電磁流量計(jì)在水煤漿行業(yè)中的應(yīng)用
2021/10/26 20:28:19??????點(diǎn)擊：
一、水煤漿和運(yùn)用水煤漿的現(xiàn)實(shí)意義
水煤漿是由 60%～70%的煤粉+39%～29%的水+1%的化學(xué)添加劑，經(jīng)過必定的工藝流程加工而成的。它具有較好的活動性和安穩(wěn)性，具有象燃料油相同的泵送、運(yùn)送儲存和霧化焚燒，是一種替代燃料油的新型低污染的燃料，它 與直接用煤焚燒比較，具有污染小，安全和勞動強(qiáng)度低的利益；與直接用燃 油和直接用天然氣焚燒比較，具有成本低的優(yōu)勢，為稱為液體煤炭產(chǎn)品。可 廣泛的運(yùn)用在工業(yè)鍋爐和電力行業(yè)以及煤化工行業(yè)，已逐步跨入替代燃油、 天然氣、煤氣、煤粉等動力產(chǎn)品領(lǐng)域的新型燃料。從長遠(yuǎn)看，水煤漿的展開 潛力和商場需求量相當(dāng)巨大。
5、水煤漿氣化原理 水煤漿氣化原理是部分氧化反應(yīng)原理 首要反應(yīng)進(jìn)程是經(jīng)過計(jì)量的水煤漿和氧氣，在氣化爐中高溫（1300～1400℃高壓（2.8～28.7MPa）條件下部分氧化，生成H2、CO、C2O和水CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，除去灰渣， 得到合成氣。這種合成氣是化肥、甲醇等產(chǎn)品的材料，H2可用來加氫，直接或 直接制油，而H2和CO可作城市煤氣，或作燃料氣，用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。
6、水煤漿運(yùn)用示意圖：
二、水煤漿
1、水煤漿是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 60%～70%的干煤粉、20%～39%的水和 1%添加劑 組成CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，它即堅(jiān)持了煤炭原有的物理特性，又具有像石油相同的活動性和安穩(wěn) 性，被稱為液態(tài)煤炭產(chǎn)品。近年來，由于煤炭資源豐富，價(jià)格便宜，水煤漿 的加工辦法又簡單，與煤炭的氣化、液化技能比較出資少，成本低，作為代 油燃料遭到世界各國的遍及注重。
2、由于水煤漿具有較強(qiáng)的觸變性，當(dāng)其遭到激烈的剪切效果時(shí)，內(nèi)部結(jié) 構(gòu)遭到損壞，粘度下降，運(yùn)送阻力減小；而當(dāng)其處于原始情況時(shí)，粘度較大， 運(yùn)送阻力亦較大。故水煤漿在管內(nèi)存放一段時(shí)間后再發(fā)動時(shí)，其發(fā)動壓力較 大，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)送后壓力減小，并逐步趨于某一安穩(wěn)數(shù)值，這個安穩(wěn)數(shù) 值即安穩(wěn)運(yùn)送阻力。
3、水煤漿中煤的粒度 水煤漿中煤的粒度大小和級配關(guān)系到煤漿的粘度，直接影響煤漿的觸變
性、安穩(wěn)性和霧化焚燒效果，合格的水煤漿均勻粒度應(yīng)為 50～55μm，最大粒 度控制在 300μm 以內(nèi)，且最大粒度不該超越總量的 2%，75%的粒度應(yīng)當(dāng)小于
74μm、10μm 的粒度含量應(yīng)為 20%左右。
4、水煤漿添加劑是一類表面活性物質(zhì)，可以使煤粒子在水中安穩(wěn)、均勻 的渙散，是制備水煤漿不可短少的化學(xué)助劑。
水煤漿添加劑是水煤漿的核心技能之一，可前進(jìn)煤漿的成漿濃度，削減水的用量，出色的渙散功用，能使不同粒徑的煤粉均勻地散布地水中，構(gòu)成高度渙散的煤水混合物，具有剪切變稀的流變功用，能象油相同具有活動性和安穩(wěn)性。能使水煤漿不只適宜管道運(yùn)送，而且還能適宜不同運(yùn)送工具的長 途運(yùn)送。
三、電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì)是一種運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律的流量計(jì)，菲格瑞思產(chǎn)品系 引入國外電磁流量計(jì)最新技能制造。
1、作業(yè)原理（圖 1）
