粉煤质量流量计的选型及应用

2013-10-08 13:13:23来源: 21ic
0 引言

对于采用高浓相输送技术的煤粉输送,煤粉流量的精确计量对气量的消耗、系统的顺畅运行及设备、管道等的维护以及验证整个系统的浓相输送等相关指标、调控输送量等工艺参数具有重要的作用和意义。在粉煤加压气化装置的流程控制中,煤粉密度、流速的测量是整个输煤系统的重中之重。我国近年来引进的荷兰壳牌公司的Shell粉煤加压气化技术中,粉煤质量流量计一直采用美国热电提供的核密度计与速度计。考察国内同类设备的使用情况,其测量的准确性需要靠经验数据来调整,采集经验数据最少需要2~3个月时间,煤粉标定时间周期较长,而且其速度计响应时间较慢,在濮阳航天炉的生产过程中,这种现象已得到验证。而采用德国斯威尔的微波技术的流量计调校比较简单,调试时间大约一周,测量能满足工艺要求。在航天炉项目的建设中,濮阳龙宇化工有限责任公司气化装置的每根煤粉管线上采用了2套美国热电流量计和1套SWR流量计同时测量,在满足工艺要求的同时,也验证了在同样工况下,两个厂家的流量计在煤粉流量计量上的准确度和可靠性。安徽临泉在航天炉装置的每条煤粉管线上采用了2套SWR流量计,在煤粉的计量和控制中得到了很好的应用。

1 SWR(斯威尔)流量计

1.1 测量原理

SWR生产的DensFlow流量计是专门针对气固两相流而开发的测量仪器,适用于浓相或超浓相输送工艺,通过在测量管中产生一个高频、交流、均匀的电磁场来测量固体物料通过管道截面的平均流速和浓度,从而计算出固体物料在管道中的流速(m/s)、浓度(kg/m3)、质量流量(kg/h或t/h),并且输出对应上述测量值的3路独立的4~20mA电流信号。

流量、密度、流速的测量一体化,大大提高了测量的精度。

DensFlow固体物料密度值的测量是需要校准和标定的,因为该仪器可以测量浓相、超浓相输送的所有固体颗粒或粉状物料,而不同物料的堆积密度是不同的,所以必须实际标定输送物料的浓度值。正常的准确度为±1%~±3%,系统均匀稳定的喷吹状态下可以达到小于±1%的测量及控制准确度。

在现有浓相、超浓相输送技术条件下,有以下几种标定方法可以使用:

(1)使用SWR的专用测试棒标定;也可订购SWR流量在线标定系统来进行标定。

(2)用户在安装仪器前,在车间将固体流量计垂直放置在敞开容器后通电预热,15min后将被测固体物料放入测量管内进行标定。

(3)用户在安装仪器后,通电预热15min,并将流量计内置累积器清零后开始正常的物料输送,通过仪器累计的物料质量流量值与现有仪器的显示值比较,然后将修正系数输入仪器。

(4)用户在安装仪器后,通电预热15min,并将流量计内置累积器清零后开始正常输送物料,通过仪器累计的物料质量流量值与每天/每周/每月的物料消耗量比较,然后将修正系数输入仪器。

1.2 标定过程的修正方案

影响流量计测量结果的因素为压力、悬浮密度、温度,其中压力的影响因素很稳定,经过现场的观察和计算,压力的影响为0~5MPa,影响零点漂移为0.4%~0.5%;浓度的影响只与传感器特性有关;温度的影响,安徽临泉和濮阳由于安装位置的不同,产生的影响大小有所不同,但是观察在温度变化不大的环境下,对流量计检测的影响很小。针对这3个影响因素的修正方案如下:

(1)浓度修正方案。DCS计算方程如下:

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密度的修正曲线如图1所示,横坐标代表密度(kg/m3),纵坐标代表修正系数。

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图1 密度修正曲线

(2)压力修正。压力影响实际显示浓度值,随着压力的增加影响值逐渐减少。对应着0~5MPa的压力变化,零点漂移为0.4%~0.5%。

压力修正公式为:

f(p)=1.7P

式中,f(p)为经过修正后的管道压力;p为流量计附近压力取样点压力;P为实测的管道压力。

(3)温度修正。温度对于传感器的影响直接反映到传感器的轴向应力上。对于临泉和濮阳现场出现的温度影响不一致的原因,经分析和现场的安装位置有关。当温度变化不是很大的情况下,基本可以忽略此参数的影响。

(4)总修正方案。

DCS最后修正方程为:

A=(原始密度-f2(P)+f3(T))

DCS显示密度=f1(A)·A·K2·K3

式中,K2为管道系数;K3为煤种系数,针对每根管道单独进行标定;f1(A)为传感器的特征方程。
[1] [2]

关键字:质量流量计  煤制合成气  煤粉质量

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/1008/article_7899.html
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