智能电磁流量计在煤化工水煤浆行业的应用

煤化工行业水煤浆的计量难点
 1.1 水煤浆成分复杂
   因煤炭在采掘过程中含有铁丝、铜丝等金属屑，通过皮带输送到棒磨机或球磨机里，和造纸废液、甲醇废水等添加剂进行研磨，生成含量为60 %~70 %、操作密度为1250~1286k g /m 3、动力粘度为70 0~3000cp的水煤浆。棒磨机或球磨机在研磨煤炭碰撞会进一步脱落部分金属颗粒，后续设备不可能*过滤、去除水煤浆中含有金属颗粒，计量过程中的冲击和磨损容易造成加压泵及其它计量主辅设备的易损坏。
   1.2 水煤浆介质特性影响
   在测量水煤浆、泥浆等液、固两相混合导电性介质流量时，在固体颗粒或者纤维介质擦过电极表面时，电级表面的接触电化学电势突然变化，造成从传感器输出的电极检测信号出现尖脉冲浆液（干扰）噪声，它将造成显示和信号输出波动，波动量大小与传感器的励磁电流频率1/f的频谱特性关系。金属颗粒的摩擦会产生更加严重的瞬间尖脉冲干扰，zui终造成电磁流量信号所受干扰严重而导致测量不稳定。
  1.3 加压泵的影响
   加压泵工作时存在脉动流是必然的。在水煤浆制造及普通锅炉燃烧的加压环节基本上采用“螺杆泵”，因其结构及工作方式在不同的转速下脉动流的波动量很小（波动量一般在0.5 %~5 %），一般情况下不影响计量和控制应用。而“德士古”气化炉因其工艺要求，水煤浆喷嘴需要加压泵将水煤浆加压至6~9.6M Pa才能达到*的雾化效果，今后甚至更高，所以采用“活塞泵”或“隔膜泵”，因其工作原理及结构即使在满负荷工作的情况下加压打出液体的脉动流的波动量很大（波动量一般在6%~15%），煤浆泵在长期工作后若某一个工作腔出现问题，会进一步加大其脉动量，而且每一个工作腔的工作状态不能在*控制室进行监控，只能反映在孔板流量计的瞬时显示及信号输出波动上。
   1.4 煤浆输送管的影响
   气化炉装置水煤浆的输送管线一般采用20号碳钢材质。在停止输送煤浆阶段时，管线内壁会氧化产生大量的氧化铁锈，水煤浆对管线内壁的摩擦会脱落细小的碳钢颗粒，裹含在煤浆中。电磁流量计在工作时其传感器测量腔内产生的磁场会使金属颗粒磁化，促使煤浆内的金属颗粒吸附在测量电极附近，对电极形成极化电压，会加大电磁流量计本身的测量精度和进一步造成增大波动量。而不锈钢管线基本不存在此问题。
   2 智能电磁流量计的应用研究
   2.1 智能电磁流量计的特别安装要求
   严格按照智能电磁流量计安装要求安装，并且尽可能地将3台智能电磁流量计安装在汽化炉顶部。延长流量计的前直管段是解决煤浆加压泵工作时造成脉动的*办法。
    2.2 智能电磁流量计的特殊加工
   用量具量出智能电磁流量计的法兰接口尺寸并经计算和设计，用316锰络合金等特殊材质加工成接口法兰的防护冲刷磨损套。对智能电磁流量计的腔室渡上碳化硅（对电磁干扰有防护作用）防护冲刷磨损膜。对智能电磁流量计感应电极度上碳化钨防护冲刷磨损膜。
   2.3 智能电磁流量计使用建议
   （1）在单机试车阶段严禁对智能电磁流量计送电，先做好煤浆循环管线磨损防护，利用水煤浆对煤浆管线内壁除锈，否则铁锈会被电磁传感器内壁的磁场吸附在电极附近，对电极形成极化电压干扰而造成流量计的波动。气化炉停车后将智能电磁流量计停电后再清洗管线,避免因智能电磁流量计传感器内励磁形成的磁场使吸附在电极附近的铁锈不能被冲洗干净。
   （2）在正常运行阶段，突然发现电磁流量计波动、干扰有以下可能：
   1）泵引起的波动
   煤浆泵的某一个隔膜工作腔出现异常，流量值的变化可能不大，但流场变化较大而引起脉动，波动量加大。及时观察煤浆泵每一个隔膜工作腔体的监测压力表是否均衡。
   2）煤浆引起的波动
   煤浆含金属颗粒量增多，堆积在电极附近，对电极形成极化电压干扰而造成流量计的波动，及时停车拆检或冲洗。
   3）智能电磁流量计输出信号突然出现瞬间尖脉冲干扰。
   煤浆含的大颗粒金属或气泡摩擦，碰撞电极而产生的瞬间尖脉冲干扰，若频繁地出现要检查煤浆质量。V锥流量计的传感器衬里受耐温的限制，不能使用蒸汽冲洗煤浆管线。
   4）智能电磁流量计的参数整定
   电磁流量传感器在不能按照*的安装条件安装使用时，可以调整流量计本身的阻尼时间，以牺牲灵敏度为代价去弥补脉动流造成的波动，建议阻尼时间不要超过30s，以5~15s为*。特别是智能电磁流量计经长时间高压冲刷使用后，计量设备结构因冲刷严重而发生了一定的变化，为了更好适用计量的准确性，需用角向磨光机对里衬碳化硅防护膜进行整形，特别是对感应电极的碳化钨防护膜整形。但是一定要记住，对防护膜整形后一定要通过计量校准、标定，整定该电磁流量计的参数，才能准确投运该电磁流量计，才能更好发挥它在煤化工水煤浆行业计量中的固有优点和特长。该3台流量计经使用18个月后，于2010年4月15日因计量误差太大导致气化炉跳车。经拆体检查，和原始安装数据比较，发现3台浆液型电磁流量计防护里衬整体平均磨损了0.8 m m的厚度，但感应电极因出厂加装了碳化钨防护膜而保护特好，导致了流量计电极与里衬物理与几何结构的不匹配。为了不影响正常，经厂家传真确认“要求用角向磨光机将碳化钨防护膜平均打磨0.8 m m的厚度后对流量计重新标定和整定参数”。严格按厂家要求进行检修、标定和参数整定，现将标定时整定好的参数放在表2，以供参考。经为期3个月的气化炉开车验证，该检修、调试方法科学可行。从而有力地保证了气化现场的稳定、及时运行，且一下子节约了大约40万的生产维修费。特别值得兄弟企业借鉴。
   3.结束语
   通过对煤化工生产中水煤浆计量难的分析，从检修和调试实际角度出发，针对性地有效采取解决水煤浆智能电磁流量计在具体应用中的缺陷和固有的不足。为煤化工设计院、水煤浆电磁流量计制造厂家、化工生产企业的检修单位提供可靠科学依据，保证煤化工水煤浆计量的准确、可靠和科学性。以便水煤浆电磁流量计在今后煤化工生产中进一步发挥其固有计量特长和优点。