第12期張新民. GSP氣化爐氧氣流量的測(cè)量1485GSP氣化爐氧氣流量的測(cè)量張新民(神華寧煤集團(tuán)煤化工公司烯烴公司,銀川750411)摘要.通過對(duì)某煤氣化裝置的CSP氣化爐氧氣流量測(cè)量方法的探討,介紹采用平衡孔板計(jì)和雙差壓變送器分段測(cè)董氧氣流量的測(cè)量方案、使用效果和改進(jìn)措施。.關(guān)鍵詞氧氣流量測(cè)量 平衡孔板流量計(jì)雙差壓變送器分段測(cè)量中圈分類號(hào)TH814文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào)100-3932(2013)12-1485-03神華寧煤集團(tuán)煤化工公司烯烴公司的煤氣化表1 3路氧氣流量的 設(shè)計(jì)流量和測(cè)量精度要求裝置,采用的是黑水泵氣化技術(shù)(Gaskombiant項(xiàng)目點(diǎn)火氧氣.開車氧氣主氧氣Schwarze Pumpe, GSP)干煤粉氣化爐，設(shè)計(jì)采用儀表量程/m'●h0~ 7000-8 0000-55 000“以煤定氧”的控制策略。進(jìn)人氣化爐的氧氣流精度/% .0.5.5量和煤粉流量比(簡(jiǎn)稱氧煤比)與氣化爐溫成比例關(guān)系,氧煤比升高氣化爐溫度也升高;氧煤比降1.1 節(jié)流裝置選配低氣化爐溫度將會(huì)降低。但必須將氣化爐溫度維考慮到氧氣流量量程比大且全量程精度要求持在1 450~1 650C,氧煤比控制在0.3~0.6。高,經(jīng)比較,并考慮氣化框架上實(shí)際的管線布置和由于GSP氣化爐采用組合燒嘴,煤燒嘴只有一管線直管段長(zhǎng)度的綜合情況，節(jié)流裝置選用進(jìn)口個(gè),相應(yīng)的氧氣管線也只有一根,氧氣流量計(jì)的測(cè)平衡孔板。平衡孔板具有對(duì)稱多孔結(jié)構(gòu)特點(diǎn),能量量程為55 000m'/h,正常運(yùn)行時(shí)氧氣流量為對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行平衡,降低了渦流、振動(dòng)和信號(hào)噪聲，43000m'/h,初始投煤時(shí)氧氣的流量也達(dá)不到流場(chǎng)穩(wěn)定性有所提高,使線性度、重復(fù)性和精度提1 800m'/h,氧氣流量 的測(cè)量要求全量程精確、穩(wěn)高了很多,降低了動(dòng)能的損失,使之特性在較寬范定且響應(yīng)及時(shí),測(cè)量方案的選擇有一定難度。圍內(nèi)流量與壓差的平方根呈線性關(guān)系。由于其紊筆者在比較各類流量計(jì)的使用效果后,最終流剪切力明顯減小,因而大幅降低了介質(zhì)與節(jié)流選用平衡孔板和兩臺(tái)寬量程比高精度變送器對(duì)件的直接摩擦,整個(gè)儀表無可動(dòng)部件,因此可長(zhǎng)期GSP氣化爐的氧流量進(jìn)行分段測(cè)量,以實(shí)現(xiàn)氧氣保持穩(wěn)定性。進(jìn)口平衡孔板的精度能夠滿足0.5流量的高精度測(cè)量。在此,筆者著重介紹其測(cè)量級(jí)的測(cè)量要求,這是大量程范圍內(nèi)高精度測(cè)量的方案與改進(jìn)措施。前提條件。1測(cè)量方案由于平衡孔板的流場(chǎng)穩(wěn)定且壓力恢復(fù)比孔板CSP氣化爐采用組合燒嘴,由點(diǎn)火燒嘴和主.快兩倍,因而縮短了對(duì)直管段的要求,其前、后直燒嘴兩部分組合而成,進(jìn)人組合燒嘴的氧氣分為管段分別為3. OD和1. 0D,最小可以小于0. 5D,3路:點(diǎn)火氧氣、開車氧氣和主氧氣,其氧氣流量從而省去了大量的直管段,尤其是氧管線的特殊的設(shè)計(jì)流量和測(cè)量精度要求見表1。點(diǎn)火氧氣用昂貴材料。于和氣化爐點(diǎn)火升壓階段進(jìn)人氣化爐的液化氣1.2差壓變送器的選配(LPG)進(jìn)行配比,從點(diǎn)火燒嘴進(jìn)人氣化爐;開車氧1.2.1雙變送 器分段測(cè)量氣用于投煤初期和進(jìn)入氣化爐的LPG進(jìn)行配比，常規(guī)差壓變送器標(biāo)稱可設(shè)置量程100:1,即從主燒嘴進(jìn)入氣化爐;主氧氣用于氣化爐投煤正滿刻度差壓中國煤化工:1。目前市常后與進(jìn)入氣化爐的煤粉流量進(jìn)行配比,從主燒MHCNMH G嘴進(jìn)入氣化爐。收稿日期:2013-07.05.1486化工自動(dòng)化及儀表第40卷場(chǎng)上有400:1的變送器,但在小流量測(cè)量時(shí),其精應(yīng)流量(流量為未經(jīng)溫壓補(bǔ)償?shù)墓ぷ鳡顩r時(shí)體積度會(huì)降低。針對(duì)小量程段變送器性能下降所帶來流量)見表2。的精度變差,可將全量程分為大量程段和小量程段,采用兩臺(tái)變送器分段測(cè)量,滿足全量程變送器的精度要求。