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橫河電磁流量計(jì)在煤制甲醇項(xiàng)目中的應(yīng)用探析
閱讀：1131 發(fā)布時(shí)間：2013-6-3橫河電磁流量計(jì)在煤制甲醇項(xiàng)目中的應(yīng)用探析
橫河電磁流量計(jì)由直接接觸管道介質(zhì)的傳感器和上端信號(hào)轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成。其工作原理以法拉第電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ),，可用來(lái)測(cè)量電導(dǎo)率大于5mm/cm的導(dǎo)電液體的流量,，是一種測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)流量的儀表,。兗州煤業(yè)榆林能化一期年產(chǎn)60萬(wàn)噸煤制甲醇項(xiàng)目中煤漿及渣水管道的設(shè)計(jì)和選型采用的是電磁流量計(jì),，但各個(gè)公司研發(fā)的電磁流量計(jì)的實(shí)際使用效果差別較大,，給工程項(xiàng)目的統(tǒng)一管理帶來(lái)很大困難，這一問(wèn)題也成為煤化工行業(yè)專(zhuān)業(yè)人員不斷改進(jìn)的課題,。
一,、水煤漿特性
兗州煤業(yè)榆林能化一期年產(chǎn)60萬(wàn)噸煤制甲醇項(xiàng)目中的德士古氣化爐采用濃度為65%的水煤漿。這種水煤漿是由大約65%的煤,、34%的水和1%的添加劑通過(guò)物理加工得到的一種低污染,、率、可管道輸送的代油煤基流體燃料,。它改變了煤的傳統(tǒng)燃燒方式,，顯示出巨大的環(huán)保節(jié)能優(yōu)勢(shì),。尤其是近幾年來(lái)采用廢物資源化的技術(shù)路線(xiàn)后，研制成功的環(huán)保水煤漿可以在不增加費(fèi)用的前提下大大提高其環(huán)保效益,。
二,、電磁流量計(jì)的原理和結(jié)構(gòu)
橫河電磁流量計(jì)的工作原理以法拉第電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)。在電磁流量計(jì)中,，測(cè)量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿,，上下兩端的兩個(gè)電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng),。當(dāng)其中有導(dǎo)電介質(zhì)流過(guò)時(shí),，兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，其大小可通過(guò)管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測(cè)量得到,。測(cè)量管道通過(guò)不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠,、特氟龍等）實(shí)現(xiàn)與流體和測(cè)量電極的電磁隔離。電磁流量計(jì)由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器（又稱(chēng)為換能器）兩部分組成,。測(cè)量管上下裝有激磁線(xiàn)圈,，通激磁電流后產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過(guò)測(cè)量管，產(chǎn)生的感應(yīng)電壓由一對(duì)裝在測(cè)量管內(nèi)壁,、與液體相接觸的電極檢出并送到轉(zhuǎn)換器,。激磁電流則由轉(zhuǎn)換器提供。
三,、電磁流量計(jì)的安裝
電磁流量計(jì)在安裝過(guò)程中應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：
（1）電磁流量計(jì)信號(hào)比較弱,，滿(mǎn)量程時(shí)只有幾毫伏，特別是當(dāng)流量很小時(shí),，只有幾微伏,，外界稍有干擾就會(huì)影響測(cè)量精度。因此,，流量計(jì)的安裝應(yīng)該遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)設(shè)備,，傳感器的測(cè)量管、外殼,、引線(xiàn)的屏蔽線(xiàn)以及傳感器兩端的管道都必須單獨(dú)接地,，決不能與其他電器設(shè)備的接地共用，這是電磁流量計(jì)的特殊安裝要求,。
（2）電磁流量計(jì)的測(cè)量對(duì)工藝介質(zhì)震動(dòng)和流體擾動(dòng)非常敏感,。因此，流量計(jì)安裝時(shí)應(yīng)避開(kāi)強(qiáng)震動(dòng),、強(qiáng)腐蝕性的場(chǎng)所,。同時(shí)，在工藝不允許流量中斷的管道中安裝流量計(jì)時(shí)應(yīng)加裝截止閥,。流量計(jì)傳感器上游也應(yīng)該預(yù)留一定長(zhǎng)度的直管段,，一般為5~10D,。電磁流量計(jì)可以水平、垂直或傾斜安裝,，但要保證測(cè)量管與工藝管道同軸,，并保證測(cè)量管內(nèi)始終充滿(mǎn)液體。
