煤漿流量計在德士古氣化爐中的應(yīng)用問題探討
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圖6 流量輸出快速性對比圖
橫管解決方案是在豎管成功應(yīng)用之后開始研究和試用的。安裝在橫管上的原進口流量計一般投用一周左右開始大幅度波動。威爾泰流量計投用8h左右即達到穩(wěn)定狀態(tài)，剛開始流量輸出非常平穩(wěn)，經(jīng)過8h左右，波動變得稍大一點，但沒有大幅度異常波動。經(jīng)過半年多的使用，目前，該橫管解決方案已經(jīng)通過驗收，效果優(yōu)于原進口流量計。但該流量計導(dǎo)向板的安裝比較復(fù)雜，威爾泰已經(jīng)改進了設(shè)計，新方案即將投入試用。
4 誤區(qū)澄清
在實際應(yīng)用中，有關(guān)電磁流量計在德士古工藝水煤漿中的應(yīng)用，相關(guān)技術(shù)人員在選型和應(yīng)用通常存在一些認識上的誤區(qū)［7－8］。現(xiàn)將其歸納如下。
①“煤漿的磨損大，所以采用耐磨的ETFE襯里”的觀點不準確，ETFE主要解決了與金屬的附著問題。雖然ETFE的原料便宜，但其目前的處理工藝復(fù)雜，用它來制作襯里，成本比PFA還高，且沒有表征ETFE的耐磨性優(yōu)于PTFE的佐證。上海威爾泰所生產(chǎn)的傳感器，采用硬橡膠襯里，在現(xiàn)場有效使用三年來，沒有發(fā)現(xiàn)有明顯的磨損。
②“采用低噪聲電極，所以波動小”的觀點不準確。電極的形狀的確與噪聲大小相關(guān)。由于原進口流量計的電極在某煤化工企業(yè)有結(jié)垢現(xiàn)象，經(jīng)常需要把流量計拆下來用晶相砂紙打磨電極，而上海威爾泰采用自清潔電極（即尖狀電極），有效地解決了結(jié)垢問題。實際應(yīng)用表明，雖然采用自清潔電極流量計的平穩(wěn)性比采用球面電極的平穩(wěn)性稍差，但也沒有出現(xiàn)過異常波動。所以，我們認為，在解決煤槳流量輸出異常波動方面，低噪聲電極并非關(guān)鍵技術(shù)。
③“原進口流量計安裝要求低，‘前5D后2D’就行”的觀點不準確。在實驗室標定時，要求直管段比較長（達到10D）；在應(yīng)用中，一般“前5D后3D”就足夠了，這并非僅僅適用于進口流量計。如果縮徑，直管段要求還可以進一步減小。另外，現(xiàn)階段的煤漿流量計，基本沒有投閉環(huán)控制的，對于精度的要求不是很高，關(guān)鍵是保證安全連鎖處于有效狀態(tài)，以避免異常波動引起誤跳車。
④“原進口流量計流速大小對流量的影響很小，適用0.3m/s的流速”的觀點不準確。這種說法有很大的誤導(dǎo)作用。實際應(yīng)用經(jīng)驗表明，當(dāng)流速較低時，尤其是當(dāng)流速低于0.5m/s時，煤漿流量計容易波動。因此，這種觀點不準確。
⑤“單純縮徑”的觀點不準確。我們曾經(jīng)仿照上海威爾泰的縮徑方案把管道縮徑，安裝較小口徑的流量計，實際使用效果卻不如采用本文所提的方案。一方面，由于涉及管道改造、高壓法蘭以及壓力容器級別的焊接，綜合成本也不低；另一方面在管道上縮徑，小口徑長度會遠大于在流量計上縮徑，導(dǎo)致壓損增大，再加上轉(zhuǎn)換器未替換，很多結(jié)果不可預(yù)知。
⑥“原進口流量計因為業(yè)績多，所以風(fēng)險小”的觀點不準確。業(yè)績多和業(yè)績好是兩個概念，二者沒有因果聯(lián)系。由于歷史的原因，原進口流量計市場占有率比較高，好的業(yè)績雖然多，但差的業(yè)績也有。一旦波動引起誤跳車，損失是很大的。據(jù)不完全統(tǒng)計，因為煤漿流量計波動引起誤跳車，200000t甲醇生產(chǎn)線一次損失約為300000元；600000t甲醇生產(chǎn)線，誤跳車一次的損失約為800000元。這也是質(zhì)量好的煤漿流量計價格居高不下的原因之一。我們曾經(jīng)使用兩種品牌的進口流量計，八個月就壞的情況也出現(xiàn)過，一年壞三套的情況也發(fā)生過。上海威爾泰提供的解決方案，針對德士古氣化爐現(xiàn)場特殊的工況，進行了多項有針對性的設(shè)計，目前已經(jīng)安全可靠使用三年多。
綜上所述，我們認為合適的選擇才是實際應(yīng)用最好的選擇。在德士古氣化爐煤漿流量的測量應(yīng)用中，由于流場流態(tài)所涉及的流體參數(shù)比較復(fù)雜，煤的來源和煤漿的配方也不盡相同。因此，不同煤漿流量計的應(yīng)用效果差異也比較大。同一種流量計，在有些場合容易發(fā)生波動，但在另外一些場合的應(yīng)用效果較好，這是由所選煤漿流量計穩(wěn)定工作范圍不夠?qū)捲斐傻摹?
為盡量減少或避免誤跳車，并確保安全連鎖處于有效狀態(tài)，應(yīng)該選擇穩(wěn)定工作范圍更寬的煤漿流量計，而選擇既穩(wěn)又快的煤漿流量計是滿足工藝的基本要求。
5 結(jié)束語
由于水煤漿流量測量是德士古工藝煤化工領(lǐng)域的一個難點，該領(lǐng)域同行為此作了大量的工作和努力，積極尋求有效的解決方案。
本文以兩家德士古氣化爐工藝為應(yīng)用背景，其煤漿流量計示值的波動幅度較大，導(dǎo)致氧煤比和煤漿流量這兩個重要聯(lián)鎖無法有效投入，從而成為煤化工生產(chǎn)的最大安全隱患。為解決該難題，筆者較細致地分析了目前煤漿流量計應(yīng)用領(lǐng)域的認識誤區(qū)，提出了自己獨特的見解和看法，進一步完善了德士古工藝煤化工領(lǐng)域的水煤漿流量測量方法［9－11］。
本文得到了張振山博士的指導(dǎo)和幫助，在此深表謝意。
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