將整個(gè)量程分為大量程和小量程兩個(gè)測(cè)量段,用于兩個(gè)測(cè)量段的變送器都能在有效的、可接受的精度范圍工作。兩臺(tái)變送器的測(cè)量信號(hào)在DCS.上實(shí)現(xiàn)無縫切換。如此,就實(shí)現(xiàn)了整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)的高精度測(cè)量,即高精度平衡孔板配置了高精度差壓變送器。圖1為平衡孔板配用雙量程差壓變送器測(cè)量的示意圖,點(diǎn)火氧氣和主氧氣均采用3組變送器,進(jìn)行三取二測(cè)量,以提高測(cè)量的可靠性,保障氣化爐的安全運(yùn)行。開車氧氣僅在投煤時(shí)使用約10min, 因而只配備了一組變送器,圖1氧流量測(cè)量裝置節(jié)省了投資。其中,變送器的量程選擇及其對(duì)表2變送器量程與對(duì)應(yīng)流量項(xiàng)目點(diǎn)火氧氣開車氧氣主氧氣量程分程小量程大量程變送器壓差/kPa0-11.00-14.050~11.00-11.411.00-28.74氧氣流量/m' .h-'0.0-4.8 .4.8-18.00-5959 ~2000~374374-200量程切換點(diǎn)/m' .h-593741.2.2流量 的溫壓補(bǔ)償補(bǔ)償計(jì)算,換算為標(biāo)準(zhǔn)體積流量,之后用于氧煤比經(jīng)平衡孔板和變送器測(cè)得的流量為未經(jīng)溫壓的控制。.補(bǔ)償?shù)墓ぷ鳡顩r時(shí)的體積流量,需要轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)2使用狀況與改進(jìn)措施狀況下的體積流量,用于氣化爐氧煤比的控制。平衡孔板在神華寧煤集團(tuán)煤化工烯烴公司的溫度和壓力補(bǔ)償公式為:煤氣化裝置中的應(yīng)用非常成功,其量程比大、精度V。=Vx[(p+0.1) x273.15] +[(T +273.15) x0. 1013]滿足要求而且穩(wěn)定性好。配用的差壓變送器采用分程測(cè)量,保證了整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)的測(cè)量精度要式中V。-經(jīng)過溫壓補(bǔ)償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)狀況下的標(biāo).求。在氣化爐調(diào)試階段和實(shí)際投料運(yùn)行階段,氧準(zhǔn)體積流量;氣流量的測(cè)量很準(zhǔn)確。三取二的變送器重復(fù)性V、p、T-一工作狀況時(shí)的流量、壓力和溫度。好,基本一致。在該項(xiàng)目中,主氧氣流量的測(cè)量還該裝置中的氧氣壓力的測(cè)量采用3臺(tái)壓力變同時(shí)配置了氧用渦街流量計(jì)。實(shí)際生產(chǎn)中,平衡送器實(shí)現(xiàn),在DCS中實(shí)現(xiàn)三取中測(cè)量方式;溫度孔板和渦街測(cè)量的體積流量基本一致。表3為主測(cè)量采用兩臺(tái)溫度變送器,在DCS中實(shí)現(xiàn)二取小氧氣流量在標(biāo)況(40670. 1m'/h)時(shí),渦街流量計(jì)的測(cè)量方式。將平衡孔板和變送器測(cè)得的流量值和差壓變送器測(cè)量結(jié)果的對(duì)比,測(cè)量值是未經(jīng)溫在DCS中進(jìn)行三取中選擇后,在DCS中通過溫壓壓補(bǔ)償?shù)墓ぷ鳡顩r下的值。表3主氧氣流量在標(biāo)況時(shí)的對(duì)比m'/h渦街參數(shù)中國煤化工-流量1 236. 871 233.211 244. 81:MYHCN MHG 1222.57平均流量1 238. 2971 223. 863.第12期張新民. GSP氣化爐氧氣流量的測(cè)量1487渦街流量計(jì)的平均值和平衡孔板的平均值重氧平衡孔板原設(shè)計(jì)不是三取二配置、僅設(shè)置一對(duì)復(fù)性為98. 83% ,通過對(duì)比可知,平衡孔板的重復(fù)取壓孔。后續(xù)生產(chǎn)中為滿足三取二需求,在平衡性好于渦街流量計(jì)。通過對(duì)該公司5臺(tái)氣化爐兩孔板導(dǎo)壓管上加一個(gè)三通,以實(shí)現(xiàn)三取二需要的年多穩(wěn)定生產(chǎn)過程中氧氣流量計(jì)的數(shù)據(jù)采集比三對(duì)導(dǎo)壓管,用于接三組變送器。實(shí)際生產(chǎn)中,任較,結(jié)論基本- - 致。意--組變送器導(dǎo)壓管泄漏,將導(dǎo)致三組變送器均主氧氣流量的測(cè)量最初設(shè)計(jì)采用3臺(tái)氧氣渦測(cè)量不準(zhǔn)。