水煤漿是由60%～70%具有一定粒度級配的煤粉和 30%～40%的水及一定量添加劑組成的混合物[5]。由于分散劑和穩(wěn)定劑等添加劑的作用，使水煤漿成為一種具有較好流動性和穩(wěn)定性的均勻的液固兩相流，屬于非牛頓流體中的賓漢塑性流體[1][4]，俗稱漿液。 由于受參比流動條件（充分發(fā)展的速度分布、牛頓流體、均勻單相流體、穩(wěn)定流等[2]）的限制，絕大多數(shù)推理式流量計(jì)[2]都不適于這種流體的流量測量。
應(yīng)當(dāng)特別指出的是，由于不同漿液的流變學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和脈動流情況的不同，對電磁流量傳感器的材料、結(jié)構(gòu)和對電磁流量轉(zhuǎn)換的信號處理能力的要求也不盡相同。如果選型或使用不當(dāng)就會出現(xiàn)各種問題。
１電磁流量計(jì)（以下有時簡稱“儀表”）在水煤漿流量測量中的常見問題、產(chǎn)生原因和解決方法。
電磁流量計(jì)在水煤漿的流量測量中，最常見的問題是儀表的流量顯示不穩(wěn)定，其主要原因是：
１.１隔膜泵產(chǎn)生的脈動流及解決方法
水煤漿向氣化爐輸送時的重要要求是流量的適度和穩(wěn)定，以保證水煤漿的氣化率。例如，根據(jù)“德士古”氣化爐的工藝要求，水煤漿在噴嘴處的壓力需達(dá)到 6～9.6 MPa 以后甚至更高。所以，目前水煤漿都是用隔膜泵，通過活塞的沖程加壓進(jìn)行輸送，只要使用活塞隔膜泵，打出的流體就必然會產(chǎn)生脈動，即使在滿負(fù)荷高頻率運(yùn)行的情況下，加壓打出的流體的脈動波動量也相當(dāng)大，一般在 6%～15%。可以根據(jù)具體管線條件，用以下方法（單用或混用）滿足氣化爐對水煤漿流量及速度分布的要求。
（1）方法是保證儀表上游必要的管段長度，在考慮按照電磁流量計(jì)的具體安裝要求選擇安裝位置。
（2）在工藝管道的適當(dāng)部位擴(kuò)徑后加適用的流動調(diào)整器，可減少上述直管段長度至，但會產(chǎn)生一定的壓力損失。
（3）用多隔膜（目前最多為三腔）活塞泵替代單腔活塞泵，以增加脈動頻率，減小脈動幅度。但是，若多隔膜活塞泵中的某一個工作腔出現(xiàn)故障，就會加大流體的脈動量，而且每一個工作腔的工作狀態(tài)不能在中央控制室進(jìn)行監(jiān)控，只能反映在儀表的瞬時流量顯示及輸出信號的波動上，要及時檢查泵的工作情況，發(fā)現(xiàn)異議后應(yīng)及時排除。
另外，在水煤漿制備及普通燃燒鍋爐的加壓輸送環(huán)節(jié)采用的是“螺桿泵”，它在不同轉(zhuǎn)速下所產(chǎn)生的脈動流的波動量很小，一般不會影響儀表對流量的測量和控制。
１.２極化現(xiàn)象的干擾及電磁流量計(jì)的選用
在水煤漿等液固兩相流的流量測量中，當(dāng)固體顆粒和纖維擦過電極表面時，與電極表面的接觸電化學(xué)電勢（即極化電壓）突然變化，造成從傳感器輸出的電極檢測信號出現(xiàn)尖脈沖狀的漿液噪聲干擾，造成流量顯示和輸出信號的波動，波動量的大小與傳感器的勵磁電流頻率成1/f 的頻譜特性關(guān)系。而金屬顆粒對電極的摩擦?xí)a(chǎn)生嚴(yán)重的瞬間尖脈沖干擾。
１.３水煤漿中摻雜金屬物質(zhì)及鐵磁性物質(zhì)產(chǎn)生的干擾和解決方法
1.3.1 金屬物質(zhì)的來源
（1）原煤本身含有金屬物質(zhì)成分；
（2）開采過程：在煤炭的開采過程中難免與采掘設(shè)備摩擦、碰撞摻入各種金屬殘屑；
（3）制漿過程：原煤通過輸送帶送至棒磨機(jī)或球磨機(jī)與造紙廢液、甲醇廢液等添加劑混合進(jìn)行研磨，制成煤粉含量為60%～70%、密度為 1250～1286 kg/m3、動力粘度為 700～3000cP 的水煤漿。在水煤漿的磨制過程中，也會摻入與球磨機(jī)墨棒碰撞磨落的金屬顆粒；
（4）內(nèi)管壁氧化：水煤漿向氣化爐（或燃燒爐）的輸送管道一般采用 20 號鋼，在停機(jī)期間，內(nèi)管壁會產(chǎn)生氧化層 - 鐵銹，當(dāng)再次開機(jī)時，由于水煤漿對管道內(nèi)壁的摩擦作用使氧化層磨落為氧化鐵屑混入水煤漿中。
（5）其它原因。水煤漿中摻雜的這些金屬顆粒不但會產(chǎn)生上述嚴(yán)重的瞬間尖脈沖干擾，還會造成活塞泵及其它設(shè)備的磨損。更為嚴(yán)重的是，其中的鐵磁性物質(zhì)會對儀表產(chǎn)生更加嚴(yán)重的干擾。