電磁流量計(jì)測量原理乃根據(jù)法拉第電磁 感應(yīng)定律。流量計(jì)的測量管是一內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定的在測量管上，其電極頭與面料內(nèi)表面底子齊平。勵磁線圈 向方波脈沖勵磁時(shí)，將在與測量管軸線垂直的方向上發(fā)生一磁通量密度為 B 的作業(yè)磁場。此時(shí)，假如具有必定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測量管，將切開磁力線感應(yīng) 出電動勢 E。電動勢 E 正比于磁通量密度 B、測量管內(nèi)徑 d 與均勻流速 V 的乘積，電動勢 E（流量信號）由電極檢出并經(jīng)過電纜送至轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將流量信號擴(kuò)展處理后，可顯現(xiàn)流量、總量，并能輸出脈沖、仿照電流等信號，用于流量的控制或調(diào)理。
圖1
2、產(chǎn)品特點(diǎn)
1）測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率改動的影響；
2）測量管內(nèi)無阻撓活動部件，無壓損，直管段要求較低；
3）傳感器面料和電極材料有多種挑選控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，適宜多種液體和漿液測量；
4）轉(zhuǎn)換器彩用新穎勵磁辦法，功耗低、零點(diǎn)安穩(wěn)、精確度高。轉(zhuǎn)換器可與傳感器組成一體型或別離型；
5）轉(zhuǎn)換器選用高功用微處理器，參數(shù)設(shè)定便當(dāng)，編程可靠；
6）流量計(jì)為雙向測量系統(tǒng)，可顯現(xiàn)正、反流量，具有多種輸出：電流、脈沖、數(shù)字通訊、HART；
7）轉(zhuǎn)換器選用表面設(shè)備技能（SMT），具有自檢和自確診功用；
8）防爆型表面可用于相應(yīng)的防爆場所。
3、電磁流量計(jì)以其高精度、無壓損的特點(diǎn)深受商場的歡迎，電子技能的 展開和運(yùn)用使電磁流量計(jì)選用了高功用的 CPU 微處理器為核心進(jìn)行流量信號 的采樣處理，轉(zhuǎn)換器選用新穎的勵磁辦法，功耗底，零點(diǎn)安穩(wěn)，測量精確度 高，且具有智能化的自檢和自確診功用。我公司選用引入國外公司的 先進(jìn)流量計(jì)技能，在我公司進(jìn)行大批量出產(chǎn)，廣泛運(yùn)用于國內(nèi)的 冶金、化工和供排水系統(tǒng)以及其它領(lǐng)域的我公司電磁流量計(jì)累計(jì)已達(dá)數(shù)萬臺 套，發(fā)生了很好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
4、保證電磁流量計(jì)測量精度的必需條件
1）被測流體有必要具有導(dǎo)電性；流體電導(dǎo)率不低于 5μs/cm；
2）被測流體介質(zhì)有必要布滿管道；
3）被測流體介質(zhì)有必要均勻；
4）電磁流量計(jì)測量系統(tǒng)有必要出色接地；
5）流量計(jì)進(jìn)口直管段至少 5 倍的測量管內(nèi)徑長，出口直管段至少 2 倍；
5）在流量計(jì)附近，應(yīng)防止強(qiáng)電磁場煩擾。
四、水煤漿的測量和控制
1、測量原理 由于水煤漿特別的物理特性，使其流量測量難度很大，它含有 60%以上的
煤漿顆粒以及 1%的添加劑，其動力粘度仍在 500-3000MPa·S 之間，工業(yè)用水煤漿常用動力粘度一般控制為 800-1500MPa·S，而且它對錯牛頓流體，規(guī)劃管道流速較低，一般低于 1m/s 流速，根據(jù)國內(nèi)外水煤漿測量的經(jīng)歷，選用漿液型電磁計(jì)測量水煤漿的流量是目前廣泛選用的成熟辦法。
2、電磁流量計(jì)在水煤漿氣化爐設(shè)備的運(yùn)用
1）用電磁流量計(jì)測量水煤漿流量時(shí)，對水煤漿的導(dǎo)電功用和流體流場的安穩(wěn)性有必定要求，導(dǎo)率有必要＞5μs/cmCONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，由于水煤漿是氣化設(shè)備的首要材料， 進(jìn)料流量參加氣化爐安全聯(lián)鎖，控制氣化爐氧氣進(jìn)氣比例，故其效果對錯常重要。
2）德士古氣化爐 德士古氣化爐是美國德士古公司開發(fā)的一種氣化煤的一種工業(yè)爐型，適
用煤的材料規(guī)模寬，可用各種煤為材料，氣化效率高，適宜出產(chǎn)合成氣，制 取合成氨、甲醇、發(fā)電和其它煤化工領(lǐng)域。我國引入的化工設(shè)備底子上選用 美國德士古氣化爐工藝。在國內(nèi)山東兗礦集團(tuán)魯南化肥廠，國泰、國宏化工 集團(tuán)，山東德州華魯恒升集團(tuán)，南京金陵石化、南化集團(tuán)、浙江衢化集團(tuán)、 安徽淮北集團(tuán)等國內(nèi)大型企業(yè)均有運(yùn)用，本文的現(xiàn)場表面的設(shè)置和經(jīng)歷來自上述企業(yè)的作業(yè)實(shí)踐。
