專利名稱：一種固體質(zhì)量流量計標定裝置和使用方法以及含其的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體質(zhì)量流量計標定裝置和使用方法以及含其的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
氣力輸送技術(shù)，又稱氣流輸送，其利用氣流的能量，在密閉管道內(nèi)沿氣 流方向輸送顆粒狀物料。目前，氣力輸送技術(shù)已廣泛應(yīng)用于化工、發(fā)電和冶 金等工業(yè)生產(chǎn)之中。例如，采用氣力輸送干法進料的粉煤加壓氣流床氣化技 術(shù)具有煤種適應(yīng)性廣、設(shè)備使用壽命長、碳轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)勢，已成為眾多企 業(yè)選擇氣化工藝的主流技術(shù)之一。但是，由于氣力輸送是氣固兩相流，情況 十分復(fù)雜，氣力輸送技術(shù)的設(shè)計計算尚處于經(jīng)驗階段。
氣力輸送技術(shù)中，固態(tài)物料的質(zhì)量流率是重要的工藝操作參數(shù)，其能否 準確測量直接影響了生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定安全運行。因此，基于對固態(tài)原料物理 性質(zhì)的認識，并為滿足某些工藝技術(shù)的高壓操作和在線測量要求，研究開發(fā) 了許多基于不同原理、可用于高壓、在線測量固體質(zhì)量流率的固體質(zhì)量流量
計。有以輸送過程中固體的熱力學性質(zhì)和電性質(zhì)為基礎(chǔ)的；也有在測量時需 要外加能量的，例如采用能量吸收和聲音震動的原理等固體質(zhì)量流量計。由 于氣力輸送技術(shù)中，管道內(nèi)氣固兩相流動復(fù)雜，如不同的輸送物料和操作條 件下，特別是管道截面固相濃度分布的不均勻性，都會影響固體質(zhì)量流量計 的準確測量，因此，需對固體質(zhì)量流量計進行標定。
現(xiàn)有的固體質(zhì)量流量計的標定方法存在較大的缺陷，嚴重影響生產(chǎn)工藝 的穩(wěn)定安全運行。以現(xiàn)有的工業(yè)粉煤加壓氣流床氣化技術(shù)為例，目前對固體 質(zhì)量流量計進行標定的主要方法是通過其進料系統(tǒng)中的常壓儲倉對物料進 料量進行稱重，根據(jù)稱重數(shù)據(jù)對輸料管道上的固體質(zhì)量流量計進行標定。但
5是，常壓儲倉除了用作稱量標定裝置外，還同時承擔著接受來自磨煤系統(tǒng)進 料以及向發(fā)料罐供料的功能。因此，當反應(yīng)裝置處于運行狀態(tài)時，該標定系 統(tǒng)無法對進料物料進行在線稱重，必須停止整個裝置系統(tǒng)，離線進行稱量標 定。此外，常壓儲倉的稱重系統(tǒng)量程較大，標定時需要較長的標定時間，給 標定引入較大誤差，標定精度不高，難以滿足粉煤質(zhì)量流量計的準確標定要 求。
由于上述原因，目前工業(yè)化的粉煤氣化裝置無法避免地存在以下問題
一、 鑒于煤種復(fù)雜，特別是當氣化原料煤源不穩(wěn)定、交通運輸不便或由 于煤粉磨制干燥系統(tǒng)波動或原料煤水份發(fā)生較大變化時，氣化原料煤種經(jīng)常 發(fā)生變化。即使是同一批次的煤種也常出現(xiàn)前后原料差別較大的情況。而不 同的煤種由于其礦物質(zhì)組成不同，其氣化性能千差萬別，給固體質(zhì)量流量計 測量帶入難以估算的偏差。但由于現(xiàn)有標定方法的缺陷，無法準確的標定固 體質(zhì)量流量計，不能校正由于煤種的變化帶來的偏差，使得固體質(zhì)量流量計 的計量與實際的輸料量偏差較大，很容易引起由于氣化溫度過低造成渣口堵 渣，或者氣化溫度過高燒損水冷壁內(nèi)件和氣化爐內(nèi)件，迫使氣化裝置停車檢 修的情況。
二、 按現(xiàn)有的標定方法對固體質(zhì)量流量計進行標定時，必須停止整個裝
置系統(tǒng)，離線進行稱量標定。生產(chǎn)實踐表明，對于日處理1000 2000t煤的
氣化裝置，僅氣化爐開停車一次所耗成本費用就高達幾百萬元，更不用說停 產(chǎn)對整個生產(chǎn)工藝系統(tǒng)所造成的巨大損失。
如此種種因素極大地影響了裝置的安全和長周期運行，鑒于煤種限制因 素不可避免，因此，亟待開發(fā)出一種在短時間內(nèi)可對氣力輸送技術(shù)中的固體 質(zhì)量流量計能夠進行準確的，還可以在線標定的裝置和方法，從而消除影響 氣化裝置長周期、安全穩(wěn)定運行的隱患
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有的對氣力輸送技術(shù)中固體 質(zhì)量流量計的標定方法不能準確進行標定，且不能實現(xiàn)在線標定的缺陷，而 提供了一種新的固體質(zhì)量流量計標定裝置及其標定方法，以及設(shè)置該標定裝 置的一種干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)。使用本發(fā)明的固體質(zhì)量流量計標定裝置， 可實現(xiàn)在線、準確標定，顯著提高固體質(zhì)量流量計的標定精度，能滿足化工、 發(fā)電、冶金等行業(yè)對固體質(zhì)量流量計在線標定的運行要求。
本發(fā)明的固體質(zhì)量流量計標定裝置包括一專用于稱量標定物料的稱重 裝置， 一阻力部件及一第一管道和一第二管道；該第一管道設(shè)于該稱重裝置 的入口與該阻力部件的出口之間；該第二管道與該阻力部件的入口相連，該 第二管道上還設(shè)有一壓力調(diào)節(jié)裝置。
