煤粉質(zhì)量流量計的選擇與應(yīng)用
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1.1.2 應(yīng)用范圍
應(yīng)用物料范圍：濃相輸送的固體物料，主要是煤粉等。
固氣質(zhì)量比（以下簡稱固氣比）不小于5∶1的輸送狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上，滿足其它使用條件精度可達0.5%～1%，國外用戶的普遍精度為1%～2%；固氣比介于4～5，精度降低，有可能到4%，甚至8%；固氣比介于3～4，精度進一步降低；固氣比小于3，基本上難以滿足測量要求。
應(yīng)用壓力/溫度范圍：12MPa/150℃（可選200℃，特制）；
應(yīng)用危險場合：適用于ClassI，Division1，GroupsA、B、C、D；
1.1.3 應(yīng)用情況
電容式固體質(zhì)量流量測量技術(shù)主要用戶分布在煤化工和鋼鐵行業(yè)。國外煤氣化都是典型的濃相輸送，絕大多數(shù)采用非核的測量方式，即采用固體質(zhì)量流量計由DC13（濃度計）+DK13（速度計）直接測量煤粉的質(zhì)量流量，Shell在國外采用濃相輸送工藝時也會選用非核的測量方式；國內(nèi)水煤漿氣化及煤化工國家工程研究中心中試裝置2004年訂購了8臺質(zhì)量流量計，目前尚在中試裝置和華東理工大學(xué)實驗室裝置上使用［2］。國內(nèi)云南大維和中石化安慶的殼牌裝置上各購置了1臺電容式固體質(zhì)量流量計，目前尚未上線運行。鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用主要是鋼廠煉鐵時高爐噴煤質(zhì)量測量與控制，國內(nèi)的用戶主要有上海寶鋼、重慶鋼鐵公司、沙鋼等。
目前，SWR的主要用戶在航天爐，包括河南濮陽龍宇化工有限責任公司、安徽臨泉化工有限公司。河南濮陽龍宇化工航天爐項目氣化裝置的每根煤粉管線上采用了2套美國熱電流量計和1套SWR流量計同時測量［3］，在滿足工藝要求的同時，也驗證了在同樣工況下，2個廠家的流量計在煤粉流量計量上的準確度和可靠性。安徽臨泉在航天爐裝置的每條煤粉管線上采用了2套SWR流量計。
1.2 核輻射測量方式
利用核密度計和速度計配合測量煤粉質(zhì)量的技術(shù)是20世紀90年代美國拉姆齊公司開發(fā)并成功應(yīng)用到殼牌煤氣化工藝上的。后來德國伯托（Bertohod）公司也開始涉足類似的領(lǐng)域。
1.2.1 測量原理
核輻射密度計也稱為核密度計、伽馬密度計等，其測量原理是利用能量衰減法對密度進行測量。核密度計的放射源（137Cs或60Co）置入一個鉛罐內(nèi)，安裝在被測管道的一側(cè)，核密度計的探測器安裝在被測管道的另一側(cè)（對稱），放射源發(fā)出的伽馬射線穿過被測容器的管壁及介質(zhì)到達探測器，當管內(nèi)介質(zhì)的密度發(fā)生改變時，伽馬密度計探測器接收的射線能量也發(fā)生變化。核密度計將檢測到的射線能量的變化電量轉(zhuǎn)換成用戶需要的物理量———密度［2］。利用這種技術(shù)，核輻射密度計能夠進行高精度的密度測量及快速反映被測密度的變化。密度計測量濃度之后輸出測量值給用戶主機，采用速度計測量速度輸出速度信號給總控系統(tǒng)，質(zhì)量計算由用戶主系統(tǒng)完成。