3、煤漿泵的脈動流量對測量的影響
1）煤漿泵是一種活塞式的漿液泵，靠改動泵的行程而改動泵流量大小的 改動，運(yùn)送的流量為脈動流量，脈動大，安穩(wěn)性差。這是與我們常見的離心泵比較，流體的流場非常不安穩(wěn)，對電磁流量計(jì)的在線測量發(fā)生較大的影響。 由于流體內(nèi)脈動流，流場改動大且不安穩(wěn)，使電磁流量計(jì)測量信號不安穩(wěn)， 電磁流量轉(zhuǎn)換器輸出的電流控制信號改動大，對整個水煤漿氣化爐系統(tǒng)的控 制造成很大的影響。一般處理辦法是將電磁流量傳感器遠(yuǎn)離煤漿泵設(shè)備。現(xiàn) 場實(shí)踐經(jīng)歷證明：一般傳感器與煤漿泵的間隔為 30m 以上，最好到達(dá) 50-60m， 靠管道的長度對水煤漿的脈動情況進(jìn)行整流，使流場平穩(wěn)，滿足電磁流量計(jì) 測量的底子要求。山東德州華魯恒升集團(tuán)大氮肥項(xiàng)目 A、B、C、D、E 5 個德 士古工藝水煤漿氣化爐便是選用此種辦法，相同的運(yùn)用國內(nèi)有南京金陵石化，南化集團(tuán)、山東兗礦集團(tuán)國泰、國宏和魯南化肥廠等國內(nèi)企業(yè)。
2）前進(jìn)管內(nèi)水煤漿的活動速度也是處理流體脈動影響的辦法，對電磁流 量計(jì)和管線進(jìn)行縮徑規(guī)劃，前進(jìn)管道內(nèi)的水煤漿流速至 0.8m-1.2m/s 以上。 別的，前進(jìn)煤漿泵的轉(zhuǎn)速，使煤漿泵輸出的脈動減小，使流體流場平穩(wěn)，電 磁流量計(jì)的測量安穩(wěn)性和測量精度前進(jìn)。山東德州華魯恒升集團(tuán)選用華東理 工大學(xué)立異規(guī)劃的對置式四噴嘴新型氣化爐“。繞開了美國德士古公司單噴 嘴氣化爐的專利，在不用給外國公司交專利費(fèi)的一同，技能上有所立異前進(jìn)， 即選用了菲格瑞思 DN80 的 8 臺漿液型高壓電磁流量計(jì)，每條管道各兩臺電磁流量計(jì)，流速在 0.8m/s-1m/s 之間，電磁流量計(jì)作業(yè)可靠安穩(wěn)。
4、煤漿顆粒大小和漿液噪聲對測量的影響
漿液噪聲是液固兩相流導(dǎo)電液體測量時(shí)，固體顆粒（或液體中氣泡）摩 擦電極表面，電極表面接觸電化學(xué)電勢忽然改動，輸出流量信號出現(xiàn)尖峰脈 沖狀噪聲。假如兩個電極質(zhì)料、結(jié)構(gòu)表面情況存在差異，所發(fā)生的共模煩擾 變?yōu)椴钅_。流量信號送到轉(zhuǎn)換器差分?jǐn)U展器輸入端擴(kuò)展，于是出現(xiàn)了流 量計(jì)輸出信號的大幅不堅(jiān)定。盡量控制煤漿顆粒在 50μm -55μm，減小顆粒噪 聲對測量安穩(wěn)性的影響。一同在工藝上控制水煤漿的濃度比例使其安穩(wěn)。
5、傳感器電極的極化電壓對測量的影響
水煤漿的測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，運(yùn)用時(shí)間長，一同由于電極是由兩種不同的金屬 材料組成CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，電極間將會發(fā)生直流電壓，這個電壓稱為極化電壓。極化電壓的 大小決定于電極材料的“極化電位”，不同的液體和金屬電極之間也會發(fā)生極 生電壓，一般在幾毫伏至幾百毫伏之間，在水煤漿測量中，水煤漿的電導(dǎo)率一般為 20μs/cmCONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，且不安穩(wěn)，已接近電磁流量計(jì)測量介質(zhì)的電導(dǎo)率下限，所以會構(gòu)成電磁流量計(jì)出現(xiàn)信號較大不堅(jiān)定，嚴(yán)峻時(shí)構(gòu)成系統(tǒng)跳車停產(chǎn)事端。解 決的辦法，為在傳感器出產(chǎn)進(jìn)程中對不銹鋼碳化鎢電極進(jìn)行預(yù)處理，減輕或 消除極化電壓，改用其它適宜水煤漿測量的金屬電極，假如是管道內(nèi)測量介 質(zhì)的原因污染電極，則有必要整理電磁傳感器管壁和電極表面垢狀物體和鐵磁 性物質(zhì)，防止其對水煤漿測量發(fā)生的影響。這一點(diǎn)非常重要，有必要切記。大 量的作業(yè)實(shí)踐證明了這一點(diǎn).