其中，該專用于稱量標定物料的稱重裝置只用于唯一接受標定過程所需 稱量的標定物料，并顯示實時重量，從而根據(jù)該數(shù)據(jù)對固體質(zhì)量流量計進行 校正標定。不同于現(xiàn)有工業(yè)裝置標定使用的常壓儲倉，該稱重裝置不承擔接 受來自磨煤系統(tǒng)進料以及向發(fā)料罐供料的功能，因此不受其它系統(tǒng)的影響。 當處于非標定過程時，該裝置僅具有連通作用。
考慮到為留出空間用于固態(tài)物料的沉降，根據(jù)不同固體質(zhì)量流量計的標 定要求，該稱重裝置的體積較佳的為所標定的固體質(zhì)量流量計最大質(zhì)量流率 下1小時的物料自然堆積體積的0.2 4倍，更佳的為0.4 2倍。之所以優(yōu)選 上述體積，是因為采用小體積容量的稱重罐替代目前工業(yè)上應(yīng)用的大體積容 量的稱重罐作為固體質(zhì)量流量計的稱重校正標準，可在稱重罐上設(shè)置小量 程、高精度的稱重儀表，能夠提高固體質(zhì)量流量計的標定精度，縮短標定時 間，為固體質(zhì)量流量計在線和離線標定以及實現(xiàn)多種固態(tài)物料的快速在線切 換奠定基礎(chǔ)。
較佳地，該稱重裝置為一稱重罐。為方便工業(yè)操作， 一般在常壓下進行 稱重操作。較佳地，該稱重罐包含一稱重罐入口、 一稱重罐氣體出口及一稱 重罐固體物料出口。該稱重罐較佳的還包括一過濾裝置；該過濾裝置與該稱重罐的氣體出口相連接。該過濾裝置用于防止過多固態(tài)物料被載氣帶出，為 本領(lǐng)域常規(guī)使用的過濾裝置，較佳的為布袋過濾裝置。較佳地，該過濾裝置 還連接有一除塵系統(tǒng)，用于除去載氣中細小微塵物料。
其中，該阻力部件為本領(lǐng)域常規(guī)使用的可增加氣固兩相流動阻力的節(jié)流 部件，較佳的為孔板、變徑管或閥門。該阻力部件可以使氣固兩相通過該裝 置時，產(chǎn)生一定壓降，同時提高阻力部件入口管道前的壓力。本發(fā)明中所述
的阻力部件，其降壓范圍較佳的為該阻力部件的入口與出口間壓降0 5MPa。 其中，該壓力調(diào)節(jié)裝置較佳地至少包括通過該第二管道彼此相連通的一 管道補氣裝置和一壓力監(jiān)測裝置，其中，該管道補氣裝置還連接一氣體流量 調(diào)節(jié)裝置。該管道補氣裝置和氣體流量調(diào)節(jié)裝置通過改變載氣流量來改變固 態(tài)物料和載氣通過阻力部件節(jié)流孔的速度，從而控制阻力部件入口管道處壓 力。
本發(fā)明中，所述的固體質(zhì)量流量計是指能夠在線顯示氣力輸送過程中測 定固態(tài)物料質(zhì)量流率的儀表，包括現(xiàn)有的通過電容原理測量、射線原理測量、 靜電原理測量或微波原理測量等所有需要通過稱重法進行標定的固體質(zhì)量 流量計。
本發(fā)明還提供了一種干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)，其包括一進料系統(tǒng)和一反 應(yīng)裝置，其還包括本發(fā)明的固體質(zhì)量流量計標定裝置，及一路或多路輸料管 道，各輸料管道均連接一轉(zhuǎn)換裝置；其中，該進料系統(tǒng)通過該輸料管道及與 其相應(yīng)連接的轉(zhuǎn)換裝置，與該反應(yīng)裝置和該固體質(zhì)量流量計標定裝置相連 接，該固體質(zhì)量流量計標定裝置的稱重裝置的出口通過一控制閥與該進料系 統(tǒng)的入口相連接，各輸料管道均連接有至少一固體質(zhì)量流量計。
其中，該一路或多路輸料管道在常規(guī)的工業(yè)操作中一般為1 4個，較 佳的為2 4個輸料管道。
其中，該轉(zhuǎn)換裝置為可實現(xiàn)管道流路轉(zhuǎn)換的裝置，較佳地為一三通閥。 該三通閥具一入口、 一第一出口和一第二出口，其中，該三通閥的入口通過與之相應(yīng)連接的輸料管道與該進料系統(tǒng)的出口相連接，該三通閥的第一出口 與該固體質(zhì)量流量計標定裝置的第二管道入口相連接，該三通閥的第二出口 與該反應(yīng)裝置相連接，該輸料管道上還連接一載氣輸入裝置。其中，所述的 三通閥為本領(lǐng)域常規(guī)使用的三通閥，具有轉(zhuǎn)向功能，標定時使發(fā)料罐與標定 裝置中第二管道連通，正常運行時使發(fā)料罐與反應(yīng)裝置連通。其中，該三通 閥的第二出口與該反應(yīng)裝置相連接， 一般為通過一連接管進行連接，此連接 管可為該反應(yīng)裝置的入口處自帶的，也可為單獨使用的連接管。
其中，該進料系統(tǒng)較佳地包括依次通過一管道和一閥門順序連接的一常 壓儲倉、 一間歇下料裝置和一發(fā)料罐。其中，該常壓儲倉的入口為該進料系 統(tǒng)的入口，該發(fā)料罐的出口為該進料系統(tǒng)的出口。較佳地，該常壓儲倉、該 間歇下料裝置和該發(fā)料罐上均裝有一載氣輸入裝置。根據(jù)需要，以氣力輸送 的方式運送固體物料，或輸送到反應(yīng)裝置，或輸送到本發(fā)明的固體質(zhì)量流量 計標定裝置，循環(huán)至發(fā)料罐。
其中，該常壓儲倉為本領(lǐng)域常規(guī)使用的常壓儲倉，用于接受并儲存來自 稱重罐或其它系統(tǒng)如磨煤系統(tǒng)物料等的固體物料，當發(fā)料罐需要受料時，常 壓儲倉內(nèi)的固態(tài)物料通過間歇下料裝置返回到高壓狀態(tài)下的發(fā)料罐中。
其中，該間歇下料裝置為本領(lǐng)域常規(guī)使用的間歇下料裝置，較佳的為鎖 斗系統(tǒng)或高壓旋轉(zhuǎn)給料器。
其中，該發(fā)料罐在一定壓力下將其存貯的固態(tài)物料以氣力輸送的方式通 過管道輸送到反應(yīng)裝置或本發(fā)明的固體質(zhì)量流量計標定裝置。
