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煤漿流量計在德士古氣化爐中的應(yīng)用問題探討

作者: 時間:2013-10-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
引言

隨著煤化工項目在國內(nèi)的不斷開展,德士古的應(yīng)用越來越廣泛。作為本文應(yīng)用背景的兩個甲醇項目都采納德士古工藝,煤漿濃度在62%(wt/wt)左右、平均粒度約31μm、管道為DN150、壓力等級600lbs、產(chǎn)能200000t。但自投產(chǎn)以來,原進口流量計運行效果一直不能令人滿意,時常出現(xiàn)大幅度波動,豎管流量計波動更為頻繁,有時橫管流量計也一起波動。這容易導(dǎo)致誤跳車,給企業(yè)帶來很大的損失,也大幅度增加了相關(guān)部門的勞動強度。

針對因波動而導(dǎo)致跳車事故這一問題,對的波動原因進行了分析,采用上海威爾泰生產(chǎn)的特殊結(jié)構(gòu)和新一代交流勵磁轉(zhuǎn)換器,有效地預(yù)防了因波動而引起的跳車事故,取得了預(yù)期的應(yīng)用效果。

1 波動原因分析

根據(jù)電磁流量計的原理和相關(guān)文獻以及長期應(yīng)用經(jīng)驗可知,流場波動的根本原因取決于電磁流量計測量管內(nèi)流體的流場和流態(tài)[1]。DN150測量管的流量與流速對應(yīng)關(guān)系如表1所示。正常生產(chǎn)時,流量一般為25m3/h左右,對應(yīng)的流速只有0.4m/s。流體流速低,而煤漿濃度高達60%以上,這容易導(dǎo)致管道中的流場處于不穩(wěn)態(tài),且豎管和橫管的不穩(wěn)態(tài)是不同的[2]。

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在豎管中,中心的流速比較快,四周的流速比較慢,這使管壁表面附著一層流動很慢的煤漿。如果這個附著層慢到幾乎不動,而且比較厚,就蓋住了電極,轉(zhuǎn)換器的流量輸出就會下降,甚至下降到零。由于煤漿泵的工作方式是脈動的,煤漿管線也有振動,再加上豎管很高,所以附著在內(nèi)管壁的煤漿處于不穩(wěn)定的狀態(tài),管道內(nèi)會時不時地發(fā)生類似雪崩的現(xiàn)象,而且這種雪崩現(xiàn)象不一定只有一處。煤漿流動狀態(tài)示意圖如圖1所示。如果這種雪崩現(xiàn)象發(fā)生在流量計的測量管內(nèi),就會引起轉(zhuǎn)換器輸出的波動。由“雪崩”導(dǎo)致的輸出波動周期比較快,阻尼時間加大,可以起到一定的平穩(wěn)作用。

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圖1 煤漿流動狀態(tài)示意圖

在生產(chǎn)過程中,最難處理的是另外一種波動。該波動周期很慢,但幅度很大,大到足以引起跳車。要把這種現(xiàn)象解釋清楚,就需要引進權(quán)重函數(shù)的概念[3-6]。粗略地說,權(quán)重函數(shù)給出了不同位置的流體切割磁力線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢對電極信號的貢獻率。權(quán)重函數(shù)示意圖如圖2所示。

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圖2 權(quán)重函數(shù)示意圖

圖2以中心點權(quán)重為1,給出了電極平面的權(quán)重函數(shù)分布。由圖2可知,越接近電極,權(quán)重最大;反之,沿導(dǎo)管轉(zhuǎn)90°,權(quán)重最小。

電極平面煤漿流速的兩種分布情況如圖3所示,其權(quán)重函數(shù)的分布與圖2相同。
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