賽默飛世爾公司核輻射式質(zhì)量流量計DensityPRO，密度計包括2個主要部分：一是放射源及鉛罐；二是一體化變送器/探測器。密度計所用放射源一般情況下使用密封型的放射源137Cs，特殊情況下使用60Co。PRO核密度計基本測量提供一個獨立環(huán)路供電4～20mA輸出，輸出可設(shè)置為8個獨立數(shù)據(jù)或范圍通道，單位可由用戶選擇，包括密度、固體質(zhì)量百分比、BRIX°、API°等。
DensityPRO核密度計具有測量精度高、響應(yīng)速度快及核密度計獨有的非接觸測量方式等優(yōu)點，滿足粉煤氣化在線介質(zhì)密度測量要求，在國內(nèi)殼牌裝置上應(yīng)用較為廣泛。德國伯托公司采用放射性密度計+靜電式速度計+計算及補償?shù)姆绞竭M行計量。速度計為靜電感應(yīng)式，原理為粉煤在氣力輸送過程中，顆粒之間互相碰撞、摩擦，產(chǎn)生靜電，經(jīng)過速度計時引起靜電場的波動，感應(yīng)出一個電壓信號；相鄰的一些粉煤顆粒相繼經(jīng)過速度計，感應(yīng)出一個電壓波形。根據(jù)速度計內(nèi)部2個一定距離的電極接收到同一信號的時間差，計算出粉煤的流動速度。伯托速度主要影響因素有煤粉粒徑、水分含量、溫度等［4］。
1.2.2 應(yīng)用范圍
應(yīng)用物料范圍：稀相或者濃相輸送的所有固體物料包括煤粉，在固氣比不小于5∶1的輸送狀態(tài)，滿足其它使用條件，精度可達0.5%～1%，國外用戶的普遍精度為1%～2%；固氣比小于4∶1，則以密度測量值為主要控制依據(jù)。
應(yīng)用壓力/溫度范圍：12MPa/150℃（可選200℃，特制）；
應(yīng)用危險場合：適用于ClassI，Division1，GroupsA、B、C、D；
1.2.3 應(yīng)用情況
賽默飛世爾公司核輻射式質(zhì)量流量計主要在國內(nèi)Shell裝置應(yīng)用，如大連大化集團、中原大化集團、中石化安慶公司、中石化柳州化工有限公司、湖北雙環(huán)化肥廠等均有應(yīng)用。
德國伯托公司核輻射式質(zhì)量流量計國內(nèi)主要應(yīng)用于Shell裝置，如岳陽中石化殼牌煤氣化有限公司、中石化湖北分公司、云南沾化責任有限公司、中國神華煤制油有限公司、神華寧煤、河南開祥化工有限公司、河南龍宇煤化工有限公司等單位。
1.3 微波固體流量測量
1.3.1 測量原理
微波固體流量測量儀適用于金屬管道內(nèi)固體物料流量的測量。利用微波能量場和固體顆粒對微波的反射和多普勒特性，通過傳感器和管道之間電磁場的特殊耦合，產(chǎn)生一個測量場。傳感器向金屬輸料管道固體顆粒發(fā)射低能量微波信號，信號被固體反射后又被傳感器接收到，這些信號的頻率和振幅被中央處理單元處理利用。通過移動物料的微波反射能量來測量物料的密度，相當于一個微波計數(shù)器，記錄單位時間內(nèi)流動的物料顆粒數(shù)量，從而測量出物料的流量。由于采用特定的頻率，故僅流動的微粒數(shù)量能被測量，堆積的微粒數(shù)量不被測量。傳感器的標定在安裝完成后進行，簡單地按鍵并輸入?yún)⒖紨?shù)量即可［5］。圖3為測量原理示意。
圖3 微波固體流量測量儀測量原理
一套完整的微波固體測量系統(tǒng)包括：傳感器及安裝底座、中央處理單元FME、C－Box接線盒（連接傳感器與中央處理單元）［5］。圖4為系統(tǒng)組成。 電容相關(guān)文章:電容原理 電容傳感器相關(guān)文章:電容傳感器原理 熱式質(zhì)量流量計相關(guān)文章:熱式質(zhì)量流量計原理 流量計相關(guān)文章:流量計原理
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