淺析固體質(zhì)量流量計(jì)在低壓稀相粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)的應(yīng)用

蔣芹

摘 要 煤化工行業(yè)，特別是干粉氣化技術(shù)領(lǐng)域，干粉氣化爐氣化技術(shù)的最重要的一個(gè)影響因素就是其煤粉給料系統(tǒng)的穩(wěn)定可控，而了解氣固兩相流的特性對(duì)于煤粉輸送的設(shè)計(jì)與運(yùn)行操作有著至關(guān)重要的意義，其中，固體粉體輸送流量監(jiān)測(cè)作為運(yùn)行的判斷依據(jù)起著重要的作用。故了解固體流量計(jì)在該領(lǐng)域的應(yīng)用情況尤為重要，本文就是介紹固體質(zhì)量流量計(jì)在粉煤灰輸送系統(tǒng)中的測(cè)試情況。

關(guān)鍵詞 低壓稀相氣力輸送;固體流量計(jì);粉煤灰;氣固兩相流

1固體流量計(jì)應(yīng)用裝置工藝介紹

在1臺(tái)10kNm3/h的干煤粉氣化系統(tǒng)工業(yè)裝置上進(jìn)行測(cè)試，其工藝流程如下：

煤粉開(kāi)始儲(chǔ)存在煤粉倉(cāng)中，在常壓狀態(tài)下料到鎖斗中去，由鎖斗加壓（0.3～0.5MPag）進(jìn)料到給料罐中，在給料罐中利用罐壓（0.3～0.5MPag）經(jīng)過(guò)流化加速后輸送至煤粉倉(cāng)（常壓），輸送量由角閥調(diào)節(jié)，輸送管道上安裝設(shè)置有固體質(zhì)量流量：先后測(cè)試了電容式固體流量計(jì)、靜電式固體流量計(jì)、核輻射流量計(jì)。

其系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)圖如下：

輸送粉料：分別測(cè)試了粉煤灰和煤粉。

粉煤灰來(lái)自循環(huán)流化床床副產(chǎn)的粉煤灰，其粒徑200目左右，堆積密度為350kg/m3，其特性是灰分高、固定碳含量高（以單質(zhì)碳的形式存在）、揮發(fā)份低、導(dǎo)電性強(qiáng);煤粉由原煤磨制而成，不導(dǎo)電，粒徑200目，堆積密度為650kg/m3。詳細(xì)工業(yè)分析如下：

2固體流量計(jì)應(yīng)用測(cè)試過(guò)程

在保持相同的工藝運(yùn)行狀況的前提下，通過(guò)調(diào)節(jié)角閥的開(kāi)度（或者保持開(kāi)度觀(guān)察流量計(jì)測(cè)量曲線(xiàn)的波動(dòng)情況），觀(guān)察固體流量計(jì)的顯示速度與濃度的線(xiàn)形變化與實(shí)際輸送量相對(duì)照是否正確。分別測(cè)試了如下工況：

3固體流量計(jì)應(yīng)用數(shù)據(jù)收集與分析

3.1 靜電式質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用測(cè)試

靜電式固體質(zhì)量流量計(jì)采用粉煤顆粒流動(dòng)摩擦產(chǎn)生靜電的原理來(lái)測(cè)量流體的速度，因?yàn)榉勖夯覍?dǎo)電性強(qiáng)（做了粉煤灰的導(dǎo)電性檢測(cè)），造成靜電測(cè)量無(wú)法測(cè)量。而煤粉可以測(cè)量，煤粉測(cè)量結(jié)果如下（經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，選擇較為普遍的變化曲線(xiàn)）：

圖2可以看出，隨著調(diào)節(jié)角閥的開(kāi)度增加，煤粉氣力輸送速度有略微降低的趨勢(shì)，但是速度測(cè)量失真的點(diǎn)較多，不能穩(wěn)定測(cè)量輸送速度，但煤粉濃度有較為明顯的線(xiàn)性增加的趨勢(shì)。

3.2 電容式質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用測(cè)試

電容式固體質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量原理是將電容極板安裝在流動(dòng)管道外，當(dāng)管道內(nèi)氣固相比例發(fā)生變化時(shí)，介電常數(shù)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，從而引起電容值改變。測(cè)試粉煤灰和煤粉分別輸送時(shí)的情況如下：

圖3為粉煤輸送時(shí)每12min鐘遞增調(diào)整一次角閥開(kāi)度（30%、45%、60%、75、90%），結(jié)果顯示電容式流量計(jì)測(cè)量的煤粉輸送濃度呈線(xiàn)性增加趨勢(shì)，速度有略微下降的趨勢(shì)，但測(cè)量不平穩(wěn);圖4為粉煤灰在正常運(yùn)行時(shí)（不做調(diào)整），電容式固體流量計(jì)測(cè)量輸送濃度與速度的情況，圖上反映出輸送濃度波動(dòng)范圍較大，且有較多的點(diǎn)完全失真，速度的測(cè)量失真情況更明顯。

3.3 核輻射質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用測(cè)試

因?yàn)閷?shí)際情況，核輻射固體流量計(jì)僅測(cè)試了粉煤灰的應(yīng)用情況。

圖5看出，隨著角閥開(kāi)度的增加，粉煤灰的速度線(xiàn)性減小，但是濃度成線(xiàn)形增加，與實(shí)際情況吻合度較高，輸送量誤差在5%以?xún)?nèi)，能夠較好地反應(yīng)運(yùn)行狀況。

4結(jié)束語(yǔ)

在高壓濃相輸送領(lǐng)域，電容式、核輻射式固體質(zhì)量流量計(jì)有著相對(duì)較好的應(yīng)用，但是在低壓稀相的粉煤灰的輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用還存在較多的問(wèn)題與不確定性，還需要進(jìn)一步的研究，特別是針對(duì)性的對(duì)輸送物料特性的研究，從目前的應(yīng)用來(lái)看，低壓稀相氣力輸送的速度相對(duì)高壓濃相輸送來(lái)說(shuō)，輸送速度更大，隨著輸送濃度的增加速度有線(xiàn)性降低的趨勢(shì)，核輻射式固體流量計(jì)在測(cè)試過(guò)程中較好地反映了物料輸送的狀況，電容式固體質(zhì)量流量計(jì)能夠勉強(qiáng)測(cè)量煤粉輸送，但在粉煤灰的輸送測(cè)量上則變現(xiàn)較差，而靜電式的固體流量計(jì)還需要進(jìn)一步的研究，以滿(mǎn)足在粉煤灰輸送中的應(yīng)用。

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