
5流量計(ji)對比
　　通(tong)過将電(dian)磁場流(liu)量計和(he)電容式(shi)流量計(ji)同一管(guan)線串聯(lian)安裝,然(ran)後對粉(fen)煤輸送(song)流量曲(qu)線進行(hang)了對比(bi)🍓,如圖☁️1所(suo)示。電磁(ci)場流量(liang)計長時(shi)間變化(hua)趨勢保(bao)持一緻(zhi),且細節(jie)變化🌏也(ye)保持一(yi)緻。

6結論(lun)
　　電磁場(chang)粉煤流(liu)量計,粉(fen)煤密度(du)和速度(du)測量均(jun)采用電(dian)磁場測(ce)量🧡技術(shu),屬于非(fei)核檢測(ce)技術。通(tong)過高壓(ya)稱重計(ji)量系統(tong)對粉煤(mei)流量計(ji)的标定(ding),實現了(le)粉煤高(gao)壓密相(xiang)輸送的(de)準确測(ce)量。該測(ce)量技術(shu)方案是(shi)目前高(gao)壓密相(xiang)輸送工(gong)藝✨上最(zui)爲先進(jin)的技術(shu)方案,标(biao)定過程(cheng)簡單,儀(yi)器測量(liang)性能穩(wen)定可靠(kao),使用、維(wei)護簡單(dan)、方便。

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