[发明专利]浓相粉煤质量流量计

说明书

技术领域

本发明涉及一种质量流量计，尤其涉及一种浓相粉煤质量流量计。

背景技术

气流床粉煤加压气化技术是国际上最先进的煤气化技术之一，该技术为使得气化效率达到最佳，避免因氧煤比失调而导致的安全和工艺指标恶化等问题，需要通过在线准确测量加压密相输送条件下的粉煤质量流量进而有效控制气化过程的氧煤比。

目前，多采用电容式煤粉质量流量计测量粉煤质量流量，其工作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，介电常数也会发生相应变化，从而引起电容值改变。测量极板间电容值，再通过数字信号转换，即可得到管道内相浓度。然而通过试验验证的结果发现其测量精度受煤种、水含量的影响较大，且电容式传感器难以保持长期稳定的信号输出。

西安科瑞自动化有限责任公司开发的交流电荷感应式煤粉浓度测量装置(专利CN201020583215.8)已经应用于火电厂燃煤锅炉一次风管中煤粉浓度的准确测量，并取得较好的测量精度。然而，气流床粉煤加压气化技术中粉煤输送的工况与火电厂一次风管中的工况相距甚远，一次风管煤粉浓度为0.4~0.5kg/m3， 压力7~8kpa，而粉煤气化入炉煤粉管线煤粉浓度高达300~400kg/m3，压力在4600kpa左右，另外，该装置插入式传感器的结构也不适合用于浓相粉煤质量流量的测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种能测量浓相粉煤质量流量的新型浓相粉煤质量流量计。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为浓相粉煤质量流量计，包括前后连接于待测粉煤管路的管道和两个电荷感应传感器,其特征是，上述管道的管道壁分为内管壁和外管壁，内管壁和外管壁之间留有空隙，所述电荷感应传感器为圆环状电荷感应传感器,上述的两个圆环状的电荷感应传感器设置在管道的内管壁和外管壁之间的空隙的前后不同位置，所述的圆环状的电荷感应传感器的圆环面与管道的中心轴垂直，所述的电荷感应传感器与管道的内管壁和外管壁之间设有绝缘材料隔离。

所述电荷感应传感器通过电路连接于控制系统；所述管道的两端设连接法兰。

本专利的优点在于，利用交流电荷感应技术的原理依据即每一种物质都在电荷感应序列中占有一个席位，在动态状态下，任何两种不同物质将相互感应产生电荷。当管道中的粉煤介质流经过应用耦合技术的探头时，探头所接收到的电荷信号来自介质对探头的感应电荷。粉煤浓度越高、流速越大，感应所产生的电荷信号越强。粉煤气固两相流流经电荷感应传感器，通过介质与电荷感应传感器的感应电荷测量煤粉总量，即粉煤质量流量，再通过电荷感应信号测得准确的介质流速，再用同一时刻、同一测点测得的粉煤介质瞬时粉煤总量和瞬时流速计算获得稳定的煤粉浓度，粉煤浓度直接测量，不需要引压管，所以不存在堵塞问题，具有免维护特征；粉煤质量流量根据介质对探头的感应电荷测量，其测量精度受煤种、水含量的影响较小，测量精度较高且可以保持长期稳定的信号输出。

附图说明

图1是本专利的结构示意图。

附图中：1、电荷感应传感器；2、空隙；3、内管壁；4、外管壁；5、法兰，6、电路，7、控制系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

本发明如图1所示，浓相粉煤质量流量计，包括前后连接于待测粉煤管路的管道和两个电荷感应传感器1,上述管道的管道壁分为内管壁4和外管壁3，内管壁4和外管壁3之间留有空隙2，所述电荷感应传感器1为圆环状电荷感应传感器,上述的两个圆环状的电荷感应传感器设置在管道的内管壁4和外管壁3之间的空隙2的前后不同位置，所述的圆环状的电荷感应传感器1的圆环面与管道的中心轴垂直，所述的电荷感应传感器与管道的内管壁4和外管壁3之间设有绝缘材料隔离。所述电荷感应传感器1通过电路6连接于控制系统7。所述管道的两端设连接法兰5。

通过传感器获得感应电荷的信号，通过信号电路6至控制系统7，并由控制系统7计算所述流的质量流量（Q）、流速（V）和浓度（N）。

所述传感器测量速度（V）、质量流量（Q）和浓度（N）是依据交流电荷感应技术的原理为基础的，依据是每一种物质都在电荷感应序列中占有一个席位，在动态状态下，任何两种不同物质将相互感应产生电荷。再利用相关法原理得出流速（V）和利用感应电荷信号的强弱和总量标定法来确定煤粉的质量流量（Q），并根据下面公式计算得出浓度（N），即：

浓度N=质量流量Q÷（流速V×测量管截面积A）。