粉煤質(zhì)量流量計的選型及應(yīng)用
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對于采用高濃相輸送技術(shù)的煤粉輸送，煤粉流量的精確計量對氣量的消耗、系統(tǒng)的順暢運行及設(shè)備、管道等的維護以及驗證整個系統(tǒng)的濃相輸送等相關(guān)指標、調(diào)控輸送量等工藝參數(shù)具有重要的作用和意義。在粉煤加壓氣化裝置的流程控制中，煤粉密度、流速的測量是整個輸煤系統(tǒng)的重中之重。我國近年來引進的荷蘭殼牌公司的Shell粉煤加壓氣化技術(shù)中，粉煤質(zhì)量流量計一直采用美國熱電提供的核密度計與速度計?？疾靽鴥?nèi)同類設(shè)備的使用情況，其測量的準確性需要靠經(jīng)驗數(shù)據(jù)來調(diào)整，采集經(jīng)驗數(shù)據(jù)最少需要2~3個月時間，煤粉標定時間周期較長，而且其速度計響應(yīng)時間較慢，在濮陽航天爐的生產(chǎn)過程中，這種現(xiàn)象已得到驗證。而采用德國斯威爾的微波技術(shù)的流量計調(diào)校比較簡單，調(diào)試時間大約一周，測量能滿足工藝要求。在航天爐項目的建設(shè)中，濮陽龍宇化工有限責任公司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，在滿足工藝要求的同時，也驗證了在同樣工況下，兩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，在煤粉的計量和控制中得到了很好的應(yīng)用。
1 SWR（斯威爾）流量計
1.1 測量原理
SWR生產(chǎn)的DensFlow流量計是專門針對氣固兩相流而開發(fā)的測量儀器，適用于濃相或超濃相輸送工藝，通過在測量管中產(chǎn)生一個高頻、交流、均勻的電磁場來測量固體物料通過管道截面的平均流速和濃度，從而計算出固體物料在管道中的流速（m/s）、濃度（kg/m3）、質(zhì)量流量（kg/h或t/h），并且輸出對應(yīng)上述測量值的3路獨立的4~20mA電流信號。
流量、密度、流速的測量一體化，大大提高了測量的精度。
DensFlow固體物料密度值的測量是需要校準和標定的，因為該儀器可以測量濃相、超濃相輸送的所有固體顆粒或粉狀物料，而不同物料的堆積密度是不同的，所以必須實際標定輸送物料的濃度值。正常的準確度為±1%～±3%，系統(tǒng)均勻穩(wěn)定的噴吹狀態(tài)下可以達到小于±1％的測量及控制準確度。
在現(xiàn)有濃相、超濃相輸送技術(shù)條件下，有以下幾種標定方法可以使用：
（1）使用SWR的專用測試棒標定；也可訂購SWR流量在線標定系統(tǒng)來進行標定。
（2）用戶在安裝儀器前，在車間將固體流量計垂直放置在敞開容器后通電預(yù)熱，15min后將被測固體物料放入測量管內(nèi)進行標定。
（3）用戶在安裝儀器后，通電預(yù)熱15min，并將流量計內(nèi)置累積器清零后開始正常的物料輸送，通過儀器累計的物料質(zhì)量流量值與現(xiàn)有儀器的顯示值比較，然后將修正系數(shù)輸入儀器。
（4）用戶在安裝儀器后，通電預(yù)熱15min，并將流量計內(nèi)置累積器清零后開始正常輸送物料，通過儀器累計的物料質(zhì)量流量值與每天/每周/每月的物料消耗量比較，然后將修正系數(shù)輸入儀器。
1.2 標定過程的修正方案
影響流量計測量結(jié)果的因素為壓力、懸浮密度、溫度，其中壓力的影響因素很穩(wěn)定，經(jīng)過現(xiàn)場的觀察和計算，壓力的影響為0~5MPa，影響零點漂移為0.4%~0.5%；濃度的影響只與傳感器特性有關(guān)；溫度的影響，安徽臨泉和濮陽由于安裝位置的不同，產(chǎn)生的影響大小有所不同，但是觀察在溫度變化不大的環(huán)境下，對流量計檢測的影響很小。針對這3個影響因素的修正方案如下：
（1）濃度修正方案。DCS計算方程如下：
圖1 密度修正曲線
壓力修正公式為：
f（p）=1.7P
式中，f（p）為經(jīng)過修正后的管道壓力；p為流量計附近壓力取樣點壓力；P為實測的管道壓力。
（3）溫度修正。溫度對于傳感器的影響直接反映到傳感器的軸向應(yīng)力上。對于臨泉和濮陽現(xiàn)場出現(xiàn)的溫度影響不一致的原因，經(jīng)分析和現(xiàn)場的安裝位置有關(guān)。當溫度變化不是很大的情況下，基本可以忽略此參數(shù)的影響。
（4）總修正方案。
DCS最后修正方程為：
A=（原始密度-f2（P）+f3（T））
DCS顯示密度=f1（A）·A·K2·K3
式中，K2為管道系數(shù)；K3為煤種系數(shù)，針對每根管道單獨進行標定；f1（A）為傳感器的特征方程。
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