煤粉質(zhì)量流量計(jì)的選擇與應(yīng)用
加入技術(shù)交流群
1.1.2 應(yīng)用范圍
應(yīng)用物料范圍：濃相輸送的固體物料，主要是煤粉等。
固氣質(zhì)量比（以下簡稱固氣比）不小于5∶1的輸送狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上，滿足其它使用條件精度可達(dá)0.5%～1%，國外用戶的普遍精度為1%～2%；固氣比介于4～5，精度降低，有可能到4%，甚至8%；固氣比介于3～4，精度進(jìn)一步降低；固氣比小于3，基本上難以滿足測量要求。
應(yīng)用壓力/溫度范圍：12MPa/150℃（可選200℃，特制）；
應(yīng)用危險(xiǎn)場合：適用于ClassI，Division1，GroupsA、B、C、D；
1.1.3 應(yīng)用情況
電容式固體質(zhì)量流量測量技術(shù)主要用戶分布在煤化工和鋼鐵行業(yè)。國外煤氣化都是典型的濃相輸送，絕大多數(shù)采用非核的測量方式，即采用固體質(zhì)量流量計(jì)由DC13（濃度計(jì)）+DK13（速度計(jì)）直接測量煤粉的質(zhì)量流量，Shell在國外采用濃相輸送工藝時(shí)也會選用非核的測量方式；國內(nèi)水煤漿氣化及煤化工國家工程研究中心中試裝置2004年訂購了8臺質(zhì)量流量計(jì)，目前尚在中試裝置和華東理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室裝置上使用［2］。國內(nèi)云南大維和中石化安慶的殼牌裝置上各購置了1臺電容式固體質(zhì)量流量計(jì)，目前尚未上線運(yùn)行。鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用主要是鋼廠煉鐵時(shí)高爐噴煤質(zhì)量測量與控制，國內(nèi)的用戶主要有上海寶鋼、重慶鋼鐵公司、沙鋼等。
目前，SWR的主要用戶在航天爐，包括河南濮陽龍宇化工有限責(zé)任公司、安徽臨泉化工有限公司。河南濮陽龍宇化工航天爐項(xiàng)目氣化裝置的每根煤粉管線上采用了2套美國熱電流量計(jì)和1套SWR流量計(jì)同時(shí)測量［3］，在滿足工藝要求的同時(shí)，也驗(yàn)證了在同樣工況下，2個(gè)廠家的流量計(jì)在煤粉流量計(jì)量上的準(zhǔn)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(jì)。
1.2 核輻射測量方式
利用核密度計(jì)和速度計(jì)配合測量煤粉質(zhì)量的技術(shù)是20世紀(jì)90年代美國拉姆齊公司開發(fā)并成功應(yīng)用到殼牌煤氣化工藝上的。后來德國伯托（Bertohod）公司也開始涉足類似的領(lǐng)域。
1.2.1 測量原理
核輻射密度計(jì)也稱為核密度計(jì)、伽馬密度計(jì)等，其測量原理是利用能量衰減法對密度進(jìn)行測量。核密度計(jì)的放射源（137Cs或60Co）置入一個(gè)鉛罐內(nèi)，安裝在被測管道的一側(cè)，核密度計(jì)的探測器安裝在被測管道的另一側(cè)（對稱），放射源發(fā)出的伽馬射線穿過被測容器的管壁及介質(zhì)到達(dá)探測器，當(dāng)管內(nèi)介質(zhì)的密度發(fā)生改變時(shí)，伽馬密度計(jì)探測器接收的射線能量也發(fā)生變化。核密度計(jì)將檢測到的射線能量的變化電量轉(zhuǎn)換成用戶需要的物理量———密度［2］。利用這種技術(shù)，核輻射密度計(jì)能夠進(jìn)行高精度的密度測量及快速反映被測密度的變化。密度計(jì)測量濃度之后輸出測量值給用戶主機(jī)，采用速度計(jì)測量速度輸出速度信號給總控系統(tǒng)，質(zhì)量計(jì)算由用戶主系統(tǒng)完成。