本發(fā)明還提供了一種固體質(zhì)量流量計的標定方法，其包括如下步驟從 連接進料系統(tǒng)與反應(yīng)裝置的輸料管道中的任一個上取標定物料，另采用一專 用于稱量標定物料的稱重裝置對所取標定物料進行稱重，根據(jù)稱重數(shù)據(jù)，對 該輸料管道上所標定的固體質(zhì)量流量計進行校正。
其中，所述的輸料管道的個數(shù)可以為一個或多個。因此，所述的"任一 個"實際包括兩種情況當輸料管道只有一個時，所述的"任一個"就是指
9這個輸料管道；當輸料管道有多個時，所述的"任一個"是指其中的任一個。 為方便工業(yè)操作過程，節(jié)約成本，標定過程的稱重較佳的在常壓下進行。 同時，需控制標定過程在合適的壓力下進行，以模擬反應(yīng)裝置正常運行時的 輸送工況，利于固體質(zhì)量流量計的準確標定。因此，本發(fā)明的標定方法較佳 的采用本發(fā)明的固體質(zhì)量流量計標定裝置進行操作。
本發(fā)明的方法可適用離線標定。本發(fā)明中，所述的離線標定是指，標定 時，所述的輸料管道無論是一個還是多個，均不向反應(yīng)裝置供料，即所標定 的固體質(zhì)量流量計所在的輸料管道與其它輸料管道都不向反應(yīng)裝置供料。在 進行上述離線標定時，較佳的采用本發(fā)明的固體質(zhì)量流量計標定裝置按下述
進行操作通過該第二管道取標定物料，之后通過該壓力調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)該第
二管道的壓力滿足固體質(zhì)量流量計標定時所需的壓力；標定物料通過該阻力 部件降壓后，由第一管道輸入常壓的該稱重裝置進行稱重。其中，所述的該 第二管道的壓力滿足流量計標定所需的壓力是指，在該所需的壓力下對固體 質(zhì)量流量計標定完成后的測量結(jié)果(即標定后的固體質(zhì)量流量計的測量結(jié) 果)，與在反應(yīng)裝置運行的壓力下對固體質(zhì)量流量計標定完成后的測量結(jié)果 相比，測量偏差在±5%范圍內(nèi)。之所以優(yōu)選上述所需的壓力，是因為在不 影響稱量精確性的前提下，允許存在上述可接受的偏差，從而降低工藝操作 的復(fù)雜性和成本。
除適用于離線標定外，本發(fā)明的方法還可實現(xiàn)在線標定。本發(fā)明中，所 述的在線標定是指，所述的輸料管道的個數(shù)為多個，標定時，除所取標定物 料的輸料管道，即所標定的固體質(zhì)量流量計所在的輸料管道不向反應(yīng)裝置供 料外，其它輸料管道繼續(xù)保持向反應(yīng)裝置供料，使得可維持反應(yīng)裝置的運行， 實現(xiàn)不停止整個裝置系統(tǒng)的在線標定。進行上述的在線標定時，較佳的采用 本發(fā)明的固體質(zhì)量流量計標定裝置按下述進行操作通過該第二管道取標定
物料，之后通過本發(fā)明固體質(zhì)量流量計標定裝置上的壓力調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)該第 二管道的壓力為反應(yīng)裝置運行壓力，然后將所取標定物料通過該阻力部件降壓后，由第一管道輸入常壓的該稱重裝置進行稱重。
無論上述離線標定還是在線標定，采用本發(fā)明的固體質(zhì)量流量計的標定
方法在標定時，所述的輸料管道的取料點的壓力較佳的控制在lMPa 6MPa 之間，優(yōu)選2 5MPa，并維持壓力穩(wěn)定。所述的第二管道壓力較佳的為常壓 至5MPa的范圍之內(nèi)，更佳的為1 4MPa。所述的常壓是指一個大氣壓，即 我們平常生活的這個大氣層產(chǎn)生的氣體壓力。
無論上述離線標定還是在線標定，本發(fā)明方法可通過下述方式實現(xiàn)管道 的標定通路和供料通路的轉(zhuǎn)換在取標定物料前，通過轉(zhuǎn)換一連接輸料管道、 反應(yīng)裝置的入口和標定裝置中第二管道的入口的轉(zhuǎn)換裝置，使相應(yīng)的輸料管 道由與反應(yīng)裝置相連通轉(zhuǎn)換至與本發(fā)明標定裝置中的第二管道相連通，從而 進行后續(xù)的取標定物料。標定完成后，通過本發(fā)明的標定裝置中的壓力調(diào)節(jié) 裝置調(diào)節(jié)第二管道的壓力大于或等于反應(yīng)裝置的壓力，轉(zhuǎn)換該轉(zhuǎn)換裝置，使 輸料管道由與該第二管道相連通轉(zhuǎn)換至與反應(yīng)裝置相連通，并向第二管道中 輸入載氣進行吹掃。其中，所述的轉(zhuǎn)換裝置較佳的為前述三通閥。上述方式 可實現(xiàn)標定通路和供料通路的轉(zhuǎn)換，當然在離線標定時，可能在標定前和/ 或后不向反應(yīng)裝置供料，因此可不需進行上述通路的轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的標定方法中，在所述的稱重步驟后，即在標定完成后，可將所 取標定物料返回進料系統(tǒng)。
本發(fā)明中，所述的固態(tài)物料為本領(lǐng)域常規(guī)氣力輸送技術(shù)所涉及的固態(tài)物 料，較佳的為粉煤、石油焦、生物質(zhì)和固態(tài)廢棄物中的一種或多種。
本發(fā)明中，所述的載氣為本領(lǐng)域常規(guī)氣力輸送技術(shù)所涉及的載氣，較佳 的為氮氣、二氧化碳、水蒸汽和合成氣中的一種或多種。
本發(fā)明的積極進步效果在于本發(fā)明的固體質(zhì)量流量計標定裝置及標定 方法，可實現(xiàn)在線、準確標定，顯著提高固體質(zhì)量流量計的標定精度，能滿 足化工、發(fā)電、冶金等行業(yè)對固體質(zhì)量流量計在線標定的運行要求。


