電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì)。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小,可測(cè)流量范圍大。非常大流量與非常小流量的比值一般為 100:1以上,適用的工業(yè)管徑范圍寬,非常大口徑可達(dá)3m,輸出信號(hào)和被測(cè)流量成線性,精確度較高,可測(cè)量電導(dǎo)率≥1μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、侵蝕性液體以及泥漿、礦漿的導(dǎo)電流體流量。當(dāng)前的煤化工行業(yè)中德士古氣化爐中的煤漿流量計(jì)大片面設(shè)計(jì)和選型中都采用的是電磁流量計(jì),但實(shí)際使用效果差異非常大,這一問題一直是煤化工行業(yè)技術(shù)人員談?wù)摰睦щy。
水煤漿是由60%~70%具有一定粒度級(jí)配的煤粉和 30%~40%的水及一定量增加劑組成的混合物[5]。由于疏散劑和穩(wěn)定劑等增加劑的作用,使水煤漿成為一種具有較好流動(dòng)性和穩(wěn)定性的均勻的液固兩相流,屬于非牛頓流體中的賓漢塑性流體[1][4],俗稱漿液。 由于受參比流動(dòng)條件(充分發(fā)展的速度分布、牛頓流體、均勻單相流體、穩(wěn)定流等[2])的限制,絕大多數(shù)推理式流量計(jì)[2]都不適于這種流體的流量測(cè)量。
應(yīng)當(dāng)特別指出的是,由于不同漿液的流變學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和脈動(dòng)流情況的不同,對(duì)電磁流量傳感器的材料、布局和對(duì)電磁流量轉(zhuǎn)換的信號(hào)處理能力的要求也不盡相像。如果選型或使用不當(dāng)就會(huì)出現(xiàn)各種問題。
陜西某化學(xué)工業(yè)有限公司是年產(chǎn)60萬(wàn)t甲醇的大型國(guó)有企業(yè),有6臺(tái)德士古氣化爐,共有15臺(tái)煤漿電磁流量計(jì),經(jīng)過(guò)多年的探索,整體使用效果良好。尤其是安量?jī)x表廠家的電磁流量計(jì)自04年投用以來(lái),流量計(jì)運(yùn)行穩(wěn)定,襯里采用ETFE(增強(qiáng)聚四氟乙烯),運(yùn)行近5年來(lái),沒有任何磨損,與其他單位生產(chǎn)的煤漿流量計(jì)相比,質(zhì)量?jī)?yōu)良,運(yùn)行穩(wěn)定。
由于水煤漿特殊的物理特性,使其測(cè)量難度非常大。它含有60%以上的極細(xì)的煤固體顆粒,再加上輔助增加劑,在高壓工況下,其動(dòng)力粘度高達(dá) 800~1500mPa.s,介質(zhì)對(duì)襯里的擠壓和對(duì)電極的沖刷環(huán)境要求電磁流量計(jì)傳感器的襯里與測(cè)量導(dǎo)管的附著性能以及電極的抗噪聲和防滲漏性能有著非常高的要求,并且水煤漿短長(zhǎng)牛頓流體,設(shè)計(jì)道流速非常低,在1.0m/s左右,并且又有侵蝕性。經(jīng)多年煤化工裝置的運(yùn)行相對(duì)經(jīng)驗(yàn)證明,采用煤漿電磁流量計(jì)測(cè)量水煤漿流量是當(dāng)前獨(dú)一可靠的方式。
電磁流量計(jì)的合理選用及正確安裝對(duì)進(jìn)步流量計(jì)的測(cè)量精度和延長(zhǎng)儀表壽命,都是極端重要的。
一、選用原則有以下四點(diǎn):
●被測(cè)流體必須是導(dǎo)電液體,它不能測(cè)量氣體、蒸汽、石油制品、甘油、酒精等物質(zhì),傳感器的襯里非常重要,必需穩(wěn)定、耐壓、耐磨;
●壓力的選定:使用壓力必須低于電磁流量計(jì)額定工作壓力,一般不超過(guò)16×105Pa,襯里的耐壓也非常環(huán)節(jié),襯里在擠壓后不能使電極高出襯里表面;
●口徑與量程的選定。電磁流量計(jì)的量程根據(jù)不低于預(yù)計(jì)的非常大流量值的原則選定滿量程刻度,常用流量超過(guò)滿量程的50%,這樣可獲得較高的測(cè)量精度。常用流速為2~4m/s 非常合適。電極要有降噪功能的低噪聲電極;
●溫度的選定。被測(cè)介質(zhì)溫度不能超過(guò)襯里材料的允許使用溫度,在高壓狀況下,一般≤120℃。
電磁流量計(jì)(以下偶然簡(jiǎn)稱“儀表”)在水煤漿流量測(cè)量中的常見問題、產(chǎn)生原因和辦理方法。
二、隔膜泵產(chǎn)生的脈動(dòng)流及辦理方法
水煤漿向氣化爐輸送時(shí)的重要要求是流量的適度和穩(wěn)定,以保證水煤漿的氣化率。例如,根據(jù)“德士古”氣化爐的工藝要求,水煤漿在噴嘴處的壓力需達(dá)到 6~9.6 MPa 以后甚至更高。所以,當(dāng)前水煤漿都是用隔膜泵,通過(guò)活塞的沖程加壓進(jìn)行輸送,只要使用活塞隔膜泵,打出的流體就勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng),即使在滿負(fù)荷高頻率運(yùn)行的情況下,加壓打出的流體的脈動(dòng)顛簸量也相當(dāng)大,一般在 6%~15%??梢愿鶕?jù)具體管線條件,用以下方法(單用或混用)滿足氣化爐對(duì)水煤漿流量及速度分布的要求。