電磁流量計在水煤漿行業的應用
一、水煤漿行業發展簡述:
在經濟高速發展時期,許多行業用重油、煤發電、制造煤氣、供應蒸汽,隨著我國逐步成為石油消費大國,自身原油儲備有限,開采量急劇降低,現已成為制約經濟發展的瓶頸。為降低生產成本、提高生產效率、減少污染,利用我國充分的煤炭資源,引進國外相關技術,從而引發國內朝陽產業煤化工。利用煤炭深加工又延伸到許多行業,如下圖所示：

煤氣作為能源用在城市燃氣、鍋爐發電/供熱、電力行業早以普遍得到應用;煤制肥行業就是把煤制成合成氨及尿素相關的氮肥行業;煤制油行就是通過把煤深加工成成品汽油、柴油等,從而解決只有從石油中才能提煉汽油、柴油等相關化工產品。從而使煤炭得以充分利用,深層次、多元化發展。
煤化工發展的基礎是水煤漿。煤及煤粉的不流動性不宜工業化發展、控制。必須將其加工成流動的液體才適用于工業發展。因煤粉不溶于水,利用分散劑的親水性將煤粉顆粒逐一包裹而溶于水中,從而制成黑色黃金一水煤漿。這種水煤漿經過10~20天的儲存,煤粉顆粒將與分散劑脫離,需再加入穩定劑,才能使水煤漿有很好的穩定性以利于長期儲存及運輸。在國內早期用“煤氣爐”制煤氣,氣體污染大、粉塵污染大、能效轉化率低,嚴重影響各企業的發展及經濟效益。上世紀60年代美國“伊士曼公司”率先研制出“德士古”型氣化爐。通過加壓水煤漿和氧氣在爐膛內燃燒分解,從而制成煤氣,1992年山東魯南化肥廠在中國*家引用“德士古”型氣化爐專有制煤氣技術并取得成功。已相續在上海太平洋公司、浩良河化肥廠、陜西渭河化肥廠、安徽準南化肥廠、德州華魯恒升化工有限公司得以推廣應用。于2003年開始籌建的“兗礦國泰化工有限公司”又率先應用國內*、*的“對置式四噴嘴新型汽化爐”制煤氣技術,制煤氣的轉化率得以進一步提高。水煤漿在加工和使用過程中,不可避免的要計量和檢測控制,這就需要使用流量計。

二、測量水煤漿的流量計類型的選擇。
針對選擇測量水煤漿流量計的難點是磨損問題。根據目前現有流量計類型來分析
a、節流裝置:節流件的入口銳角易磨損、易堵塞引壓管。
b、渦街流量計:易磨損旋渦發生體,從而逐步降低靈敏度。
c、超聲波流量計:管道口徑小、管壁厚,煤粉顆粒對超聲波的折射、耦合劑的干固而產生的空穴等因素都會造成計量困難的結果。
d、浮子流量計:對浮子錐度角/面的磨損后造成信號輸出比實際流量大的結果。
e、質量流量計:振動腔的磨損及脈動流對振動腔的疊加振動都會使計量不準,而且質量流量計價格昂貴。
f、電磁流量計:選擇聚氨酯村里及不銹鋼涂覆碳化鎢電極極其耐磨,且不受介質的密度、粘度、溫度、壓力、電導率變化的影響,價格性能比高。綜合考慮目前各種流量計的各種因素建議選用電磁流量計最能夠滿足現場的使用要求

