粉煤流量計(jì)在氣流床氣化的應(yīng)用

通過(guò)電磁流量計(jì)在氣流床氣化的實(shí)際應(yīng)用，以及在使用前利用標(biāo)定罐稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確標(biāo)定，并與德國(guó)進(jìn)口流量比，證明了電磁流量計(jì)在高壓密相輸送工況條件下計(jì)量的可行性，同時(shí)電磁流量計(jì)在實(shí)際質(zhì)量流量的計(jì)量中具有無(wú)核輻射、操作維護(hù)簡(jiǎn)單、反應(yīng)靈敏、數(shù)點(diǎn)。

氣流床煤氣化技術(shù)是潔凈煤利用的關(guān)鍵技術(shù)，其按照進(jìn)料方式不同，可分為水煤漿氣化與干粉氣化。 水煤漿氣流床氣化技術(shù)相對(duì)成熟，但粉煤氣流

床氣轉(zhuǎn)化率、良好的煤種適應(yīng)性、有效氣成分高、氧耗與煤耗低等優(yōu)勢(shì)，因此粉煤氣化技術(shù)的應(yīng)用前景被看好[1]。 我國(guó)已經(jīng)引進(jìn)并研發(fā)出多種粉煤

氣流床氣摸索其生產(chǎn)工藝，以提高運(yùn)行周期。

目前， 已有的粉煤氣化工業(yè)裝置只實(shí)現(xiàn)了粉煤在中低壓下的加壓及穩(wěn)定密相輸送， 因而實(shí)現(xiàn)粉煤在更高壓力下加壓及密相輸送，將是一個(gè)工程難題

，其量煤粉輸送流量至關(guān)重要，關(guān)系到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性起決定作用。

2 粉煤流量測(cè)量

煤化工工藝中，準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)個(gè)煤粉管線內(nèi)煤粉輸運(yùn)狀態(tài)，對(duì)確保氣化爐各噴嘴均勻進(jìn)煤，維持氣化爐反應(yīng)穩(wěn)定，避免氣化爐溫度波動(dòng)， 以及確

保氣及安全具有重要意義。

電磁流量計(jì)的測(cè)量通常都是采用積算的方式進(jìn)行粉煤流量實(shí)時(shí)在線測(cè)量，需要先測(cè)量出粉煤在管道內(nèi)的實(shí)時(shí)流速、密 度，由計(jì)算公式（1），實(shí)時(shí)計(jì)

算出量=流速×密度×管道橫截面積對(duì)于粉煤密度的測(cè)量， 有核射線檢測(cè)技術(shù)和非核檢測(cè)技術(shù)兩類(lèi)。

兩類(lèi)測(cè)量技術(shù)的精度均能滿足生產(chǎn)需求， 但是有核射線檢測(cè)儀器帶有放射源，屬 于 國(guó) 家 管 制 類(lèi) 設(shè) 備，購(gòu) 買(mǎi)、使 用、維 護(hù)、報(bào)廢處理復(fù)雜

、成本高大。 所以在滿足生產(chǎn)要求的情況下，一般采用非核檢測(cè)技術(shù)。

對(duì)于粉煤速度測(cè)量，通常有靜電測(cè)量技術(shù)、電容測(cè)量技術(shù)。靜電測(cè)量技術(shù)通過(guò)對(duì)煤粉在管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)， 相互摩擦產(chǎn)生的靜電荷信號(hào)分析，來(lái)計(jì)算煤

粉的速度測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性取決于靜電荷信號(hào)的大小， 及其容易受到現(xiàn)場(chǎng)工況的影響，如：粉煤的粒徑、溫度、濕度、運(yùn)動(dòng)速度等，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定

性差。電容測(cè)量技術(shù)是在管道壁兩側(cè)布置一對(duì)電容極板， 把煤粉看作電容極板間的電介質(zhì)， 通過(guò)分析等效的電介質(zhì)變化來(lái)分析粉煤流體信息的變化

，從而測(cè)量度。 其穩(wěn)定性比靜電測(cè)量技術(shù)稍好。

本裝置采用電磁場(chǎng)測(cè)量技術(shù)， 是通過(guò)在管道一側(cè)壁主動(dòng)發(fā)射電磁波，電磁波穿透管道煤粉后到達(dá)另一側(cè)壁的接收器，在穿透過(guò)程中，把煤粉流態(tài)信

