影響冷卻水流量計選型測量因素及解決辦法

摘要：科宇飛翔（重慶）能源有限公司是以高硫煤為原料、潔凈煤技術(shù)為核心，72萬(wàn)t/a甲醇的生產(chǎn)裝置。氣化裝置是采用華東理工大學(xué)的四噴嘴對置式水煤漿加壓氣化工藝。水煤漿流量測量選用漿液型冷卻水流量計選型，3年多的實(shí)踐應用，總結了漿液型冷卻水流量計選型故障檢測，參數調整方法，這為實(shí)現裝置的穩定運行和安全生產(chǎn)提供了參考。
1、漿液型冷卻水流量計選型測量水煤漿流量的必要性
水煤漿的主要組成成份為煤漿顆粒和添加劑，而且水煤漿是非牛頓流體，鑒于水煤漿特殊的物理特性，使得水煤漿流量測量難度較大，目前選擇漿液型冷卻水流量計選型測量水煤漿流量的應用較為廣泛。
2、漿液型冷卻水流量計選型測量水煤漿流量的重要性
由于水煤漿是四噴嘴氣化爐的主要反應原料，而且每條煤漿管線(xiàn)上面都裝有3臺煤漿冷卻水流量計選型，同時(shí)煤漿流量按三選二連鎖保護做到了四噴嘴氣化爐安全連鎖保護系統里面，依據氧煤比來(lái)調節控制進(jìn)入四噴嘴氣化爐的氧氣量，精確測量水煤漿流量對四噴嘴氣化爐裝置的安全、穩定、長(cháng)周期運行的作用非常重要。
3、影響漿液型冷卻水流量計選型測量因素及解決辦法
（1）水煤漿成份復雜造成測量不準確原料煤中含有鐵，銅等金屬，通過(guò)稱(chēng)重給料機輸送到磨煤機里，磨煤機里面的鋼棒在擠壓磨碎煤炭過(guò)程中部分金屬顆粒脫落，同時(shí)低壓煤漿泵、煤漿槽、高壓煤漿泵、煤漿管線(xiàn)及其他設備裝置在水煤漿輸送過(guò)程中的摩擦、撞擊、磨損、損壞都有可能將金屬顆?；烊胨簼{中，而通過(guò)選擇煤質(zhì)較好的煤源，在磨煤機進(jìn)口處和低壓煤漿泵出口處分別加一除鐵（易吸附礦物質(zhì)）的裝置，都可以起到減輕水煤漿成份復雜導致測量不準確的現象。
（2）水煤漿中煤漿顆粒均勻程度及固液兩相漿液噪聲造成測量不穩定水煤漿是固液混合的導電液體，如果水煤漿中的煤漿顆粒大小不均勻，在長(cháng)時(shí)間的流動(dòng)過(guò)程中水煤漿中的煤漿顆粒及氣泡對電極的摩擦損傷會(huì )增大，導致電極結構形式發(fā)生變化，存在差別，這樣電極感應的電動(dòng)勢會(huì )出現在較短時(shí)間內高低起伏變化的現象，故而產(chǎn)生尖波峰脈沖噪聲，電動(dòng)勢信號經(jīng)轉換器轉換、放大處理進(jìn)而產(chǎn)生更加嚴重的瞬間尖脈沖干擾，最終導致測得的煤漿流量輸出信號頻繁大幅波動(dòng)，極不穩定。通過(guò)把控好煤漿顆粒的均勻程度和水煤漿的濃度比例都可以減輕對煤漿流量測量不穩定的影響。
（3）極化電壓造成測量不穩定
漿液型冷卻水流量計選型導管內襯為改進(jìn)的聚氨脂襯里材料，電極采用獨特的不銹鋼涂覆碳化鎢電極結構。由于在長(cháng)時(shí)間生產(chǎn)過(guò)程中，煤漿管線(xiàn)里面的水煤漿等測量介質(zhì)有可能對測量電極造成污染，而測量電極又是兩種不同材質(zhì)的金屬材料，這樣兩個(gè)電極之間就會(huì )出現極化電壓，電極污染后極化電壓會(huì )導致煤漿流量輸出信號出現較大幅度的波動(dòng)，通過(guò)清理傳感器內管壁，電極表面的結垢物質(zhì)及吸附的金屬礦物質(zhì)等都可以避免極化電壓對煤漿流量測量的影響。