圖1為本發(fā)明一較佳實施例的固體質(zhì)量流量計標定裝置結(jié)構(gòu)圖。 圖2為本發(fā)明一較佳實施例的干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
下面通過實施例的方式進一步清楚完整地說明本發(fā)明，但并不因此將本 發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
實施例1 一種固體質(zhì)量流量計標定裝置
如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供一種固體質(zhì)量流量計標定裝置1，其主
要包括一專用于稱量標定物料的稱重裝置ir及一阻力部件12，及用于連接 的第一管道is和第二管道19。其中，專用于稱量標定物料的稱重裝置ir 只用于唯一接受標定過程所需稱量的標定物料，并顯示實時重量，從而根據(jù) 該數(shù)據(jù)對固體質(zhì)量流量計進行校正標定。稱重裝置ir不承擔接受來自磨煤 系統(tǒng)進料以及向發(fā)料罐供料的功能，因此不受其它系統(tǒng)的影響。當處于非標 定過程時，稱重裝置ir僅具有連通作用。第一管道is設(shè)于稱重裝置ir的
入口與阻力部件出口 122之間；第二管道19與阻力部件入口 121相連，第 二管道19上還裝設(shè)有一壓力調(diào)節(jié)裝置5。參見圖2，壓力調(diào)節(jié)裝置5至少包 括通過第二管道19彼此連通的一管道補氣裝置和一壓力監(jiān)測裝置15。管道 補氣裝置可以是公知的管道補氣器13，其可用于向第二管道19內(nèi)補充載氣 流量，從而提高固態(tài)物料和載氣混合物通過阻力部件12時的流速，進而控 制壓力監(jiān)測裝置15處的壓力。管道補氣器13具有一個固態(tài)物料和載氣的混 合物入口 131、 一個固態(tài)物料和載氣混合物出口 132、 一個補充載氣的入口 133。補充載氣的入口 133處還接有一氣體流量調(diào)節(jié)裝置，比如一壓力調(diào)節(jié) 閥14。第二管道19內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)通過壓力監(jiān)測裝置15進行監(jiān)測。補充載氣 流率由壓力調(diào)節(jié)裝置5監(jiān)測控制。壓力監(jiān)測裝置15可以是公知的壓力表。 阻力部件12可以選用孔板、變徑管、節(jié)流閥中任意一種，用于使固態(tài)物料和載氣的混合物通過該設(shè)備時產(chǎn)生一定壓降，從而提高壓力監(jiān)測裝置15處 的壓力。壓力監(jiān)測裝置15處的壓力范圍，在常壓至5MPa的范圍之內(nèi)，優(yōu) 選lMPa至4MPa，通過阻力部件入口 121與阻力部件出口 122之間的壓降 為0 5MPa，這樣可以模擬反應(yīng)裝置2正常運行時的輸送工況， 一方面實現(xiàn) 固體質(zhì)量流量計17在高壓輸送狀態(tài)下的標定，另一方面可實現(xiàn)固體質(zhì)量流 量計17的在線標定。上述的稱重裝置ll'可以采用至少帶有一稱重儀表的一 稱重罐ll，稱重罐11上設(shè)有三個通道口， S卩用于接收夾帶載氣的混合物 料的稱重罐入口 111、用于排放載氣的稱重罐氣體出口 112及用于輸送物料 的稱重罐固體物料出口 113。為了防止過多固態(tài)物料，比如固態(tài)燃料，被載 氣帶出，稱重罐11還設(shè)一過濾裝置，過濾裝置與稱重罐的氣體出口 112相 連接。過濾裝置可以是公知的布袋過濾。為留出空間用于固態(tài)物料的沉降， 稱重罐11的體積為所標定的固體質(zhì)量流量計17最大質(zhì)量流率下每小時物料 體積的0.2~4倍，優(yōu)選0.4-2倍。
本實施例中的固體質(zhì)量流量計17是指能夠在線顯示氣力輸送過程中固 態(tài)物料質(zhì)量流率的儀表，包括電容原理測量、射線原理測量、靜電原理測量 等所有需要通過稱重法進行標定的儀表。
實施例2 —種干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)
如圖1和圖2所示，本發(fā)明還提供一種干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)，其主要 由一進料系統(tǒng)3、 一反應(yīng)裝置2、 一如上所述的帶有稱重罐ll的固體質(zhì)量流 量計標定裝置l，以及一路或多路輸料管道20，各輸料管道20均連接一轉(zhuǎn) 換裝置；進料系統(tǒng)3通過各路輸料管道20及與其相應(yīng)連接的轉(zhuǎn)換裝置，分 別與反應(yīng)裝置2和固體質(zhì)量流量計標定裝置1相連接，當各轉(zhuǎn)換裝置與反應(yīng) 裝置2連接后形成一供料流路，而當轉(zhuǎn)換裝置與固體質(zhì)量流量計標定裝置1 相連接時，則可取標定物料，通過稱重罐11對所取物料進行稱重，從而實 現(xiàn)在線標定。各輸料管道20均連接有至少一固體質(zhì)量流量計17。固體質(zhì)量 流量計標定裝置的稱重裝置ir的出口通過一控制閥4與進料系統(tǒng)3的入口相連接。反應(yīng)裝置2可以是氣化爐或高壓氣化反應(yīng)器。本實施例中的轉(zhuǎn)換裝