6.電磁傳感器的設(shè)備方位和接地要求
1)電磁流量計(jì)傳感器設(shè)備方位應(yīng)遠(yuǎn)離煤漿泵，減小煤漿泵脈動輸出的影響，垂直管道設(shè)備的電磁流量計(jì)盡量前進(jìn)設(shè)備方位，一般前進(jìn)到垂直管道的 最高層設(shè)備。
2)漿液型電磁流量計(jì)的接地要求非常嚴(yán)格，必定要把系統(tǒng)的地線接到傳 感器法蘭兩端和電磁轉(zhuǎn)換器外殼接地端，堅(jiān)持出色的接地，前進(jìn)電磁流量計(jì)抗電磁煩擾的才干。系統(tǒng)的接地電阻要求小于 10 歐姆。
7.漿液型電磁流量計(jì)的設(shè)置
由于水煤漿的特性可知它是一種固液二相液流。液體時(shí)的固體成分高， 粘度大，活動性較差，關(guān)鍵是它的電導(dǎo)率為約 20μs/cmCONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，且不安穩(wěn)。接近電 磁流量計(jì)測量電導(dǎo)率的下限，測量進(jìn)程中，水煤漿在瞬間的不均勻性，構(gòu)成 煤漿濃度過高，介質(zhì)電導(dǎo)率下降，就可能使電磁流量計(jì)在線測量時(shí)流量信號 控制的大幅不堅(jiān)定，構(gòu)成轉(zhuǎn)換器顯現(xiàn)和輸出電流信號大幅跳變，嚴(yán)峻時(shí)電磁轉(zhuǎn)換器信號回零的情況，引起設(shè)備 DCS控制的互動聯(lián)鎖組織誤認(rèn)為管道內(nèi)沒有水煤漿而跳車，構(gòu)成嚴(yán)重的出產(chǎn)事端。這是我們有必要防止出現(xiàn)的，保護(hù)辦法，一般來說，前進(jìn)聯(lián)鎖保護(hù)的可靠性。一臺水煤漿氣化爐的每一條水煤漿測量 管道上設(shè)備三臺電磁流量計(jì)，或在一條測量管道上設(shè)備二臺電磁流量計(jì)外加 一臺煤漿泵，根據(jù)煤漿泵轉(zhuǎn)速換算出的流量參考值。選用三選二的保護(hù)辦法。 即：一臺電磁流量計(jì)不堅(jiān)定超越設(shè)定的流量值不跳車保護(hù)，而二臺電磁流量計(jì)（或煤漿泵流量）一同低于設(shè)定的下限值（一般為工藝流量下限的 40%），水 煤漿氣化爐的互動聯(lián)鎖組織動作跳車，斷開氧氣噴嘴的氧氣，防止汽化爐爆 炸事端的發(fā)生。電磁流量計(jì)的作業(yè)原理為法拉第電磁感應(yīng)原理，用于測量密閉管道內(nèi)的
導(dǎo)電液體。所以測量介質(zhì)的導(dǎo)電率凹凸是一項(xiàng)最重要的目標(biāo)， 測量靈敏度高。它的漿液型轉(zhuǎn)換器獨(dú)具特點(diǎn)，選用新穎多頻勵磁辦法，勵磁 頻率根據(jù)傳感器口徑可以調(diào)整，使測量時(shí)的電磁流量計(jì)零點(diǎn)安穩(wěn)，測量精確，反映速度快的利益。電磁傳感器選用開儀公司獨(dú)特的不銹鋼涂覆碳化鎢電極結(jié)構(gòu)，導(dǎo)管內(nèi)襯改善的聚氨脂面料材料，耐磨功用更好，作業(yè)壓力≤6.3MPa 時(shí)電極選用內(nèi)插 式結(jié)構(gòu)，作業(yè)壓力＞6.3MPa 時(shí)電極選用外插式結(jié)構(gòu)控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，耐磨性和耐壓性更好。漿液型電磁流量計(jì)內(nèi)置漿液測量 專用軟件，在 漿液測量時(shí)程序?qū){液測量進(jìn)行運(yùn)算和補(bǔ)償。
8.水煤漿測量時(shí)漿液型電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器的設(shè)置用帶有串行接口的個人計(jì)算機(jī)連接 E-magE 型漿液型轉(zhuǎn)換器的 RS232C 串行通訊接口（9 針）插座進(jìn)行通訊，對轉(zhuǎn)換器的作業(yè)參數(shù)進(jìn)行編程。
1、運(yùn)轉(zhuǎn)菲格瑞思自主研制軟件。
2、翻開漿液型電磁轉(zhuǎn)換器漿液測量作業(yè)程序。程序在漿液測量進(jìn)程中進(jìn)行運(yùn)算和補(bǔ)償，前進(jìn)了漿液測量可靠性和安穩(wěn)性。
3、按水煤漿的測量優(yōu)化設(shè)置流量菜單“時(shí)常常數(shù)”（Flow Pesp）的數(shù)值，使顯現(xiàn)和輸出愈加安穩(wěn)。
4、設(shè)置仿照輸出菜單的“仿照輸出反向”為阻止輸出，只允許電磁流量 計(jì)測正向流量時(shí)，有電流輸出，防止因系統(tǒng)故障構(gòu)成水煤漿在管道內(nèi)回流，電磁轉(zhuǎn)換器持續(xù)有電流輸出構(gòu)成系統(tǒng) DCS 誤判別而出事端。由于電磁流量計(jì)是一個雙向測量表面，而電磁流量計(jì)輸出的電流不分測量方向，是一個方向 的信號輸出。所以設(shè)置阻止“仿照輸出反向”輸出后，當(dāng)反向流量時(shí)電流輸 出只需零點(diǎn) 4mA 輸出。
