[其他]高爐噴吹煤粉單支管流量測(cè)量裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86202980
• 申請(qǐng)日: 1986-05-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86202980U
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭小軍;朱啟昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 冶金部自動(dòng)化研究所;首都鋼鐵公司
• 主分類號(hào): G01F1/74
• 分類號(hào): G01F1/74
• 代理公司: 冶金專利事務(wù)所
• 代理人: 常貴貞

高爐噴吹煤粉單支管流量測(cè)量裝置，適用于高爐噴吹煤粉的單支管流量測(cè)量，也適用于類似系統(tǒng)的氣固雙流體的固體質(zhì)量流量的在線測(cè)量。

目前國(guó)際上公知的氣固雙相流體的流量測(cè)量通常是雙參數(shù)測(cè)量，必須同時(shí)檢測(cè)出固體物料在輸送管道中的占空濃度和速度，然后計(jì)算出流量。在氣固雙相流體的流動(dòng)過(guò)程中，在線檢測(cè)濃度和速度都是比較復(fù)雜的，因而流量在線測(cè)量比較困難并使裝置成本昂貴。國(guó)外常用的有下面幾種類型：1、直接檢測(cè)正比于管道內(nèi)流體質(zhì)量的物理量，如利用正比于管道內(nèi)質(zhì)量的Coliabs力（哥氏力），目前存在的問(wèn)題是（1）無(wú)法精確地區(qū)分固體質(zhì)量流量與氣體質(zhì)量流量。（2）傳感裝置過(guò)于精密，維護(hù)使用比較復(fù)雜。2、使用電差方法的質(zhì)量流量計(jì)，即在管道上安裝一個(gè)擴(kuò)張管，通過(guò)測(cè)量直和擴(kuò)張管上的壓力差，計(jì)算出固體質(zhì)量比和氣體流量率，從而計(jì)算出固體質(zhì)量流量率。采用這種方法測(cè)量，用于檢測(cè)氣固雙相流體的微差壓變送器不易解決，特別是用于高濃度的情況下。3、通過(guò)分別測(cè)量濃度和速度來(lái)求出流量，典型的方法是靜電容度化測(cè)濃度，用互相關(guān)方法測(cè)速度，這種方法物料水分變化影響很大，物料在管壁上粘附致使儀表零點(diǎn)飄移。

本發(fā)明的目的是提出一種適用于工業(yè)在線應(yīng)用能直接測(cè)量出氣固雙相流體的固體粉料質(zhì)量流量率的裝置。

本發(fā)明是采用流量噪聲為檢測(cè)信號(hào)，測(cè)量氣固雙相流體固體粉料質(zhì)量流量率。其基本原理如下：氣固雙相流體在輸送管道中呈無(wú)規(guī)則的湍流狀態(tài)，局部空間內(nèi)的固體濃度中疊加有微小隨機(jī)波動(dòng)，這種濃度的波動(dòng)稱為流量噪聲。流量噪聲是氣固雙相流體在流動(dòng)過(guò)程中必然發(fā)生的固有屬性，它產(chǎn)生于輸送氣體壓力的波動(dòng)，固體下料的非均勻性，固體顆粒與管壁的碰撞與反射，固體顆粒之間碰撞等多種原因，直接提取的流量噪聲含有上述多種原因造成的濃度波動(dòng)，是一種隨機(jī)信號(hào)，為保證噪聲信號(hào)的平穩(wěn)性，必須采取統(tǒng)計(jì)測(cè)量方法，提取流量噪聲中頻段較高的噪聲信號(hào)。這部分流量噪聲是由固體顆粒的碰撞與反射產(chǎn)生，與固體質(zhì)量流量率存在單直線性關(guān)系。

在輸送管道上安裝一個(gè)電容傳感器，氣固雙相流體通過(guò)傳感器構(gòu)成的電場(chǎng)空間，由于固體顆粒的存在改變了空間介電常數(shù)，使傳感器的電容量相應(yīng)于固體濃度產(chǎn)生變化，電容度化中所含的高頻微小隨機(jī)波動(dòng)正比于流量噪聲，變送器將電容噪聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成供二次儀表處理的電壓信號(hào)X（t），通過(guò)大量的動(dòng)態(tài)在線測(cè)量試驗(yàn)證明當(dāng)傳感器變送器設(shè)計(jì)合理時(shí)，

E ［X2(t)］]]>＝lim 1/(T) ∫₀^TX²（t）dtαM（t）

式中M（t）為固體質(zhì)量量流量率，因此只要對(duì)變送器輸出信號(hào)進(jìn)行線性整流和積分平均，即可測(cè)出固體質(zhì)量流量率。

電容傳感器它如圖2所示主要是由兩個(gè)半園型電極對(duì)拼構(gòu)成，傳感器必須能兼顧在煤粉導(dǎo)電時(shí)能正常工作，在煤粉絕緣時(shí)有足夠靈敏度，因此采用在半邊極片上加絕緣層的結(jié)構(gòu)方式，另一個(gè)極片接地。

對(duì)電特性穩(wěn)定的固體粉料（如煙煤、水泥、石灰、面粉…）根據(jù)該原理研制成的檢測(cè)裝置－經(jīng)標(biāo)定，即可使用。而對(duì)于無(wú)煙煤這種固體物料，其電特性往往隨每批煤的品種不同而改變，只要在上述檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行在線修正，以適應(yīng)目前我國(guó)高爐噴吹無(wú)煙煤的特定對(duì)象。在線動(dòng)態(tài)修正原理是采用時(shí)間重量計(jì)算出真實(shí)流量率，與在同一時(shí)間內(nèi)的測(cè)量值進(jìn)行比較，通過(guò)線性回歸統(tǒng)計(jì)方法，確定出測(cè)量標(biāo)定曲線的斜率A和截距B，然后加以修正，從而保證固體介質(zhì)的電特性發(fā)生變化時(shí)，達(dá)到所應(yīng)有的測(cè)量精度。

當(dāng)煤粉通過(guò)電容傳感器的空間電場(chǎng)時(shí)，（象圖3所示）傳感器的電容量發(fā)生變化，使振蕩器A的振蕩頻率fo也產(chǎn)生相應(yīng)的改變△f，經(jīng)調(diào)節(jié)器C將頻率變化轉(zhuǎn)換成電壓變化△V（t），然后分為兩路，一路經(jīng)低通濾波器D，取出相應(yīng)于平均濃度起的電壓信號(hào)△V（t），與一個(gè)固定參考電壓V_s比較求差，然后經(jīng)比較放大器E進(jìn)行放大，產(chǎn)生出反饋控制電V_o加在變?nèi)荻O管上，（F為電－電容轉(zhuǎn)換，主要由變?nèi)荻O管完成）使變?nèi)荻O管的等效電容量發(fā)生變化，由于變?nèi)荻O管也并加在振蕩器A的振蕩槽路中，因而補(bǔ)償了由于平均