摘要:介紹楔形流量計在粉煤加壓氣化裝置(航天爐)改造中的應(yīng)用,經(jīng)過生產(chǎn)實踐證明,楔形流量計具有精度高、耐沖刷、使用周期長的特點。
1系統(tǒng)改造背景
由磨煤系統(tǒng)生產(chǎn)的合格粉煤經(jīng)加壓與空分生產(chǎn)的氧氣與蒸汽由粉煤燒嘴噴入氣化爐，在3.5MPa壓力、1400~17009高溫下充分混合，進行部分氧化反應(yīng),生成以H2、CO、CO2為主要成分的合成氣。在整個氣化流程中，黑水流量計13FI0008、13FT0041A/B、13FT0016、13FT0018檢測整個氣化裝置重要的物料平衡參數(shù)和保護氣化爐設(shè)備的重要參數(shù),其參數(shù)的正確與穩(wěn)定關(guān)系著裝置的優(yōu)化控制和ESD聯(lián)鎖跳車的發(fā)生。幾臺流量計原設(shè)計采用文丘里管作為節(jié)流件,結(jié)合兩年多的運行發(fā)現(xiàn),該節(jié)流件不適合煤氣化工藝介質(zhì),因介質(zhì)較臟容易使環(huán)室堵死,造成測量誤差和測量值的突變引起ESD聯(lián)鎖停車的發(fā)生。為了徹底消除測量誤差，避免因儀表原因引起停車事件的發(fā)生,對幾臺黑水流量計進行改造，傳感器由原來設(shè)計的文丘里節(jié)流元件改為楔形流量傳感器。
2楔形流量計
2.1原理
當充滿管道的流體流經(jīng)楔形孔板時,在楔形孔板上游側(cè)和“下游側(cè)測到流體的差壓,差壓變送器將差壓信號轉(zhuǎn)為4~20mADC信號輸出，此信號經(jīng)人工智能流量運算器處理或DCS處理后,得到瞬時流量值。楔形流量傳感器的檢測件是楔形孔板,它是-塊V形節(jié)流件,圓形頂角朝下，含懸浮顆粒(粉塵、泥沙及其它固體顆粒)流體和高粘度液體流過時在節(jié)流件上游側(cè)不會產(chǎn)生滯流,也不會在節(jié)流體上、下游側(cè)發(fā)生固體顆粒或粘稠物的積存,確保了楔形流量傳感器長期運行穩(wěn)定性。楔形流量計測量原理如圖1所示。
2.2特點
(1)長期現(xiàn)場運行精度高。在液體流量測量中,精度可達0.2級;在氣體測量中,精度可達0.5級。楔形流量計長期穩(wěn)定性好,被譽為零故障率儀表。
(2)流量范圍度寬。精度0.2級時,流量范圍可達1:25;精度0.5級時,流量范圍高達133。這是其它差壓式流量計無法比擬的。
(3)適用范圍極廣。不僅適用于單相流體,也適用于氣液、氣固和液固等雙相流體。其雷諾數(shù)最小達300,最高可達1x106以上。因此,楔形流量計既可工作在層流狀態(tài),也可工作在紊流狀態(tài),其最低流速達0.0.1m/s。而且楔形流量傳感器無沉積、不堵塞,可適用于高溫高壓高粘度、強腐蝕的各種液體和高含塵氣體的流量測量。
(4)防粘附楔形傳感器。楔形流量計采用“V"型體節(jié)流件，可消除滯留區(qū),防止系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。傳感器測量管與節(jié)流件防粘附,是流量測量技術(shù)的重大突破。它消除被測量介質(zhì)中的泥沙、粉塵懸浮物、纖維等對流量傳感器測量管的粘附、堆積,同時也防止了測量管的腐蝕,是正確測量流量的基礎(chǔ)與保證。
2.3安裝及維護
(1)一次表分體式,更換楔形件(中間可擴展量程。
(2)差壓變送器可輸出4~20mA的電信號,便于配用各種儀表。
(3)楔形流量計附有前后測量管，可水平或垂直安裝,當垂直安裝時,流體應(yīng)自上而下流動。測量液體時應(yīng)注意使差壓變送器方便排除氣泡,以免弓起儀表零點漂移。
(4)楔形流量計上下游側(cè)應(yīng)配置管段(上游5倍管道直徑,下游2倍管道直徑),管道內(nèi)部應(yīng)光滑、清潔、無附著物。
(5)水平安裝時,楔形差壓元件應(yīng)與管道中心線:成90°;對于垂直安裝,由于取壓點之間輕微的靜壓影響,必須注意差壓變送器調(diào)零。
3實際應(yīng)用.
根據(jù)實際運行情況,結(jié)合生產(chǎn)需要,首先改造激冷水泵出口黑水流量13FT0008,經(jīng)過近半年的運行，效果很好。隨后對以下介質(zhì)較臟、易出故障的流量計分別進行了楔形流量計改造:去氣化爐循環(huán)水流量13FT0041合成氣洗滌塔變換冷凝液流量13FT0016、合成氣洗滌塔工藝氣流量13FT0018。經(jīng)過近-年的開車運行,幾套流量計指示正確平穩(wěn)、參數(shù)可靠,達到了預(yù)期的目的。
4結(jié)語
楔形流量計是一種新型流量計，其設(shè)計解決了煉焦、煉油、化工等企業(yè)中的焦油瀝青.殘渣油石蠟油、易結(jié)晶萘油等各種高粘度液體介質(zhì)的流量測量難題。
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