置為一三通閥16，各輸料管道20上均連接一載氣輸入裝置G和一控制閥4。 三通閥16具有一入口 162、 一第一出口 161及一第二出口 163。三通閥的入 口 162通過與之相應(yīng)連接的輸料管道20與進料系統(tǒng)3的出口相連接，三通 閥的第一出口 161與該固體質(zhì)量流量計標定裝置的第二管道19的入口相連 接，三通閥的第二出口 163通過一連接管與反應(yīng)裝置2相連接，各輸料管道 20上裝設(shè)一個或多個固體質(zhì)量流量計17。本實施例中的固體質(zhì)量流量計17 是指能夠在線顯示氣力輸送過程中固態(tài)物料質(zhì)量流率的儀表，包括電容原理 測量、射線原理測量、靜電原理測量等所有需要通過稱重法進行標定的儀表。 當需要在線標定固體質(zhì)量流量計17時，進料系統(tǒng)3經(jīng)輸料管道20與三 通閥的入口 162相連接，三通閥的第一出口 161與第二管道19連接后，經(jīng) 管道補氣器13、阻力部件12及第一管道18后與稱重罐入口 111連接，則可 通過稱重法在線標定該固體質(zhì)量流量計17。固體質(zhì)量流量計標定裝置的出 口，即稱重罐出口 113通過一控制閥4與進料系統(tǒng)3的入口，也即常壓儲倉 31的入口 311連接。進料系統(tǒng)3可以由依次順序相連的一常壓儲倉31、 一 間歇下料裝置32和一發(fā)料罐33組成。常壓儲倉31用于接受并儲存來自稱 重罐11或其它如磨煤系統(tǒng)的固體物料的進料。常壓儲倉31上一般連接有稱 重儀表，當發(fā)料罐33內(nèi)固態(tài)物料存量不足時，采用如鎖斗系統(tǒng)、高壓旋轉(zhuǎn) 給料器等間歇下料裝置32，間歇地將常壓儲倉31內(nèi)的固態(tài)物料輸送到高壓 狀態(tài)下的發(fā)料罐33中。稱重罐11裝設(shè)于常壓儲倉31上方，用于接受來自 發(fā)料罐33的標定物料并顯示實時重量，從而對固體質(zhì)量流量計17進行標定。 稱重罐11與常壓儲倉31接通，稱重罐11與常壓儲倉31之間設(shè)有控制閥4。 發(fā)料罐33主要用于在一定壓力下將其存貯的固態(tài)物料以氣力輸送的方式通 過輸料管道20輸送到反應(yīng)裝置2。當發(fā)料罐33需要進料時，常壓儲倉31 內(nèi)的固態(tài)物料可通過間歇下料裝置32返回到高壓狀態(tài)下的發(fā)料罐33中，從 而形成固態(tài)物料的循環(huán)輸送。間歇下料裝置32可以采用公知的一鎖斗系統(tǒng)或一高壓旋轉(zhuǎn)給料器。常壓儲倉31、間歇下料裝置32和發(fā)料罐33上均裝有 一用于輸送載氣的載氣輸入裝置。
本實施例中的固態(tài)物料可以是粉煤、石油焦、生物質(zhì)、固態(tài)廢棄物或其 混合物中任意一種或其它類似固態(tài)物料等。載氣可選自氮氣、二氧化碳、水 蒸汽、合成氣或其混合氣中任意一種。
標定固體質(zhì)量流量計17時，關(guān)閉稱重罐11與常壓儲倉31之間的控制 閥4;控制發(fā)料罐33壓力在lMPa 6MPa之間，優(yōu)選2 5MPa，并維持發(fā) 料罐33壓力穩(wěn)定；調(diào)整輸送參數(shù)，固態(tài)物料通過氣力輸送的方式從發(fā)料罐 33出口流出，固態(tài)物料和載氣的混合物進入輸送管道20，依次通過一個或 多個固體質(zhì)量流量計n、三通閥16、管道補氣器13、最后經(jīng)阻力部件12， 減壓后進入常壓的稱重罐11，載氣則經(jīng)稱重罐11的氣體出口 112排入除塵 系統(tǒng)。當稱重罐ll內(nèi)固態(tài)物料達到所需累積量或不標定時，控制閥4常開 使稱重罐11與常壓儲倉31保持連通，固態(tài)物料從稱重罐11進入常壓儲倉 31，稱重罐11內(nèi)不存貯固態(tài)物料。下面以輸送原料為煤粉，載氣為氮氣為 例，具體描述本發(fā)明的干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)工作過程如下
發(fā)料罐33通過其上四個分別連接一路輸料管道20的粉煤出口與氣化爐 相通，分別通過四路輸料管道20A、 20B、 20C、 20D向氣化爐供料。四路輸 料管道20A、 20B、 20C、 20D可以兩兩對置地從氣化爐的側(cè)面與氣化爐連接， 也可以從氣化爐的頂部接入。當標定輸料管道20A上的兩個固體質(zhì)量流量計 17時，控制發(fā)料罐33壓力4.7MPa，并維持發(fā)料罐33壓力穩(wěn)定。開啟控制 閥4，固態(tài)物料和載氣的混合物進入輸料管道20A，在載氣G的作用下，依 次經(jīng)兩個固體質(zhì)量流量計17、三通閥16、管道補氣器13，再經(jīng)阻力部件12 減壓后進入到常壓稱重罐11。阻力部件入口 121管道內(nèi)的壓力由壓力調(diào)節(jié)閥 14控制，即根據(jù)管道壓力檢測裝置P1監(jiān)測壓力，調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥14，控制 壓力到標定需要值。當無需標定時，開啟與稱重罐11底部的固體物料出口 113相連接的控制閥4，固態(tài)物料流入常壓儲倉31內(nèi)。當發(fā)料罐33內(nèi)固態(tài)物料存量不足時，通過鎖斗間歇地將常壓儲倉31內(nèi)的固態(tài)物料輸送到高壓
狀態(tài)下的發(fā)料罐33中。
當氣化爐處于運行狀態(tài)時，可對四路輸料管道20A、 20B、 20C、 20D中 的任一路上的固體質(zhì)量流量計17進行在線標定。停止需要標定的輸料管道 20向氣化爐的供料，通過三通閥16使該路輸料管道與稱重罐11連通，同時 保持氣化爐處于安全運行狀態(tài)。標定結(jié)束后，控制壓力監(jiān)測裝置15處的壓 力略大于氣化爐內(nèi)壓力后，通過三通閥16使進料系統(tǒng)3與氣化爐連通，固 態(tài)物料和載氣的混合物通過一連接管進入氣化爐。同時，開啟載氣F用于向 輸送停止時的輸料管道20吹掃。由此，完成了固體質(zhì)量流量計17的在線標 定過程。