5、按水煤漿液體電導(dǎo)率的現(xiàn)場實(shí)測值優(yōu)化設(shè)置空管檢測菜單的“空管閥 值”項(xiàng)的參數(shù)，前進(jìn)測量的靈敏度。
6、正確按漿液型電磁傳感器的口徑設(shè)置傳感器菜單的漿液系數(shù)（snsrFact4）的數(shù)值，使?jié){液測量情況愈加安穩(wěn)。
水煤漿是由 60%～70%的煤粉+39%～29%的水+1%的化學(xué)添加劑，經(jīng)過必定的工藝流程加工而成的。它具有較好的活動性和安穩(wěn)性，具有象燃料油相同的泵送、運(yùn)送儲存和霧化焚燒，是一種替代燃料油的新型低污染的燃料，它 與直接用煤焚燒比較，具有污染小，安全和勞動強(qiáng)度低的利益；與直接用燃 油和直接用天然氣焚燒比較，具有成本低的優(yōu)勢，為稱為液體煤炭產(chǎn)品。可 廣泛的運(yùn)用在工業(yè)鍋爐和電力行業(yè)以及煤化工行業(yè)，已逐步跨入替代燃油、 天然氣、煤氣、煤粉等動力產(chǎn)品領(lǐng)域的新型燃料。從長遠(yuǎn)看，水煤漿的展開 潛力和商場需求量相當(dāng)巨大。
5、水煤漿氣化原理 水煤漿氣化原理是部分氧化反應(yīng)原理 首要反應(yīng)進(jìn)程是經(jīng)過計(jì)量的水煤漿和氧氣，在氣化爐中高溫（1300～1400℃高壓（2.8～28.7MPa）條件下部分氧化，生成H2、CO、C2O和水CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，除去灰渣， 得到合成氣。這種合成氣是化肥、甲醇等產(chǎn)品的材料，H2可用來加氫，直接或 直接制油，而H2和CO可作城市煤氣，或作燃料氣，用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。
6、水煤漿運(yùn)用示意圖：
二、水煤漿
1、水煤漿是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 60%～70%的干煤粉、20%～39%的水和 1%添加劑 組成CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，它即堅(jiān)持了煤炭原有的物理特性，又具有像石油相同的活動性和安穩(wěn) 性，被稱為液態(tài)煤炭產(chǎn)品。近年來，由于煤炭資源豐富，價(jià)格便宜，水煤漿 的加工辦法又簡單，與煤炭的氣化、液化技能比較出資少，成本低，作為代 油燃料遭到世界各國的遍及注重。
2、由于水煤漿具有較強(qiáng)的觸變性，當(dāng)其遭到激烈的剪切效果時(shí)，內(nèi)部結(jié) 構(gòu)遭到損壞，粘度下降，運(yùn)送阻力減小；而當(dāng)其處于原始情況時(shí)，粘度較大， 運(yùn)送阻力亦較大。故水煤漿在管內(nèi)存放一段時(shí)間后再發(fā)動時(shí)，其發(fā)動壓力較 大，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)送后壓力減小，并逐步趨于某一安穩(wěn)數(shù)值，這個安穩(wěn)數(shù) 值即安穩(wěn)運(yùn)送阻力。
3、水煤漿中煤的粒度 水煤漿中煤的粒度大小和級配關(guān)系到煤漿的粘度，直接影響煤漿的觸變
性、安穩(wěn)性和霧化焚燒效果，合格的水煤漿均勻粒度應(yīng)為 50～55μm，最大粒 度控制在 300μm 以內(nèi)，且最大粒度不該超越總量的 2%，75%的粒度應(yīng)當(dāng)小于
74μm、10μm 的粒度含量應(yīng)為 20%左右。
4、水煤漿添加劑是一類表面活性物質(zhì)，可以使煤粒子在水中安穩(wěn)、均勻 的渙散，是制備水煤漿不可短少的化學(xué)助劑。
水煤漿添加劑是水煤漿的核心技能之一，可前進(jìn)煤漿的成漿濃度，削減水的用量，出色的渙散功用，能使不同粒徑的煤粉均勻地散布地水中，構(gòu)成高度渙散的煤水混合物，具有剪切變稀的流變功用，能象油相同具有活動性和安穩(wěn)性。能使水煤漿不只適宜管道運(yùn)送，而且還能適宜不同運(yùn)送工具的長 途運(yùn)送。
三、電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì)是一種運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律的流量計(jì)，菲格瑞思產(chǎn)品系 引入國外電磁流量計(jì)最新技能制造。
1、作業(yè)原理（圖 1）