賽默飛世爾公司核輻射式質(zhì)量流量計(jì)DensityPRO，密度計(jì)包括2個(gè)主要部分：一是放射源及鉛罐；二是一體化變送器/探測器。密度計(jì)所用放射源一般情況下使用密封型的放射源137Cs，特殊情況下使用60Co。PRO核密度計(jì)基本測量提供一個(gè)獨(dú)立環(huán)路供電4～20mA輸出，輸出可設(shè)置為8個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)或范圍通道，單位可由用戶選擇，包括密度、固體質(zhì)量百分比、BRIX°、API°等。
DensityPRO核密度計(jì)具有測量精度高、響應(yīng)速度快及核密度計(jì)獨(dú)有的非接觸測量方式等優(yōu)點(diǎn)，滿足粉煤氣化在線介質(zhì)密度測量要求，在國內(nèi)殼牌裝置上應(yīng)用較為廣泛。德國伯托公司采用放射性密度計(jì)+靜電式速度計(jì)+計(jì)算及補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行計(jì)量。速度計(jì)為靜電感應(yīng)式，原理為粉煤在氣力輸送過程中，顆粒之間互相碰撞、摩擦，產(chǎn)生靜電，經(jīng)過速度計(jì)時(shí)引起靜電場的波動，感應(yīng)出一個(gè)電壓信號；相鄰的一些粉煤顆粒相繼經(jīng)過速度計(jì)，感應(yīng)出一個(gè)電壓波形。根據(jù)速度計(jì)內(nèi)部2個(gè)一定距離的電極接收到同一信號的時(shí)間差，計(jì)算出粉煤的流動速度。伯托速度主要影響因素有煤粉粒徑、水分含量、溫度等［4］。
1.2.2 應(yīng)用范圍
應(yīng)用物料范圍：稀相或者濃相輸送的所有固體物料包括煤粉，在固氣比不小于5∶1的輸送狀態(tài)，滿足其它使用條件，精度可達(dá)0.5%～1%，國外用戶的普遍精度為1%～2%；固氣比小于4∶1，則以密度測量值為主要控制依據(jù)。
應(yīng)用壓力/溫度范圍：12MPa/150℃（可選200℃，特制）；
應(yīng)用危險(xiǎn)場合：適用于ClassI，Division1，GroupsA、B、C、D；
1.2.3 應(yīng)用情況
賽默飛世爾公司核輻射式質(zhì)量流量計(jì)主要在國內(nèi)Shell裝置應(yīng)用，如大連大化集團(tuán)、中原大化集團(tuán)、中石化安慶公司、中石化柳州化工有限公司、湖北雙環(huán)化肥廠等均有應(yīng)用。
德國伯托公司核輻射式質(zhì)量流量計(jì)國內(nèi)主要應(yīng)用于Shell裝置，如岳陽中石化殼牌煤氣化有限公司、中石化湖北分公司、云南沾化責(zé)任有限公司、中國神華煤制油有限公司、神華寧煤、河南開祥化工有限公司、河南龍宇煤化工有限公司等單位。
1.3 微波固體流量測量
1.3.1 測量原理
微波固體流量測量儀適用于金屬管道內(nèi)固體物料流量的測量。利用微波能量場和固體顆粒對微波的反射和多普勒特性，通過傳感器和管道之間電磁場的特殊耦合，產(chǎn)生一個(gè)測量場。傳感器向金屬輸料管道固體顆粒發(fā)射低能量微波信號，信號被固體反射后又被傳感器接收到，這些信號的頻率和振幅被中央處理單元處理利用。通過移動物料的微波反射能量來測量物料的密度，相當(dāng)于一個(gè)微波計(jì)數(shù)器，記錄單位時(shí)間內(nèi)流動的物料顆粒數(shù)量，從而測量出物料的流量。由于采用特定的頻率，故僅流動的微粒數(shù)量能被測量，堆積的微粒數(shù)量不被測量。傳感器的標(biāo)定在安裝完成后進(jìn)行，簡單地按鍵并輸入?yún)⒖紨?shù)量即可［5］。圖3為測量原理示意。
圖3 微波固體流量測量儀測量原理
一套完整的微波固體測量系統(tǒng)包括：傳感器及安裝底座、中央處理單元FME、C－Box接線盒（連接傳感器與中央處理單元）［5］。圖4為系統(tǒng)組成。 電容相關(guān)文章:電容原理 電容傳感器相關(guān)文章:電容傳感器原理 熱式質(zhì)量流量計(jì)相關(guān)文章:熱式質(zhì)量流量計(jì)原理 流量計(jì)相關(guān)文章:流量計(jì)原理
評論