本發(fā)明通過在稱重罐入口 111的輸送管道20上設(shè)置阻力部件12，提高 流經(jīng)阻力部件12氣固兩相混合物的流速的方式，增加阻力部件12兩端的壓 降，從而提高阻力部件入口 121前的第二管道19內(nèi)的壓力，形成高壓下的 固體質(zhì)量流量計17標定工況，為準確標定提供基礎(chǔ)。在阻力部件12的作用 下，三通閥第一出口 161的端口壓力可提高至反應(yīng)裝置2壓力，這就為固態(tài) 物料通過三通閥16直接從稱重罐11切換到高壓反應(yīng)裝置2,比如高壓氣化 爐，提供了條件，從而實現(xiàn)在線精確標定。此外，本發(fā)明在小容量的稱重罐 11上設(shè)置小量程、高精度的稱重儀表，可以提高固體質(zhì)量流量計17的標定 精度，縮短標定時間，為粉煤質(zhì)量流率在線和離線標定以及實現(xiàn)多種固態(tài)物 料的快速在線切換奠定基礎(chǔ)。本發(fā)明采用兩路或兩路以上的輸送管道20為 反應(yīng)裝置2供料時，可以根據(jù)標定需要，通過任一路輸料管道20上的三通 閥16使發(fā)料罐33與稱重罐11連通，對固體質(zhì)量流量計17進行標定，同時 維持反應(yīng)裝置2的運行。標定結(jié)束后，進料系統(tǒng)3通過輸料管道20經(jīng)三通 閥16與反應(yīng)裝置2連通，使固態(tài)物料進入反應(yīng)裝置2。
實施例3固體質(zhì)量流量計的標定方法
使用如實施例2中所述的干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)，在粉煤加壓氣流輸送
16過程中，對其中輸料管道20A上的固體質(zhì)量流量計17進行標定，同時輸料 管道20B、 20C和20D繼續(xù)向反應(yīng)裝置進料2，反應(yīng)裝置2和進料系統(tǒng)2維 持運行狀態(tài)。其中，輸送原料為煤粉，載氣為氮氣。 其步驟包括
(1) 通過轉(zhuǎn)換連接輸料管道20A、反應(yīng)裝置2的入口和標定裝置1中第二 管道19的入口的三通閥16，使輸料管道20A由與反應(yīng)裝置2相連通轉(zhuǎn)換至 與該第二管道19相連通；
(2) 從輸料管道20A上取標定物料；
(3) 由管道壓力檢測裝置Pl監(jiān)測壓力，通過該壓力調(diào)節(jié)裝置5調(diào)節(jié)第二 管道19的壓力為5MPa;輸料管道20A的取料點的壓力為6MPa;其中，反 應(yīng)裝置2的壓力為5MPa;
(4) 然后標定物料通過壓力調(diào)節(jié)裝置5、第一管道18及阻力部件12，進 入常壓的稱重裝置11進行稱重；
(5) 根據(jù)稱重數(shù)據(jù)，對所標定的固體質(zhì)量流量計17進行校正；
(6) 然后，開啟標定裝置出口閥4，將所取標定物料返回進料系統(tǒng)3;
(7) 調(diào)節(jié)輸料管道的取料點的壓力6MPa，并通過該壓力調(diào)節(jié)裝置5調(diào) 節(jié)第二管道19的壓力為5.2MPa，反應(yīng)裝置2的壓力為5MPa;轉(zhuǎn)換該三通 閥16，使輸料管道20A由與該第二管道19相連通轉(zhuǎn)換至與反應(yīng)裝置2相連 通，并向第二管道19中輸入載氣F進行吹掃。
實施例4固體質(zhì)量流量計的標定方法
使用如實施例2中所述的干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)，在粉煤加壓氣流輸送 過程中，對其中輸料管道20A上的固體質(zhì)量流量計17進行標定，同時輸料 管道20B、 20C和20D繼續(xù)向反應(yīng)裝置2進料，反應(yīng)裝置2和進料系統(tǒng)2維 持運行狀態(tài)。其中，輸送原料為煤粉，載氣為二氧化碳。
其步驟包括
(l)通過轉(zhuǎn)換連接輸料管道20A、反應(yīng)裝置2的入口和標定裝置1中第二管道19的入口的三通閥16，使輸料管道20A由與反應(yīng)裝置2相連通轉(zhuǎn)換至 與該第二管道19相連通；
(2) 從輸料管道20A上取標定物料；
(3) 由管道壓力檢測裝置Pl監(jiān)測壓力，通過該壓力調(diào)節(jié)裝置5調(diào)節(jié)第二 管道19的壓力為常壓0.1MPa;輸料管道20A的取料點的壓力為lMPa;其 中，反應(yīng)裝置2的壓力為常壓0.1MPa;
(4) 然后標定物料通過壓力調(diào)節(jié)裝置5、第一管道18及阻力部件12，進 入常壓的稱重裝置11進行稱重；
(5) 根據(jù)稱重數(shù)據(jù)，對所標定的固體質(zhì)量流量計17進行校正；
(6) 然后，開啟標定裝置出口閥4，將所取標定物料返回進料系統(tǒng)3; C7)然后，調(diào)節(jié)輸料管道的取料點的壓力3MPa，并通過該壓力調(diào)節(jié)裝置
5調(diào)節(jié)第二管道19的壓力為3MPa，反應(yīng)裝置2的壓力為3MPa;轉(zhuǎn)換該三 通閥16，使輸料管道20A由與該第二管道19相連通轉(zhuǎn)換至與反應(yīng)裝置2相 連通，并向第二管道19中輸入載氣F進行吹掃。 實施例5固體質(zhì)量流量計的標定方法
使用如實施例2中所述的干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)，用于粉煤加壓氣流輸 送。輸料管道20A、 20B、 20C和20D都停止向反應(yīng)裝置2進料，反應(yīng)裝置 2停止運行，對其中輸料管道20A上的固體質(zhì)量流量計17進行標定。其中， 輸送原料為煤粉，載氣為氮氣。
其步驟包括-.