電磁流量計(jì)測量原理乃根據(jù)法拉第電磁 感應(yīng)定律。流量計(jì)的測量管是一內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定的在測量管上，其電極頭與面料內(nèi)表面底子齊平。勵磁線圈 向方波脈沖勵磁時(shí)，將在與測量管軸線垂直的方向上發(fā)生一磁通量密度為 B 的作業(yè)磁場。此時(shí)，假如具有必定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測量管，將切開磁力線感應(yīng) 出電動勢 E。電動勢 E 正比于磁通量密度 B、測量管內(nèi)徑 d 與均勻流速 V 的乘積，電動勢 E（流量信號）由電極檢出并經(jīng)過電纜送至轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將流量信號擴(kuò)展處理后，可顯現(xiàn)流量、總量，并能輸出脈沖、仿照電流等信號，用于流量的控制或調(diào)理。
圖1
2、產(chǎn)品特點(diǎn)
1）測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率改動的影響；
2）測量管內(nèi)無阻撓活動部件，無壓損，直管段要求較低；
3）傳感器面料和電極材料有多種挑選控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，適宜多種液體和漿液測量；
4）轉(zhuǎn)換器彩用新穎勵磁辦法，功耗低、零點(diǎn)安穩(wěn)、精確度高。轉(zhuǎn)換器可與傳感器組成一體型或別離型；
5）轉(zhuǎn)換器選用高功用微處理器，參數(shù)設(shè)定便當(dāng)，編程可靠；
6）流量計(jì)為雙向測量系統(tǒng)，可顯現(xiàn)正、反流量，具有多種輸出：電流、脈沖、數(shù)字通訊、HART；
7）轉(zhuǎn)換器選用表面設(shè)備技能（SMT），具有自檢和自確診功用；
8）防爆型表面可用于相應(yīng)的防爆場所。
3、電磁流量計(jì)以其高精度、無壓損的特點(diǎn)深受商場的歡迎，電子技能的 展開和運(yùn)用使電磁流量計(jì)選用了高功用的 CPU 微處理器為核心進(jìn)行流量信號 的采樣處理，轉(zhuǎn)換器選用新穎的勵磁辦法，功耗底，零點(diǎn)安穩(wěn)，測量精確度 高，且具有智能化的自檢和自確診功用。我公司選用引入國外公司的 先進(jìn)流量計(jì)技能，在我公司進(jìn)行大批量出產(chǎn)，廣泛運(yùn)用于國內(nèi)的 冶金、化工和供排水系統(tǒng)以及其它領(lǐng)域的我公司電磁流量計(jì)累計(jì)已達(dá)數(shù)萬臺 套，發(fā)生了很好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
4、保證電磁流量計(jì)測量精度的必需條件
1）被測流體有必要具有導(dǎo)電性；流體電導(dǎo)率不低于 5μs/cm；
2）被測流體介質(zhì)有必要布滿管道；
3）被測流體介質(zhì)有必要均勻；
4）電磁流量計(jì)測量系統(tǒng)有必要出色接地；
5）流量計(jì)進(jìn)口直管段至少 5 倍的測量管內(nèi)徑長，出口直管段至少 2 倍；
5）在流量計(jì)附近，應(yīng)防止強(qiáng)電磁場煩擾。
四、水煤漿的測量和控制
1、測量原理 由于水煤漿特別的物理特性，使其流量測量難度很大，它含有 60%以上的
煤漿顆粒以及 1%的添加劑，其動力粘度仍在 500-3000MPa·S 之間，工業(yè)用水煤漿常用動力粘度一般控制為 800-1500MPa·S，而且它對錯牛頓流體，規(guī)劃管道流速較低，一般低于 1m/s 流速，根據(jù)國內(nèi)外水煤漿測量的經(jīng)歷，選用漿液型電磁計(jì)測量水煤漿的流量是目前廣泛選用的成熟辦法。
2、電磁流量計(jì)在水煤漿氣化爐設(shè)備的運(yùn)用
1）用電磁流量計(jì)測量水煤漿流量時(shí)，對水煤漿的導(dǎo)電功用和流體流場的安穩(wěn)性有必定要求，導(dǎo)率有必要＞5μs/cmCONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，由于水煤漿是氣化設(shè)備的首要材料， 進(jìn)料流量參加氣化爐安全聯(lián)鎖，控制氣化爐氧氣進(jìn)氣比例，故其效果對錯常重要。
2）德士古氣化爐 德士古氣化爐是美國德士古公司開發(fā)的一種氣化煤的一種工業(yè)爐型，適
