粉煤流量計在氣流床氣化的應用

通過電磁流量計在氣流床氣化的實際應用，以及在使用前利用標定罐稱重計量系統準確標定，并與德國進口流量比，證明了電磁流量計在高壓密相輸送工況條件下計量的可行性，同時電磁流量計在實際質量流量的計量中具有無核輻射、操作維護簡單、反應靈敏、數點。

氣流床煤氣化技術是潔凈煤利用的關鍵技術，其按照進料方式不同，可分為水煤漿氣化與干粉氣化。 水煤漿氣流床氣化技術相對成熟，但粉煤氣流

床氣轉化率、良好的煤種適應性、有效氣成分高、氧耗與煤耗低等優勢，因此粉煤氣化技術的應用前景被看好[1]。 我國已經引進并研發出多種粉煤

氣流床氣摸索其生產工藝，以提高運行周期。

目前， 已有的粉煤氣化工業裝置只實現了粉煤在中低壓下的加壓及穩定密相輸送， 因而實現粉煤在更高壓力下加壓及密相輸送，將是一個工程難題

，其量煤粉輸送流量至關重要，關系到實驗數據的采集、分析，對實驗的準確性和真實性起決定作用。

2 粉煤流量測量

煤化工工藝中，準確、實時監測個煤粉管線內煤粉輸運狀態，對確保氣化爐各噴嘴均勻進煤，維持氣化爐反應穩定，避免氣化爐溫度波動， 以及確

保氣及安全具有重要意義。

電磁流量計的測量通常都是采用積算的方式進行粉煤流量實時在線測量，需要先測量出粉煤在管道內的實時流速、密 度，由計算公式（1），實時計

算出量=流速×密度×管道橫截面積對于粉煤密度的測量， 有核射線檢測技術和非核檢測技術兩類。

兩類測量技術的精度均能滿足生產需求， 但是有核射線檢測儀器帶有放射源，屬 于 國 家 管 制 類 設 備，購 買、使 用、維 護、報廢處理復雜

、成本高大。 所以在滿足生產要求的情況下，一般采用非核檢測技術。

對于粉煤速度測量，通常有靜電測量技術、電容測量技術。靜電測量技術通過對煤粉在管道中運動時， 相互摩擦產生的靜電荷信號分析，來計算煤

粉的速度測量結果的穩定性取決于靜電荷信號的大小， 及其容易受到現場工況的影響，如：粉煤的粒徑、溫度、濕度、運動速度等，測量結果穩定

性差。電容測量技術是在管道壁兩側布置一對電容極板， 把煤粉看作電容極板間的電介質， 通過分析等效的電介質變化來分析粉煤流體信息的變化

，從而測量度。 其穩定性比靜電測量技術稍好。

本裝置采用電磁場測量技術， 是通過在管道一側壁主動發射電磁波，電磁波穿透管道煤粉后到達另一側壁的接收器，在穿透過程中，把煤粉流態信

息攜步分析 之后，計算出粉煤的運動速度。 由于該技術主動發射能量恒定的電磁波，因此，測量結果不受現場工況變化的影響，測量的穩定性非常

佳。 電磁是專門針對氣固兩相流而開發的測量儀表，該測量儀適用于密相輸送工藝，通過在測量管中產生一個高頻、交流、均勻的電磁場來測量固

體物料通過管道速和濃度， 從而計算出固體物料在管道中的流速（m/s）、濃 度（kg/m3）、質 量 流 量（kg/h 或 t/h），并且輸出對應上述測量

值的三路好立的 4～號。

高壓稱重計量系統主要包含高壓標定罐和重量計量系統。 該高壓標定罐主要包括進料口，出料口，底部充壓進氣口，頂部放空穩壓口。 重量計量系

統采式計算整個標定罐對應的壓力并轉換為重量。 標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力對稱重系統的影響。 重量

計量系統包感器，選擇四點測量法，均布于標定罐四周，測量點之間成正方形且位置上保持水平。高壓標定罐通過底部進氣口充壓至與氣化爐相同的

壓力，然后等待接收發料罐粉煤，當粉煤由發料罐發出，沿輸送管道通過進料口進入高壓標定罐， 開調節閥進行放空，穩壓高壓標定罐壓力，保持

壓力不變，模擬發料罐向氣化爐輸送過程，當輸送穩定后，通過重量計量系統記錄標定罐重量的變化，標定的累積量，即為粉煤的輸送流量。 通過

高壓稱重計量系統修正速度和密度測量值，完成對粉煤流量計的在線標定。

5 流量計對比

通過將電磁流量計和德國進口電容式流量計同一管線串聯安裝，然后對粉煤輸送流量曲線進行了對比。電磁流量計長時間變化趨勢與德國進持一致，

且細節變化也保持一致，響應速度優于德國進口流量計，能夠快速、準確反映煤粉輸送情況。

6 結 論

電磁流量計，粉煤密度和速度測量均采用電磁場測量技術，屬于非核檢測技術。 通過高壓稱重計量系統對粉煤流量計的標定，實現了粉煤高壓密相

輸送該測量技術方案是目前高壓密相輸送工藝上非常為先進的技術方案，標定過程簡單，儀器測量性能穩定可靠，使用、維護簡單、方便。