浅析固体质量流量计在低压稀相粉煤灰气力输送系统的应用

蒋芹

摘 要 煤化工行業，特别是干粉气化技术领域，干粉气化炉气化技术的最重要的一个影响因素就是其煤粉给料系统的稳定可控，而了解气固两相流的特性对于煤粉输送的设计与运行操作有着至关重要的意义，其中，固体粉体输送流量监测作为运行的判断依据起着重要的作用。故了解固体流量计在该领域的应用情况尤为重要，本文就是介绍固体质量流量计在粉煤灰输送系统中的测试情况。

关键词 低压稀相气力输送;固体流量计;粉煤灰;气固两相流

1固体流量计应用装置工艺介绍

在1台10kNm3/h的干煤粉气化系统工业装置上进行测试，其工艺流程如下：

煤粉开始储存在煤粉仓中，在常压状态下料到锁斗中去，由锁斗加压（0.3～0.5MPag）进料到给料罐中，在给料罐中利用罐压（0.3～0.5MPag）经过流化加速后输送至煤粉仓（常压），输送量由角阀调节，输送管道上安装设置有固体质量流量：先后测试了电容式固体流量计、静电式固体流量计、核辐射流量计。

其系统工艺流程简图如下：

输送粉料：分别测试了粉煤灰和煤粉。

粉煤灰来自循环流化床床副产的粉煤灰，其粒径200目左右，堆积密度为350kg/m3，其特性是灰分高、固定碳含量高（以单质碳的形式存在）、挥发份低、导电性强;煤粉由原煤磨制而成，不导电，粒径200目，堆积密度为650kg/m3。详细工业分析如下：

2固体流量计应用测试过程

在保持相同的工艺运行状况的前提下，通过调节角阀的开度（或者保持开度观察流量计测量曲线的波动情况），观察固体流量计的显示速度与浓度的线形变化与实际输送量相对照是否正确。分别测试了如下工况：

3固体流量计应用数据收集与分析

3.1 静电式质量流量计的应用测试

静电式固体质量流量计采用粉煤颗粒流动摩擦产生静电的原理来测量流体的速度，因为粉煤灰导电性强（做了粉煤灰的导电性检测），造成静电测量无法测量。而煤粉可以测量，煤粉测量结果如下（经过多次测试，选择较为普遍的变化曲线）：

图2可以看出，随着调节角阀的开度增加，煤粉气力输送速度有略微降低的趋势，但是速度测量失真的点较多，不能稳定测量输送速度，但煤粉浓度有较为明显的线性增加的趋势。

3.2 电容式质量流量计的应用测试

电容式固体质量流量计的测量原理是将电容极板安装在流动管道外，当管道内气固相比例发生变化时，介电常数也会发生相应变化，从而引起电容值改变。测试粉煤灰和煤粉分别输送时的情况如下：

图3为粉煤输送时每12min钟递增调整一次角阀开度（30%、45%、60%、75、90%），结果显示电容式流量计测量的煤粉输送浓度呈线性增加趋势，速度有略微下降的趋势，但测量不平稳;图4为粉煤灰在正常运行时（不做调整），电容式固体流量计测量输送浓度与速度的情况，图上反映出输送浓度波动范围较大，且有较多的点完全失真，速度的测量失真情况更明显。

3.3 核辐射质量流量计的应用测试

因为实际情况，核辐射固体流量计仅测试了粉煤灰的应用情况。

图5看出，随着角阀开度的增加，粉煤灰的速度线性减小，但是浓度成线形增加，与实际情况吻合度较高，输送量误差在5%以内，能够较好地反应运行状况。

4结束语

在高压浓相输送领域，电容式、核辐射式固体质量流量计有着相对较好的应用，但是在低压稀相的粉煤灰的输送系统中的应用还存在较多的问题与不确定性，还需要进一步的研究，特别是针对性的对输送物料特性的研究，从目前的应用来看，低压稀相气力输送的速度相对高压浓相输送来说，输送速度更大，随着输送浓度的增加速度有线性降低的趋势，核辐射式固体流量计在测试过程中较好地反映了物料输送的状况，电容式固体质量流量计能够勉强测量煤粉输送，但在粉煤灰的输送测量上则变现较差，而静电式的固体流量计还需要进一步的研究，以满足在粉煤灰输送中的应用。

参考文献

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