用煤的材料規(guī)模寬，可用各種煤為材料，氣化效率高，適宜出產(chǎn)合成氣，制 取合成氨、甲醇、發(fā)電和其它煤化工領(lǐng)域。我國引入的化工設(shè)備底子上選用 美國德士古氣化爐工藝。在國內(nèi)山東兗礦集團(tuán)魯南化肥廠，國泰、國宏化工 集團(tuán)，山東德州華魯恒升集團(tuán)，南京金陵石化、南化集團(tuán)、浙江衢化集團(tuán)、 安徽淮北集團(tuán)等國內(nèi)大型企業(yè)均有運(yùn)用，本文的現(xiàn)場表面的設(shè)置和經(jīng)歷來自上述企業(yè)的作業(yè)實(shí)踐。
3、煤漿泵的脈動流量對測量的影響
1）煤漿泵是一種活塞式的漿液泵，靠改動泵的行程而改動泵流量大小的 改動，運(yùn)送的流量為脈動流量，脈動大，安穩(wěn)性差。這是與我們常見的離心泵比較，流體的流場非常不安穩(wěn)，對電磁流量計(jì)的在線測量發(fā)生較大的影響。 由于流體內(nèi)脈動流，流場改動大且不安穩(wěn)，使電磁流量計(jì)測量信號不安穩(wěn)， 電磁流量轉(zhuǎn)換器輸出的電流控制信號改動大，對整個水煤漿氣化爐系統(tǒng)的控 制造成很大的影響。一般處理辦法是將電磁流量傳感器遠(yuǎn)離煤漿泵設(shè)備。現(xiàn) 場實(shí)踐經(jīng)歷證明：一般傳感器與煤漿泵的間隔為 30m 以上，最好到達(dá) 50-60m， 靠管道的長度對水煤漿的脈動情況進(jìn)行整流，使流場平穩(wěn)，滿足電磁流量計(jì) 測量的底子要求。山東德州華魯恒升集團(tuán)大氮肥項(xiàng)目 A、B、C、D、E 5 個德 士古工藝水煤漿氣化爐便是選用此種辦法，相同的運(yùn)用國內(nèi)有南京金陵石化，南化集團(tuán)、山東兗礦集團(tuán)國泰、國宏和魯南化肥廠等國內(nèi)企業(yè)。
2）前進(jìn)管內(nèi)水煤漿的活動速度也是處理流體脈動影響的辦法，對電磁流 量計(jì)和管線進(jìn)行縮徑規(guī)劃，前進(jìn)管道內(nèi)的水煤漿流速至 0.8m-1.2m/s 以上。 別的，前進(jìn)煤漿泵的轉(zhuǎn)速，使煤漿泵輸出的脈動減小，使流體流場平穩(wěn)，電 磁流量計(jì)的測量安穩(wěn)性和測量精度前進(jìn)。山東德州華魯恒升集團(tuán)選用華東理 工大學(xué)立異規(guī)劃的對置式四噴嘴新型氣化爐“。繞開了美國德士古公司單噴 嘴氣化爐的專利，在不用給外國公司交專利費(fèi)的一同，技能上有所立異前進(jìn)， 即選用了菲格瑞思 DN80 的 8 臺漿液型高壓電磁流量計(jì)，每條管道各兩臺電磁流量計(jì)，流速在 0.8m/s-1m/s 之間，電磁流量計(jì)作業(yè)可靠安穩(wěn)。
4、煤漿顆粒大小和漿液噪聲對測量的影響
漿液噪聲是液固兩相流導(dǎo)電液體測量時(shí)，固體顆粒（或液體中氣泡）摩 擦電極表面，電極表面接觸電化學(xué)電勢忽然改動，輸出流量信號出現(xiàn)尖峰脈 沖狀噪聲。假如兩個電極質(zhì)料、結(jié)構(gòu)表面情況存在差異，所發(fā)生的共模煩擾 變?yōu)椴钅_。流量信號送到轉(zhuǎn)換器差分?jǐn)U展器輸入端擴(kuò)展，于是出現(xiàn)了流 量計(jì)輸出信號的大幅不堅(jiān)定。盡量控制煤漿顆粒在 50μm -55μm，減小顆粒噪 聲對測量安穩(wěn)性的影響。一同在工藝上控制水煤漿的濃度比例使其安穩(wěn)。
5、傳感器電極的極化電壓對測量的影響
水煤漿的測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，運(yùn)用時(shí)間長，一同由于電極是由兩種不同的金屬 材料組成CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，電極間將會發(fā)生直流電壓，這個電壓稱為極化電壓。極化電壓的 大小決定于電極材料的“極化電位”，不同的液體和金屬電極之間也會發(fā)生極 生電壓，一般在幾毫伏至幾百毫伏之間，在水煤漿測量中，水煤漿的電導(dǎo)率一般為 20μs/cmCONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，且不安穩(wěn)，已接近電磁流量計(jì)測量介質(zhì)的電導(dǎo)率下限，所以會構(gòu)成電磁流量計(jì)出現(xiàn)信號較大不堅(jiān)定，嚴(yán)峻時(shí)構(gòu)成系統(tǒng)跳車停產(chǎn)事端。解 決的辦法，為在傳感器出產(chǎn)進(jìn)程中對不銹鋼碳化鎢電極進(jìn)行預(yù)處理，減輕或 消除極化電壓，改用其它適宜水煤漿測量的金屬電極，假如是管道內(nèi)測量介 質(zhì)的原因污染電極，則有必要整理電磁傳感器管壁和電極表面垢狀物體和鐵磁 性物質(zhì)，防止其對水煤漿測量發(fā)生的影響。這一點(diǎn)非常重要，有必要切記。大 量的作業(yè)實(shí)踐證明了這一點(diǎn).