四,、橫河電磁流量計(jì)的應(yīng)用
本文以開(kāi)封電磁流量計(jì)在本公司的應(yīng)用為例,，探討了其在使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的解決方法,。
1.流速問(wèn)題
兗州煤業(yè)榆林能化一期年產(chǎn)60萬(wàn)噸煤制甲醇項(xiàng)目中的煤漿泵選用的是Feluwa隔膜式活塞泵,，煤漿管線(xiàn)為DN200，電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)壓力為6.0MPa,，正常流量為60m3/h,，流速低于0.5m/s。流速是流量計(jì)運(yùn)行不穩(wěn)定的重要原因之一,。開(kāi)封電磁流量計(jì)在實(shí)際使用中,，流速大小對(duì)流量的影響很小，zui適流速為0.3m/s,。
煤漿泵是一種活塞式的漿液泵,，可通過(guò)改變泵的行程來(lái)改變泵流量。其輸送的流量為脈動(dòng)流量,，脈動(dòng)大,，穩(wěn)定性差。與常見(jiàn)的離心泵相比,，流體的流場(chǎng)非常不穩(wěn)定,，對(duì)電磁流量計(jì)的在線(xiàn)測(cè)量影響較大。由于流體內(nèi)脈動(dòng)流的流場(chǎng)變化大且不穩(wěn)定,，使電磁流量計(jì)測(cè)量信號(hào)不穩(wěn)定,，電磁流量轉(zhuǎn)換器輸出的電流控制信號(hào)變化大，對(duì)整個(gè)水煤漿氣化爐系統(tǒng)的控制造成很大的影響,。
2.襯里和電極問(wèn)題
針對(duì)煤漿管線(xiàn)高達(dá)6.0MPa的壓力,，濃度為60%的煤漿中固體顆粒對(duì)管壁的沖刷相當(dāng)嚴(yán)重，開(kāi)封電磁流量計(jì)選擇了耐沖刷,、耐磨損的增強(qiáng)聚四氟乙烯（ETFE）材料,。自?xún)贾菝簶I(yè)榆林能化一期年產(chǎn)60萬(wàn)噸煤制甲醇項(xiàng)目投投產(chǎn)4年以來(lái)，襯里基本完好,。
水煤漿的測(cè)量電極一般選用不銹鋼涂覆碳化鎢電極,，它的特點(diǎn)是電極前端涂覆碳化鎢，耐磨好性,，使用時(shí)間長(zhǎng),，同時(shí)由于電極是由兩種不同的金屬材料組成的,，電極間會(huì)產(chǎn)生直流電壓，稱(chēng)為極化電壓,。極化電壓的大小取決于電極材料的“極化電位”,，不同的液體和金屬電極之間也會(huì)產(chǎn)生極化電壓，一般為幾毫伏至幾百毫伏,，在水煤漿測(cè)量中,，水煤漿的電導(dǎo)率一般為20ms/cm且不穩(wěn)定，接近電磁流量計(jì)測(cè)量介質(zhì)的電導(dǎo)率下限,，會(huì)造成電磁流量計(jì)信號(hào)出現(xiàn)較大波動(dòng),，嚴(yán)重時(shí)甚至造成系統(tǒng)跳車(chē)停產(chǎn)事故。解決的辦法為,，在傳感器生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)不銹鋼碳化鎢電極進(jìn)行預(yù)處理以減輕或消除極化電壓,，或改用其他適合水煤漿測(cè)量的金屬電極,，如果是管道內(nèi)測(cè)量介質(zhì)污染電極,，則必須清理電磁傳感器管壁和電極表面的垢狀物體和鐵磁性物質(zhì)，避免其對(duì)水煤漿測(cè)量產(chǎn)生的影響,。
3.阻尼問(wèn)題
在流量計(jì)的運(yùn)行過(guò)程中,，儀表的穩(wěn)定指示與安全運(yùn)行是一對(duì)長(zhǎng)期存在的矛盾。德士古氣化爐煤漿電磁流量計(jì)一般設(shè)計(jì)為三選二低聯(lián)鎖跳車(chē),。在流量計(jì)的運(yùn)行過(guò)程中,，阻尼時(shí)間設(shè)置短，流量計(jì)運(yùn)行勢(shì)必不穩(wěn)定,，波動(dòng)較大,；如果阻尼時(shí)間設(shè)置較長(zhǎng)，儀表表面看起來(lái)運(yùn)行穩(wěn)定,，但當(dāng)煤漿泵停運(yùn)或煤漿管線(xiàn)堵塞時(shí),，流量計(jì)示數(shù)不能快速下降，無(wú)法及時(shí)反映實(shí)際生產(chǎn)狀況,，甚至可能造成過(guò)氧爆炸,。開(kāi)封電磁流量計(jì)是采用低噪音電極和抗噪音轉(zhuǎn)換器來(lái)降低流量顯示波動(dòng)的，因此,，只有合理設(shè)置阻尼時(shí)間,，才能既保證安全生產(chǎn)，又保證儀表的穩(wěn)定運(yùn)行,。
近年來(lái),，以煤炭為原料制備甲醇及相關(guān)的化工項(xiàng)目不斷深入發(fā)展，以電磁流量計(jì)作為測(cè)量煤漿等砂漿型介質(zhì)的流量測(cè)量?jī)x表的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,。橫河電磁流量計(jì)作為流量計(jì)廠(chǎng)家在兗州煤業(yè)榆林能化一期60萬(wàn)噸甲醇項(xiàng)目煤漿流量監(jiān)測(cè)的實(shí)際應(yīng)用中相對(duì)可靠,，通過(guò)這幾年的不斷改進(jìn),，攻克了很多技術(shù)難關(guān)，保證了整個(gè)生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,。