煤浆流量计在德士古气化炉中的应用问题探讨
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图6 流量输出快速性对比图
横管解决方案是在竖管成功应用之后开始研究和试用的。安装在横管上的原进口流量计一般投用一周左右开始大幅度波动。威尔泰流量计投用8h左右即达到稳定状态，刚开始流量输出非常平稳，经过8h左右，波动变得稍大一点，但没有大幅度异常波动。经过半年多的使用，目前，该横管解决方案已经通过验收，效果优于原进口流量计。但该流量计导向板的安装比较复杂，威尔泰已经改进了设计，新方案即将投入试用。
4 误区澄清
在实际应用中，有关电磁流量计在德士古工艺水煤浆中的应用，相关技术人员在选型和应用通常存在一些认识上的误区［7－8］。现将其归纳如下。
①“煤浆的磨损大，所以采用耐磨的ETFE衬里”的观点不准确，ETFE主要解决了与金属的附着问题。虽然ETFE的原料便宜，但其目前的处理工艺复杂，用它来制作衬里，成本比PFA还高，且没有表征ETFE的耐磨性优于PTFE的佐证。上海威尔泰所生产的传感器，采用硬橡胶衬里，在现场有效使用三年来，没有发现有明显的磨损。
②“采用低噪声电极，所以波动小”的观点不准确。电极的形状的确与噪声大小相关。由于原进口流量计的电极在某煤化工企业有结垢现象，经常需要把流量计拆下来用晶相砂纸打磨电极，而上海威尔泰采用自清洁电极（即尖状电极），有效地解决了结垢问题。实际应用表明，虽然采用自清洁电极流量计的平稳性比采用球面电极的平稳性稍差，但也没有出现过异常波动。所以，我们认为，在解决煤桨流量输出异常波动方面，低噪声电极并非关键技术。
③“原进口流量计安装要求低，‘前5D后2D’就行”的观点不准确。在实验室标定时，要求直管段比较长（达到10D）；在应用中，一般“前5D后3D”就足够了，这并非仅仅适用于进口流量计。如果缩径，直管段要求还可以进一步减小。另外，现阶段的煤浆流量计，基本没有投闭环控制的，对于精度的要求不是很高，关键是保证安全连锁处于有效状态，以避免异常波动引起误跳车。
④“原进口流量计流速大小对流量的影响很小，适用0.3m/s的流速”的观点不准确。这种说法有很大的误导作用。实际应用经验表明，当流速较低时，尤其是当流速低于0.5m/s时，煤浆流量计容易波动。因此，这种观点不准确。
⑤“单纯缩径”的观点不准确。我们曾经仿照上海威尔泰的缩径方案把管道缩径，安装较小口径的流量计，实际使用效果却不如采用本文所提的方案。一方面，由于涉及管道改造、高压法兰以及压力容器级别的焊接，综合成本也不低；另一方面在管道上缩径，小口径长度会远大于在流量计上缩径，导致压损增大，再加上转换器未替换，很多结果不可预知。
⑥“原进口流量计因为业绩多，所以风险小”的观点不准确。业绩多和业绩好是两个概念，二者没有因果联系。由于历史的原因，原进口流量计市场占有率比较高，好的业绩虽然多，但差的业绩也有。一旦波动引起误跳车，损失是很大的。据不完全统计，因为煤浆流量计波动引起误跳车，200000t甲醇生产线一次损失约为300000元；600000t甲醇生产线，误跳车一次的损失约为800000元。这也是质量好的煤浆流量计价格居高不下的原因之一。我们曾经使用两种品牌的进口流量计，八个月就坏的情况也出现过，一年坏三套的情况也发生过。上海威尔泰提供的解决方案，针对德士古气化炉现场特殊的工况，进行了多项有针对性的设计，目前已经安全可靠使用三年多。
综上所述，我们认为合适的选择才是实际应用最好的选择。在德士古气化炉煤浆流量的测量应用中，由于流场流态所涉及的流体参数比较复杂，煤的来源和煤浆的配方也不尽相同。因此，不同煤浆流量计的应用效果差异也比较大。同一种流量计，在有些场合容易发生波动，但在另外一些场合的应用效果较好，这是由所选煤浆流量计稳定工作范围不够宽造成的。
为尽量减少或避免误跳车，并确保安全连锁处于有效状态，应该选择稳定工作范围更宽的煤浆流量计，而选择既稳又快的煤浆流量计是满足工艺的基本要求。
5 结束语
由于水煤浆流量测量是德士古工艺煤化工领域的一个难点，该领域同行为此作了大量的工作和努力，积极寻求有效的解决方案。
本文以两家德士古气化炉工艺为应用背景，其煤浆流量计示值的波动幅度较大，导致氧煤比和煤浆流量这两个重要联锁无法有效投入，从而成为煤化工生产的最大安全隐患。为解决该难题，笔者较细致地分析了目前煤浆流量计应用领域的认识误区，提出了自己独特的见解和看法，进一步完善了德士古工艺煤化工领域的水煤浆流量测量方法［9－11］。
本文得到了张振山博士的指导和帮助，在此深表谢意。
参考文献
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