（4）高壓煤漿泵的脈動(dòng)流對測量的影響
高壓煤漿泵在工作時(shí)存在脈動(dòng)流是必然的，四噴嘴氣化爐的四個(gè)工藝燒嘴需要高壓煤漿泵將水煤漿加壓至約8MPa才能達到最佳霧化效果。我們使用的高壓煤漿泵是隔膜泵，因其結構和工作原理，即使在100％負荷工作的條件下，經(jīng)高壓煤漿泵加壓出來(lái)的水煤漿脈動(dòng)流也會(huì )出現大幅度的波動(dòng)，這就會(huì )使冷卻水流量計選型傳感器測量的感應電動(dòng)勢信號波動(dòng)量也很大，最終導致水煤漿流量變化較大。通過(guò)提高水煤漿的流速和高壓煤漿泵的轉速以及把冷卻水流量計選型傳感器安裝在距離高壓煤漿泵較遠的位置，都可以使流場(chǎng)更加平穩，減輕脈動(dòng)流對測量的影響。
（5）煤漿管線(xiàn)材質(zhì)對測量的影響
四噴嘴氣化爐的四條煤漿管線(xiàn)一般選擇碳鋼材料，在停車(chē)和檢修期間，水煤漿不再輸送，在很短時(shí)間內煤漿管線(xiàn)內管壁被氧化而產(chǎn)生鐵銹，開(kāi)車(chē)生產(chǎn)運行后，隨著(zhù)水煤漿的不斷流動(dòng)，沖刷及摩擦，煤漿管線(xiàn)內管壁上會(huì )掉落很小的金屬顆粒，在電磁場(chǎng)中被磁化后吸附在電極附近產(chǎn)生極化電壓，造成電極測得的感應電動(dòng)勢產(chǎn)生波動(dòng)，進(jìn)而增大了煤漿流量的波動(dòng)，測量精度大大降低，而且測量也不穩定。通過(guò)把冷卻水流量計選型斷電，同時(shí)煤漿循環(huán)管線(xiàn)磨損保護工作需提前先做好，靠水煤漿的流動(dòng)沖刷去除煤漿管線(xiàn)內管壁上的鐵屑，鐵銹等。也可以選擇不銹鋼材質(zhì)的管線(xiàn)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
4、水煤漿流量在生產(chǎn)中的連鎖設計
四條煤漿管線(xiàn)上分別安裝的3臺冷卻水流量計選型，采用三選二的連鎖保護方式，同時(shí)高壓煤漿泵轉速和電流值采用二選二連鎖保護方式，對置的兩條煤漿管線(xiàn)上相對應三個(gè)煤漿流量之差采用三選二連鎖保護方式。即：在每條煤漿管線(xiàn)上，當其中兩個(gè)煤漿流量同時(shí)低于設定的連鎖值，或者高壓煤漿泵轉速和電流值同時(shí)低于設定的連鎖值，或者對置的兩條煤漿管線(xiàn)上相對應三個(gè)煤漿流量之差（例如煤漿A管線(xiàn)和煤漿B管線(xiàn)煤漿流量之差：FT1102A-FT1102B，FT1103A-FT1103B，FT1104A-FT1104B）中兩個(gè)流量差值同時(shí)低于設定的連鎖值，四噴嘴氣化爐就會(huì )連鎖跳車(chē)，將氧氣放空，避免氣化爐爆炸事故的發(fā)生。

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