(1) 從輸料管道20A上取標定物料；
(2) 由管道壓力檢測裝置Pl監(jiān)測壓力，通過該壓力調(diào)節(jié)裝置5調(diào)節(jié)第二 管道19的壓力為2MPa;輸料管道20A的取料點的壓力為3MPa;反應(yīng)裝置 2運行時的壓力為2MPa;
(3) 然后標定物料通過壓力調(diào)節(jié)裝置5、第一管道18及阻力部件12，進 入稱重裝置ll，實時讀取稱重罐內(nèi)所取物料的質(zhì)量；(4) 根據(jù)稱重數(shù)據(jù)，對所標定的固體質(zhì)量流量計17進行校正。
(5) 開啟標定裝置出口閥4，將所取標定物料返回進料系統(tǒng)3。 實施例6固體質(zhì)量流量計的標定方法
使用如實施例2中所述的干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)，用于粉煤加壓氣流輸 送。輸料管道20A、 20B、 20C和20D都停止向反應(yīng)裝置2進料，反應(yīng)裝置 2停止運行，對其中輸料管道20A上的固體質(zhì)量流量計17進行標定。其中， 輸送原料為煤粉，載氣為氮氣。
其步驟包括
(1) 從輸料管道20A上取標定物料；
(2) 由管道壓力檢測裝置Pl監(jiān)測壓力，通過該壓力調(diào)節(jié)裝置5調(diào)節(jié)第二 管道19的壓力為常壓lMPa;輸料管道20A的取料點的壓力為3MPa;反應(yīng) 裝置2運行時的壓力為2MPa;
(3) 然后標定物料通過壓力調(diào)節(jié)裝置5、第一管道18及阻力部件12，進 入稱重裝置ll，實時讀取稱重罐內(nèi)所取物料的質(zhì)量；
(4) 根據(jù)稱重數(shù)據(jù)，對所標定的固體質(zhì)量流量計17進行校正。校正后的 固體質(zhì)量流量計的測量結(jié)果與實施例5校正后的固體質(zhì)量流量計的測量結(jié)果 偏差為±5%。
(5) 開啟標定裝置出口閥4，將所取標定物料返回進料系統(tǒng)3。
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權(quán)利要求
1、一種固體質(zhì)量流量計標定裝置，其特征在于其包括一專用于稱量標定物料的稱重裝置，一阻力部件及一第一管道和一第二管道；該第一管道設(shè)于該稱重裝置的入口與該阻力部件的出口之間；該第二管道與該阻力部件的入口相連，該第二管道上還設(shè)有一壓力調(diào)節(jié)裝置。
2、 如權(quán)利要求1所述的固體質(zhì)量流量計標定裝置，其特征在于該稱 重裝置的體積為所標定的固體質(zhì)量流量計最大質(zhì)量流率下1小時的物料自然 堆積體積的0.2-4倍。
3、 如權(quán)利要求2所述的固體質(zhì)量流量計標定裝置，其特征在于該稱 重裝置的體積為所標定的固體質(zhì)量流量計最大質(zhì)量流率下1小時的物料自然 堆積體積的0.4-2倍。
4、 如權(quán)利要求2所述的固體質(zhì)量流量計標定裝置，其特征在于該稱 重裝置為一稱重罐，該稱重罐還包括一過濾裝置；該稱重罐包含一稱重罐入 口、 一稱重罐氣體出口及一稱重罐固體物料出口，該過濾裝置與該稱重罐的 氣體出口相連接。
5、 如權(quán)利要求1所述的固體質(zhì)量流量計標定裝置，其特征在于該阻 力部件的入口與出口間的壓降為0 5MPa。
6、 如權(quán)利要求1所述的固體質(zhì)量流量計標定裝置，其特征在于該阻 力部件為孔板、變徑管、節(jié)流閥中的任意一種。
7、 如權(quán)利要求1所述的固體質(zhì)量流量計標定裝置，其特征在于該壓力調(diào)節(jié)裝置至少包括通過該第二管道彼此相連通的一管道補氣裝置和一壓 力監(jiān)測裝置，其中，該管道補氣裝置還連接一氣體流量調(diào)節(jié)裝置。
8、 一種干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)，其包括一進料系統(tǒng)和一反應(yīng)裝置，其特征在于其還包括一如權(quán)利要求1~7中任一項所述的固體質(zhì)量流量計標定裝置，及一路或多路輸料管道，各輸料管道均連接一轉(zhuǎn)換裝置；其中，該進 料系統(tǒng)通過該輸料管道及與其相應(yīng)連接的轉(zhuǎn)換裝置，分別與該反應(yīng)裝置和該固體質(zhì)量流量計標定裝置相連接，該固體質(zhì)量流量計標定裝置的稱重裝置的 出口通過一控制閥與該進料系統(tǒng)的入口相連接，各輸料管道均連接有至少一 固體質(zhì)量流量計。
9、 如權(quán)利要求8所述的干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)，其特征在于該轉(zhuǎn)換 裝置為一三通閥，該三通閥具有一入口、 一第一出口和一第二出口，其中， 該三通閥的入口通過與之相應(yīng)連接的輸料管道與該進料系統(tǒng)的出口相連接， 該三通閥的第一 出口與該固體質(zhì)量流量計標定裝置的第二管道入口相連接， 該三通閥的第二出口與該反應(yīng)裝置相連接，該輸料管道上還連接一載氣輸入 裝置。