后續(xù)項(xiàng)目中,應(yīng)在平衡孔板上直接配街流量計(jì)和一臺(tái)平衡孔板的測(cè)量方案。原計(jì)劃采置三對(duì)獨(dú)立的取壓孔。用氧氣渦街流量計(jì)實(shí)現(xiàn)三取二的流量測(cè)量方式，3結(jié)束語用于氧煤比的控制，采用平衡孔板進(jìn)行比對(duì)測(cè)量。神華寧煤集團(tuán)煤化工公司烯烴公司的烯烴裝但調(diào)試階段發(fā)現(xiàn),氧氣渦街流量計(jì)在流量為置第一次使用平衡孔板,解決了氣化爐氧氣全量10 000m'/h以下階段測(cè)量時(shí),儀表測(cè)量值波動(dòng)非程要求精確測(cè)量的技術(shù)難題。相比氧氣渦街流量常大,跳變嚴(yán)重,無法用于氧煤比的控制;在計(jì)而言,平衡孔板穩(wěn)定性好,全量程精度滿足要10 000m’/h以上階段測(cè)量時(shí),儀表測(cè)量值比較平求。氧氣渦街流量計(jì)在小量程無法穩(wěn)定測(cè)量,沒穩(wěn)。而平衡孔板在小量程和大量程測(cè)量過程中的起到預(yù)期效果,但證明了平衡孔板測(cè)量的準(zhǔn)確性。測(cè)量值都非常平穩(wěn)。故不得已將平衡孔板用于氧就維護(hù)工作量而言,渦街流量計(jì)明顯低于平衡孔煤比的控制,渦街用于對(duì)比測(cè)量,不參與控制,僅板等差壓式流量計(jì)。近兩年,國內(nèi)平衡孔板的研用于正常運(yùn)行時(shí)高流量的聯(lián)鎖保護(hù)。因此,建議發(fā)和制造取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,成本迅速下降,有些.其他項(xiàng)目在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)吸取這個(gè)教訓(xùn),渦街流量計(jì)煤化工和石化項(xiàng)目已開始使用國產(chǎn)平衡孔板替代無法保證全量程的測(cè)量準(zhǔn)確度要求。畢竟一臺(tái)氧進(jìn)口平衡孔板。對(duì)于測(cè)量技術(shù)的發(fā)展,展現(xiàn)了良?xì)鉁u街流量計(jì)因材料特殊(哈C合金)而成本過好發(fā)展的一面?？紤]到氧氣流量測(cè)量準(zhǔn)確性對(duì)氣高?；癄t的重要性,建議配置兩種不同原理的流量計(jì)點(diǎn)火氧氣平衡孔板配置了3對(duì)取壓孔,通過檢測(cè)氧氣流量,相互比對(duì),這還需要持續(xù)跟蹤儀表獨(dú)立的三對(duì)導(dǎo)壓管接三組變送器,維護(hù)方便。主技術(shù)的進(jìn)步并繼續(xù)探討。Oxygen Flow Measurement in GSP GasifierZHANG Xin-min( 0lefin Company , Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co. ,Led. ,Yinchuan 750411 ,China)Abstract Through discussing the method of measuring oxygen flow in a GSP gasifier, applying a balancedplate orifice meter and a double differential pressure transmitter to segmental measurement of oxygen flow Waspresented , including its effect and improvements.Key words oxygen flow measurement , balanced plate orifice meter , double differential pressure transmitter,segmental measurement( Continued from Page 1484)Abstract ANSYS was used to analyze flow rate in pipeline and its pressure distribution so that matters like 0-ver-the-wall and the wor position of the pipeline can be determined and the fault model established. Throughsimulating their infuence on measuring tube' 8 resonant frequency , the中國煤化工which chan-ging with the fault condition can be obtained.Key words flow measurement , fault analysis , resonant frequencyfYHCNMH G.