息攜步分析 之后，計(jì)算出粉煤的運(yùn)動(dòng)速度。 由于該技術(shù)主動(dòng)發(fā)射能量恒定的電磁波，因此，測(cè)量結(jié)果不受現(xiàn)場(chǎng)工況變化的影響，測(cè)量的穩(wěn)定性非常

佳。 電磁是專(zhuān)門(mén)針對(duì)氣固兩相流而開(kāi)發(fā)的測(cè)量?jī)x表，該測(cè)量?jī)x適用于密相輸送工藝，通過(guò)在測(cè)量管中產(chǎn)生一個(gè)高頻、交流、均勻的電磁場(chǎng)來(lái)測(cè)量固

體物料通過(guò)管道速和濃度， 從而計(jì)算出固體物料在管道中的流速（m/s）、濃 度（kg/m3）、質(zhì) 量 流 量（kg/h 或 t/h），并且輸出對(duì)應(yīng)上述測(cè)量

值的三路好立的 4～號(hào)。

高壓稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)主要包含高壓標(biāo)定罐和重量計(jì)量系統(tǒng)。 該高壓標(biāo)定罐主要包括進(jìn)料口，出料口，底部充壓進(jìn)氣口，頂部放空穩(wěn)壓口。 重量計(jì)量系

統(tǒng)采式計(jì)算整個(gè)標(biāo)定罐對(duì)應(yīng)的壓力并轉(zhuǎn)換為重量。 標(biāo)定罐所連接的管路全部采用耐高壓軟連接， 以降低硬金屬管道應(yīng)力對(duì)稱(chēng)重系統(tǒng)的影響。 重量

計(jì)量系統(tǒng)包感器，選擇四點(diǎn)測(cè)量法，均布于標(biāo)定罐四周，測(cè)量點(diǎn)之間成正方形且位置上保持水平。高壓標(biāo)定罐通過(guò)底部進(jìn)氣口充壓至與氣化爐相同的

壓力，然后等待接收發(fā)料罐粉煤，當(dāng)粉煤由發(fā)料罐發(fā)出，沿輸送管道通過(guò)進(jìn)料口進(jìn)入高壓標(biāo)定罐， 開(kāi)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行放空，穩(wěn)壓高壓標(biāo)定罐壓力，保持

壓力不變，模擬發(fā)料罐向氣化爐輸送過(guò)程，當(dāng)輸送穩(wěn)定后，通過(guò)重量計(jì)量系統(tǒng)記錄標(biāo)定罐重量的變化，標(biāo)定的累積量，即為粉煤的輸送流量。 通過(guò)

高壓稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)修正速度和密度測(cè)量值，完成對(duì)粉煤流量計(jì)的在線標(biāo)定。

5 流量計(jì)對(duì)比

通過(guò)將電磁流量計(jì)和德國(guó)進(jìn)口電容式流量計(jì)同一管線串聯(lián)安裝，然后對(duì)粉煤輸送流量曲線進(jìn)行了對(duì)比。電磁流量計(jì)長(zhǎng)時(shí)間變化趨勢(shì)與德國(guó)進(jìn)持一致，

且細(xì)節(jié)變化也保持一致，響應(yīng)速度優(yōu)于德國(guó)進(jìn)口流量計(jì)，能夠快速、準(zhǔn)確反映煤粉輸送情況。

6 結(jié) 論

電磁流量計(jì)，粉煤密度和速度測(cè)量均采用電磁場(chǎng)測(cè)量技術(shù)，屬于非核檢測(cè)技術(shù)。 通過(guò)高壓稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)對(duì)粉煤流量計(jì)的標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)了粉煤高壓密相

輸送該測(cè)量技術(shù)方案是目前高壓密相輸送工藝上非常為先進(jìn)的技術(shù)方案，標(biāo)定過(guò)程簡(jiǎn)單，儀器測(cè)量性能穩(wěn)定可靠，使用、維護(hù)簡(jiǎn)單、方便。