影響氨水流量計測量因素及解決辦法

摘要：科宇飛翔（重慶）能源有限公司是以高硫煤為原料、潔凈煤技術為核心，72萬t/a甲醇的生產裝置。氣化裝置是采用華東理工大學的四噴嘴對置式水煤漿加壓氣化工藝。水煤漿流量測量選用氨水流量計，3年多的實踐應用，總結了氨水流量計故障檢測，參數調整方法，這為實現裝置的穩定運行和安全生產提供了參考。
1、氨水流量計測量水煤漿流量的必要性
水煤漿的主要組成成份為煤漿顆粒和添加劑，而且水煤漿是非牛頓流體，鑒于水煤漿特殊的物理特性，使得水煤漿流量測量難度較大，目前選擇氨水流量計測量水煤漿流量的應用較為廣泛。
2、氨水流量計測量水煤漿流量的重要性
由于水煤漿是四噴嘴氣化爐的主要反應原料，而且每條煤漿管線上面都裝有3臺煤漿氨水流量計，同時煤漿流量按三選二連鎖保護做到了四噴嘴氣化爐安全連鎖保護系統里面，依據氧煤比來調節控制進入四噴嘴氣化爐的氧氣量，精確測量水煤漿流量對四噴嘴氣化爐裝置的安全、穩定、長周期運行的作用非常重要。
3、影響氨水流量計測量因素及解決辦法
（1）水煤漿成份復雜造成測量不準確原料煤中含有鐵，銅等金屬，通過稱重給料機輸送到磨煤機里，磨煤機里面的鋼棒在擠壓磨碎煤炭過程中部分金屬顆粒脫落，同時低壓煤漿泵、煤漿槽、高壓煤漿泵、煤漿管線及其他設備裝置在水煤漿輸送過程中的摩擦、撞擊、磨損、損壞都有可能將金屬顆粒混入水煤漿中，而通過選擇煤質較好的煤源，在磨煤機進口處和低壓煤漿泵出口處分別加一除鐵（易吸附礦物質）的裝置，都可以起到減輕水煤漿成份復雜導致測量不準確的現象。
（2）水煤漿中煤漿顆粒均勻程度及固液兩相漿液噪聲造成測量不穩定水煤漿是固液混合的導電液體，如果水煤漿中的煤漿顆粒大小不均勻，在長時間的流動過程中水煤漿中的煤漿顆粒及氣泡對電極的摩擦損傷會增大，導致電極結構形式發生變化，存在差別，這樣電極感應的電動勢會出現在較短時間內高低起伏變化的現象，故而產生尖波峰脈沖噪聲，電動勢信號經轉換器轉換、放大處理進而產生更加嚴重的瞬間尖脈沖干擾，*終導致測得的煤漿流量輸出信號頻繁大幅波動，極不穩定。通過把控好煤漿顆粒的均勻程度和水煤漿的濃度比例都可以減輕對煤漿流量測量不穩定的影響。
（3）極化電壓造成測量不穩定
氨水流量計導管內襯為改進的聚氨脂襯里材料，電極采用獨特的不銹鋼涂覆碳化鎢電極結構。由于在長時間生產過程中，煤漿管線里面的水煤漿等測量介質有可能對測量電極造成污染，而測量電極又是兩種不同材質的金屬材料，這樣兩個電極之間就會出現極化電壓，電極污染后極化電壓會導致煤漿流量輸出信號出現較大幅度的波動，通過清理傳感器內管壁，電極表面的結垢物質及吸附的金屬礦物質等都可以避免極化電壓對煤漿流量測量的影響。
（4）高壓煤漿泵的脈動流對測量的影響
高壓煤漿泵在工作時存在脈動流是必然的，四噴嘴氣化爐的四個工藝燒嘴需要高壓煤漿泵將水煤漿加壓至約8MPa才能達到*佳霧化效果。我們使用的高壓煤漿泵是隔膜泵，因其結構和工作原理，即使在100％負荷工作的條件下，經高壓煤漿泵加壓出來的水煤漿脈動流也會出現大幅度的波動，這就會使氨水流量計傳感器測量的感應電動勢信號波動量也很大，*終導致水煤漿流量變化較大。通過提高水煤漿的流速和高壓煤漿泵的轉速以及把氨水流量計傳感器安裝在距離高壓煤漿泵較遠的位置，都可以使流場更加平穩，減輕脈動流對測量的影響。
（5）煤漿管線材質對測量的影響
四噴嘴氣化爐的四條煤漿管線一般選擇碳鋼材料，在停車和檢修期間，水煤漿不再輸送，在很短時間內煤漿管線內管壁被氧化而產生鐵銹，開車生產運行后，隨著水煤漿的不斷流動，沖刷及摩擦，煤漿管線內管壁上會掉落很小的金屬顆粒，在電磁場中被磁化后吸附在電極附近產生極化電壓，造成電極測得的感應電動勢產生波動，進而增大了煤漿流量的波動，測量精度大大降低，而且測量也不穩定。通過把氨水流量計斷電，同時煤漿循環管線磨損保護工作需提前先做好，靠水煤漿的流動沖刷去除煤漿管線內管壁上的鐵屑，鐵銹等。也可以選擇不銹鋼材質的管線來解決這個問題。
4、水煤漿流量在生產中的連鎖設計
四條煤漿管線上分別安裝的3臺氨水流量計，采用三選二的連鎖保護方式，同時高壓煤漿泵轉速和電流值采用二選二連鎖保護方式，對置的兩條煤漿管線上相對應三個煤漿流量之差采用三選二連鎖保護方式。即：在每條煤漿管線上，當其中兩個煤漿流量同時低于設定的連鎖值，或者高壓煤漿泵轉速和電流值同時低于設定的連鎖值，或者對置的兩條煤漿管線上相對應三個煤漿流量之差（例如煤漿A管線和煤漿B管線煤漿流量之差：FT1102A-FT1102B，FT1103A-FT1103B，FT1104A-FT1104B）中兩個流量差值同時低于設定的連鎖值，四噴嘴氣化爐就會連鎖跳車，將氧氣放空，避免氣化爐爆炸事故的發生。

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