1.3.2 鐵磁性物質(zhì)產(chǎn)生的干擾
電磁流量計(jì)工作時，傳感器測量管內(nèi)產(chǎn)生的磁場會使金屬顆粒中的鐵磁性物質(zhì)磁化，單獨(dú)或與污垢及其它金屬成分混合貼附在傳感器電極及周圍的襯里上，影響電磁流量計(jì)工作磁場的穩(wěn)定。金屬成分會使兩電極間的絕緣電阻發(fā)生變化，絕緣電阻減小則信號減弱；若金屬物質(zhì)導(dǎo)通兩個電極就會產(chǎn)生短路而沒有信號；當(dāng)吸附在電極和襯里上的鐵磁性物質(zhì)被流體沖刷脫落時，又會使極化電壓突然減少，造成儀表顯示的突然波動；若鐵磁性物質(zhì)及其它金屬物質(zhì)摻雜在流體中，則會使磁場增強(qiáng)信號增大。
1.3.3 解決方法
（1）最好在水煤漿制做的末道工序進(jìn)行磁過濾；
（2）最好采用不銹鋼輸送管道；
（3）根據(jù)具體情況定期或不定期的對電磁流量傳感器進(jìn)行檢查清理；
（4）選用適合的原煤或水煤漿。
１.４絕緣性沉積結(jié)垢對測量的影響及解決方法
若絕緣性沉積結(jié)垢覆蓋電極表面，則測量信號會被斷路。可根據(jù)具體情況定期或不定期的對電極表面進(jìn)行檢查清理。
１.５氣泡對測量的影響及解決方法
水煤漿中若含有氣泡會對測量造成影響，嚴(yán)重的還會造成空管報警，促使4～20mA 信號回零。
長期實(shí)用表明，E- Mag 漿液型電磁流量計(jì)具有解決這一問題的明顯優(yōu)勢，它具有以下特點(diǎn)：
（1）E- Mag 漿液型電磁流量計(jì)的 SMART（智能）轉(zhuǎn)換器采用專有的漿液型E- MagMaster 電磁流量計(jì)校驗(yàn)設(shè)置數(shù)據(jù)軟件；采用新穎的勵磁方式，功耗低，零點(diǎn)穩(wěn)定，精度高，反應(yīng)速度快；具有自檢和自診斷功能；流量范圍可達(dá) 1500：1；采用 SMT（表面安裝）技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)。
（2）新穎的勵磁方式：高頻勵磁具有很強(qiáng)的抑制“漿液噪聲”的能力，低頻勵磁又有零點(diǎn)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因此，E- Mag漿液型電磁流量計(jì)能夠有效地解決在測量水煤漿等導(dǎo)電性液固兩相流中造成的瞬時流量顯示及輸出信號波動的問題。
（3）檢測電極采用不銹鋼涂覆碳化鎢。該材質(zhì)即耐磨又能解決“電化學(xué)干擾噪聲”造成的流量信號波動問題。對于工作壓力小于4 MPa 的電極結(jié)構(gòu)采用內(nèi)插式，對于工作壓力大于 4MPa 的電極結(jié)構(gòu)采用外插式。
（4）襯里采用耐磨的聚氨脂材料并經(jīng)過特殊工藝處理成型。
（5）采用進(jìn)/出口保護(hù)法蘭：流量計(jì)本體法蘭和工藝管道法蘭安裝夾緊后，水煤漿對聚氨脂襯里在流量計(jì)本體法蘭外密封面上“翻邊拐角”處的變形部分產(chǎn)生磨損，10～20天聚氨
脂襯里將逐步撕裂脫落造成傳感器報廢。而采用在流量計(jì)本體法蘭內(nèi)安裝特殊結(jié)構(gòu)的進(jìn)/出口保護(hù)法蘭的方法就能完全解決這一問題。
（6）傳感器內(nèi)壁采取燕尾槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以避免氣化爐停車后形成的負(fù)壓造成襯里鼓泡甚至撕裂。
（7）傳感器經(jīng)多次打壓檢查電極絕緣強(qiáng)度。
（8）根據(jù)氣化爐的工藝特點(diǎn)采取三臺電磁流量計(jì)配組串聯(lián)校驗(yàn)。以保證其精度的一致性。
需要說明的是，流量是否穩(wěn)定是由儀表顯示的，儀表顯示的流量不穩(wěn)定除上述原因外，時間常數(shù)的設(shè)定只是一個非實(shí)質(zhì)性原因。電磁流量計(jì)的時間常數(shù)可在 1~100 秒的范圍內(nèi)分段設(shè)定，時間常數(shù)設(shè)定的越短，儀表對流體的脈動就越敏感，只要流體的脈動量能夠滿足氣化爐工藝條件的要求，就可以把儀表的時間常數(shù)設(shè)定在適當(dāng)范圍，消除或減少脈動顯示，以便進(jìn)行脈動變化的監(jiān)測。
以上內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系即刪除!