三、水煤漿行業四個計量難點:
1、水煤漿介質的特性造成的影響。
在測量水煤漿、泥漿等液、固兩相混合導電性介質流量時,在固體顆?；蛘呃w維介質擦過電極表面時,電極表面的接觸電化學電勢突然變化,造成從傳感器輸出的電極檢測信號出現尖脈沖狀漿液(干擾)噪聲,它將造成顯示和信號輸出波動,波動量大小與傳感器的勵磁電流頻率成1f的頻譜特性關系。因此需采用新穎的勵磁方式,在高頻勵磁時解決泥漿噪聲干擾,在低頻勵磁時能夠解決零點不穩定的問題。故應需采用智能漿液型電磁流量計。
2、壓泵方面造成的影響。
加壓泵工作時存在脈動流是必然的。在水煤漿制造及普通鍋爐燃燒的加壓環節基本上采用“螺桿泵”,因其結構及工作方式在不同的轉速下脈動流的波動量很小(波動量一般在0.5~1%),一般情況下不影響計量和控制應用。因“德士古”汽化爐因其工藝要求,水煤漿噴槍加壓泵需將水煤漿加壓至6~7MPa,今后甚至更高,所以采用“活塞泵”或“隔膜泵”,因其工作原理及結構即使在滿負荷工作的情況下加壓打出液體的脈動流的波動量很大(波動量一般在6~10%),從而反映在流量計的瞬時顯示及信號輸出波動上,易形成誤差,從而帶來操作控制方面易連鎖停車的影響。
解決辦法是：
a、最好的辦法是盡量延長流量計的前直管段予以解決。
b、可以對工藝管道局部擴徑后加裝整流器,以整形漿液流場。
c、可以調整流量計本身的阻尼時間,以犧牲靈敏度為代價去彌補脈動流造成的波動。
3、煤漿噴槍堵塞狀況的檢測。
因加工不合格水煤漿的顆粒較大容易堵塞噴槍,小鍋爐大部分采用一臺“螺桿泵”加壓帶一只噴槍,用壓力或流量檢測噴槍堵塞都好解決。但大鍋爐用8~12只噴槍,如圖所示,若A槍半堵塞時,因B、C、D槍在繼續噴射,壓力變送器則檢測不到A槍是否在正常工作,在此情況下易造成爐膛燃燒點不均勻,影響鍋爐的正常工作。若A槍全堵塞,因B、C、D槍在繼續噴射,所以A槍壓力的突然變化量很小(壓力信號本身也存在上下的微小波動),DCS很難做出準確判斷,故用壓力變送器很難達到預想的效果。若用流量計檢測,流量計輸出信號送到DCS,利用其編程可以完全檢測到噴槍堵塞狀況并報警提示,以便及時清洗噴嘴。

四、漿液型電磁流量計在水煤漿行業測量的優勢
漿液型電磁流量計在水煤漿行業中處于領先地位。漿液型電磁流量計的 SMART轉換器采用新顆勵磁方式,功耗低,零點穩定,*度高;并且采用SMT表面安裝技術具有自檢和自珍斷功能;流量范圍可達1500:1;她的獨到之處在于:
1、漿液型轉換器采用新顆的勵磁方式。高頻勵磁具有很強抑制“漿液噪聲”能力,低頻勵磁又有零點穩定,反應速度快等優點。漿液型電磁流量計能夠有效解決測量水煤漿等兩相混合導電性介質流量流造成的瞬時顯示及信號輸出波動的問題。
2、檢測電極材質采用不銹鋼涂覆碳化鎢。該材質即耐磨又能解決“電化學干擾噪聲”波動的問題,對于工作壓力小于4MPa的電極結構采用內插式,對于工作壓力大于4MPa的電極結構采用外插式。
3、村里材質采用耐磨的聚氨脂材料并經過特殊工藝處理成型
4、進/出口保護法蘭:流量計本體法蘭和工藝管道法蘭安裝夾緊后,水煤漿對聚氨脂村里在流量計本體法蘭外密封面上“翻邊拐角”處變形部分產生磨損,10~20天聚氨脂村里將逐步撕裂脫落造成傳感器報廢,在流量計本體法蘭內安裝特殊結構的進/出口保護法蘭就完全解決問題。
5、專有漿液型儀表的電磁流量計校驗設置數據軟件。