6.電磁傳感器的設(shè)備方位和接地要求
1)電磁流量計(jì)傳感器設(shè)備方位應(yīng)遠(yuǎn)離煤漿泵，減小煤漿泵脈動輸出的影響，垂直管道設(shè)備的電磁流量計(jì)盡量前進(jìn)設(shè)備方位，一般前進(jìn)到垂直管道的 最高層設(shè)備。
2)漿液型電磁流量計(jì)的接地要求非常嚴(yán)格，必定要把系統(tǒng)的地線接到傳 感器法蘭兩端和電磁轉(zhuǎn)換器外殼接地端，堅(jiān)持出色的接地，前進(jìn)電磁流量計(jì)抗電磁煩擾的才干。系統(tǒng)的接地電阻要求小于 10 歐姆。
7.漿液型電磁流量計(jì)的設(shè)置
由于水煤漿的特性可知它是一種固液二相液流。液體時(shí)的固體成分高， 粘度大，活動性較差，關(guān)鍵是它的電導(dǎo)率為約 20μs/cmCONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，且不安穩(wěn)。接近電 磁流量計(jì)測量電導(dǎo)率的下限，測量進(jìn)程中，水煤漿在瞬間的不均勻性，構(gòu)成 煤漿濃度過高，介質(zhì)電導(dǎo)率下降，就可能使電磁流量計(jì)在線測量時(shí)流量信號 控制的大幅不堅(jiān)定，構(gòu)成轉(zhuǎn)換器顯現(xiàn)和輸出電流信號大幅跳變，嚴(yán)峻時(shí)電磁轉(zhuǎn)換器信號回零的情況，引起設(shè)備 DCS控制的互動聯(lián)鎖組織誤認(rèn)為管道內(nèi)沒有水煤漿而跳車，構(gòu)成嚴(yán)重的出產(chǎn)事端。這是我們有必要防止出現(xiàn)的，保護(hù)辦法，一般來說，前進(jìn)聯(lián)鎖保護(hù)的可靠性。一臺水煤漿氣化爐的每一條水煤漿測量 管道上設(shè)備三臺電磁流量計(jì)，或在一條測量管道上設(shè)備二臺電磁流量計(jì)外加 一臺煤漿泵，根據(jù)煤漿泵轉(zhuǎn)速換算出的流量參考值。選用三選二的保護(hù)辦法。 即：一臺電磁流量計(jì)不堅(jiān)定超越設(shè)定的流量值不跳車保護(hù)，而二臺電磁流量計(jì)（或煤漿泵流量）一同低于設(shè)定的下限值（一般為工藝流量下限的 40%），水 煤漿氣化爐的互動聯(lián)鎖組織動作跳車，斷開氧氣噴嘴的氧氣，防止汽化爐爆 炸事端的發(fā)生。電磁流量計(jì)的作業(yè)原理為法拉第電磁感應(yīng)原理，用于測量密閉管道內(nèi)的
導(dǎo)電液體。所以測量介質(zhì)的導(dǎo)電率凹凸是一項(xiàng)最重要的目標(biāo)， 測量靈敏度高。它的漿液型轉(zhuǎn)換器獨(dú)具特點(diǎn)，選用新穎多頻勵磁辦法，勵磁 頻率根據(jù)傳感器口徑可以調(diào)整，使測量時(shí)的電磁流量計(jì)零點(diǎn)安穩(wěn)，測量精確，反映速度快的利益。電磁傳感器選用開儀公司獨(dú)特的不銹鋼涂覆碳化鎢電極結(jié)構(gòu)，導(dǎo)管內(nèi)襯改善的聚氨脂面料材料，耐磨功用更好，作業(yè)壓力≤6.3MPa 時(shí)電極選用內(nèi)插 式結(jié)構(gòu)，作業(yè)壓力＞6.3MPa 時(shí)電極選用外插式結(jié)構(gòu)控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，耐磨性和耐壓性更好。漿液型電磁流量計(jì)內(nèi)置漿液測量 專用軟件，在 漿液測量時(shí)程序?qū){液測量進(jìn)行運(yùn)算和補(bǔ)償。
8.水煤漿測量時(shí)漿液型電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器的設(shè)置用帶有串行接口的個人計(jì)算機(jī)連接 E-magE 型漿液型轉(zhuǎn)換器的 RS232C 串行通訊接口（9 針）插座進(jìn)行通訊，對轉(zhuǎn)換器的作業(yè)參數(shù)進(jìn)行編程。
1、運(yùn)轉(zhuǎn)菲格瑞思自主研制軟件。
2、翻開漿液型電磁轉(zhuǎn)換器漿液測量作業(yè)程序。程序在漿液測量進(jìn)程中進(jìn)行運(yùn)算和補(bǔ)償，前進(jìn)了漿液測量可靠性和安穩(wěn)性。
3、按水煤漿的測量優(yōu)化設(shè)置流量菜單“時(shí)常常數(shù)”（Flow Pesp）的數(shù)值，使顯現(xiàn)和輸出愈加安穩(wěn)。
4、設(shè)置仿照輸出菜單的“仿照輸出反向”為阻止輸出，只允許電磁流量 計(jì)測正向流量時(shí)，有電流輸出，防止因系統(tǒng)故障構(gòu)成水煤漿在管道內(nèi)回流，電磁轉(zhuǎn)換器持續(xù)有電流輸出構(gòu)成系統(tǒng) DCS 誤判別而出事端。由于電磁流量計(jì)是一個雙向測量表面，而電磁流量計(jì)輸出的電流不分測量方向，是一個方向 的信號輸出。所以設(shè)置阻止“仿照輸出反向”輸出后，當(dāng)反向流量時(shí)電流輸 出只需零點(diǎn) 4mA 輸出。
5、按水煤漿液體電導(dǎo)率的現(xiàn)場實(shí)測值優(yōu)化設(shè)置空管檢測菜單的“空管閥 值”項(xiàng)的參數(shù)，前進(jìn)測量的靈敏度。
6、正確按漿液型電磁傳感器的口徑設(shè)置傳感器菜單的漿液系數(shù)（snsrFact4）的數(shù)值，使?jié){液測量情況愈加安穩(wěn)。
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