10、 如權(quán)利要求8所述的干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)，其特征在于該進料 系統(tǒng)包括依次通過一管道和一閥門順序連接的一常壓儲倉、 一間歇下料裝置 和一發(fā)料罐，其中，該常壓儲倉的入口為該進料系統(tǒng)的入口，該發(fā)料罐的出 口為該進料系統(tǒng)的出口。
11、 如權(quán)利要求10所述的干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)，其特征在于該間 歇下料裝置為一鎖斗系統(tǒng)或一高壓旋轉(zhuǎn)給料器。
12、 如權(quán)利要求10所述的干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)，其特征在于該常 壓儲倉、該間歇下料裝置和該發(fā)料罐上均裝有一載氣輸入裝置。
13、 一種固體質(zhì)量流量計的標定方法，其特征在于其包括如下步驟從 連接進料系統(tǒng)與反應(yīng)裝置的輸料管道中的任一個上取標定物料，另采用一專 用于稱量標定物料的稱重裝置對所取標定物料進行稱重，根據(jù)稱重數(shù)據(jù)，對 該輸料管道上所標定的固體質(zhì)量流量計進行校正。
14、 如權(quán)利要求13所述的標定方法，其特征在于所述的輸料管道的 個數(shù)為多個，標定時，除所取標定物料的輸料管道不向反應(yīng)裝置供料外，其 它輸料管道繼續(xù)保持向反應(yīng)裝置供料，同時采用如權(quán)利要求1所述的標定裝 置按下述操作進行標定通過該第二管道取標定物料，之后通過該壓力調(diào)節(jié) 裝置調(diào)節(jié)該第二管道的壓力等于反應(yīng)裝置運行壓力，標定物料通過該阻力部件降壓后，由第一管道輸入常壓的該稱重裝置進行稱重。
15、 如權(quán)利要求13所述的標定方法，其特征在于標定時，所述的輸 料管道均不向反應(yīng)裝置供料，同時采用如權(quán)利要求1所述的標定裝置按下述 操作進行標定通過該第二管道取標定物料，之后通過該壓力調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié) 該第二管道的壓力滿足固體質(zhì)量流量計標定時所需的壓力；標定物料通過該 阻力部件降壓后，由第一管道輸入常壓的該稱重裝置進行稱重；所述的該第 二管道的壓力滿足流量計標定所需的壓力是指，在該所需的壓力下對固體質(zhì) 量流量計標定完成后的測量結(jié)果，與在反應(yīng)裝置運行的壓力下對固體質(zhì)量流 量計標定完成后的測量結(jié)果相比，測量偏差在± 5 %范圍內(nèi)。
16、 如權(quán)利要求14或15所述的標定方法，其特征在于所述的取標定 物料前，通過轉(zhuǎn)換一連接輸料管道、反應(yīng)裝置的入口和標定裝置中第二管道 的入口的轉(zhuǎn)換裝置，使輸料管道由與反應(yīng)裝置相連通轉(zhuǎn)換至與該第二管道相 連通，從而進行后續(xù)的取標定物料。
17、 如權(quán)利要求14或15所述的標定方法，其特征在于所述的取標定 物料之后，通過該壓力調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)第二管道的壓力大于或等于反應(yīng)裝置的 壓力，轉(zhuǎn)換該轉(zhuǎn)換裝置，使輸料管道由與該第二管道相連通轉(zhuǎn)換至與反應(yīng)裝 置相連通，并向第二管道中輸入載氣進行吹掃。
18、 如權(quán)利要求13所述的標定方法，其特征在于所述的輸料管道的 取料點的壓力為l-6MPa;所述的第二管道的壓力為常壓至5MPa。
19、 如權(quán)利要求13所述的標定方法，其特征在于在所述的稱重步驟 后，將所取標定物料返回進料系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種固體質(zhì)量流量計標定裝置，其特征在于其包括一專用于稱量標定物料的稱重裝置，一阻力部件及一第一管道和一第二管道；該第一管道設(shè)于該稱重裝置的入口與該阻力部件的出口之間；該第二管道與該阻力部件的入口相連，該第二管道上還設(shè)有一壓力調(diào)節(jié)裝置?？蓪崿F(xiàn)在線、準確標定，顯著提高固體質(zhì)量流量計的標定精度，能滿足化工、發(fā)電、冶金等行業(yè)對固體質(zhì)量流量計的標定的運行要求。本發(fā)明還提供了一種干法進料和反應(yīng)的系統(tǒng)以及一種固體質(zhì)量流量計的標定方法。
文檔編號B65G53/34GK101545801SQ20091005083
公開日2009年9月30日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者于廣鎖, 代正華, 劉海峰, 周志杰, 李偉鋒, 梁欽鋒, 王亦飛, 王興軍, 王輔臣, 許建良, 郭慶華, 郭曉鐳, 陳雪莉, 欣 龔 申請人:華東理工大學