SU1702184A1

SU1702184A1 - Способ измерени массового расхода твердого материала, транспортируемого потоком газообразной среды

Info

Publication number: SU1702184A1
Application number: SU827772544A
Authority: SU
Inventors: Бейерман Норберт; Шеллер Манфред; Кретшмер Хорст; Ноак Йюрген; Блашке Клаус-Дитер; Хейнц Лотар; Гелер Петер; Швейгель Ханс-Йоахим; Дейкке Ханс-Хейнрих; Рудольф Клаус-Петер; Флаховски Йоханнес
Original assignee: Бренстоффинститут Фрейберг
Priority date: 1981-09-22
Filing date: 1982-07-07
Publication date: 1991-12-30
Also published as: GB2106645A; US4483199A; GB2106645B; JPH0249447B2; JPS5866818A; FR2513374A1; CS247119B1; FR2513374B1; DE3223915A1; YU209082A; HU194395B; DD207122A3

Abstract

Изобретение касаетс способа измерени количественного потока твердого вещества при подаче его в газовом потоке по трубопроводам, в частности при транспортировке в аэрозольном потоке,под высоким давлением. Цель изобретени - расширение диапазона измерений за счет обеспече- ни измерени смесей с высокой концентрацией твердого вещества. Пылевидное топливо подаетс через шлюз 1 в дозирующий резервуар 2, в нижней части которого пыль посреством вдувани газа- носител псевдоожижаетс и течет по трубопроводу 3 к горелке 4 реактора 5 газификации. Поток твердого материала регулируетс посредством подаваемого в дозирующий резервуар через регулирующий клапан 7 потока газа-носител . Через инжекторную точку 8 через трубопровод 9 и мембрану 10 посто нно нагнетаетс небольшой дополнительный поток, который импульсно увеличиваетс , снижа концентрацию пылевидного топлива в смеси. Области с измененной концентрацией детектируютс в двух приемных точках 13 и 15. Далее полученный сигнал обрабатываетс в ЭВМ. Продолжительность импульсного изменени концентрации составл ет 0,1- 0,5 с, концентраци снижаетс на 10-40%. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. Ъ VJ О ю 00 4

Description

Изобретение относитс к способу измерени количественного потока твердого вещества при подаче его в газовом потоке по трубопроводам, в частности при транспортировке в аэрозольном потоке и при повышенном давлении, например при подаче пылевидных топлив в работающие с высоким давлением генераторы газификации.

Известен способ измерени скорости потока материала, взвешенного в несущей среде, согласно которому в двух сечени х трубопровода, разнесенных на известное рассто ние, преобразуют в электрические сигналы случайные флуктуации потока, например , в виде пониженной концентрации и определ ют скорость потока коррел ционным способом (патент ФРГ № 1798182, кл.С01 F 1/74, 1977).

Недостатком известного способа вл етс узкий диапазон измерени .

Цель изобретени - расширение диапазона измерений за счет обеспечени измерени смесей с высокой концентрацией твердого вещества.

Сущность способа заключаетс в том. что в одном месте транспортирующего суспензию твердого материала с газом-носитз- лем трубопровода импульсно измен етс концентраци твердого материала.в проте- каемой мимо этого места суспензии. При этом продолжительность импульсного изменени концентрации твердого материала составл ет менее 1 с, преимущественно от 0,1 до 0,5 с, а концентраци твердого материала в течение этого импульса снижаетс по сравнению с ее нормальным значением на 10-40%. В направлении потока от данного места, по крайней мере, в двух расположенных на определенном рассто нии друг от друга измерительных точках в трубопроводе известными методами посто нно измер етс концентраци Cs твердого материала в суспензии твердого материала с газом (масса твердого материала относительно всего объема суспензии)или величи- на, котора соответствует этой концентрации или котора находитс в функциональной св зи с ней, и определ етс разница между моментами изменени концентрации твердого материала последовательно в указанных измерительных точках,

Импульсное изменение концентрации твердого материала достигаетс путем импульсной инжекции дополнительного количества газа в трубопровод. В зависимости от обусловленного внешними услови ми геометрического расположени инжекцион- ных точек, а также от свойств транспортируемой среды может возникнуть опасность забивани инжекционных отверстий в трубопроводе за определенный промежуток времени. Дл предотвращени этой опасности можно в инжекционной точке подавать сравнительно малый поток газа,

который импульсно увеличиваетс до максимального значени и после этого снова уменьшаетс до исходной величины.

Необходима дл изменени указанна выше степень снижени концентрации

0 твердого материала достигаетс путем соответствующей дозировки нагнетаемого потока газа. Импульсное изменение концентрации твердого материала может быть достигнуто путем кратковременного

5 дросселировани потока твердого материала в трубопроводе. Дл достижени посто нного измерени количественного потока твердого материала можно периодически осуществл ть импульсное изменение кон0 центрации твердого материала.промежутки между импульсами составл ют 4-30 с. При этом повторное импульсное изменение концентрации твердого материала осуществл етс после прохождени предшествую5 щим импульсом обеих измерительных точек в направлении потока.

На чертеже приведена блок-схема устройства , осуществл ющего способ.

Пример 1. Пылевидное топливо

0 подаетс через шлюз 1 в наход щийс под давлением 3 МПа дозирующий резервуар 2. В нижней части дозирующего резервура пыль посредством вдувани газа-носител псевдоожижаетс и течет как плотна сус5 пензи пыли с газом-носителем по трубопроводу 3 к горелке 4 реактора газификации 5. В реакторе пылевидное топливо преобразуетс с помощью подаваемой через трубопровод газификации 6 свободной от

0 кислорода смеси под давлением ,8 МПа. Массовый поток твердого материала регулируетс посредством подваемого в дозирующий резервуар через регулирующий клапан 7 потока газа-носител . Концентрэ5 ци твердого материала поступающей через трубопровод 3 суспензии твердого материала с газом находитс в пределах 300 500 кг твердого материала на 1м объема суспензии (сумма объемов газа и твердого ма0 териала).

Через инжекторную точку 8 через трубопровод 9 и дросселирующую мембрану 10 посто нно нагнетаетс , небольшой дополнительный поток газа-носител втрубопро5 вод 3, который почти не вли ет на концентрацию твердого материала суспензии . Посредством кратковременного открыти магнитного клапана 11 введенный в точке 8 дополнительный поток газа-носител импульсного увеличиваетс так, что конценграци твердого материала протекающей во врем этой инжекции у точки 8 трубопровода суспензии заметно уменьшаетс . В направлении течени от точки инжекции 8 расположены на рассто нии L 6 м одна от другой две измерительные точки дл регистрации концентрации твердого материала в суспензии. Точки замера работают по принципу трансмиссионного измерени - излучени и состо т соответственно из источника излучени 12 или 14 и детектора излучени 13 или 15. Детекторы соединены с измерительными приборами излучени 16 и 17, которые соответственно выдают аналоговый сигнал (плотность излучаемых им- п/льсов или скорость счета), а также через равномерные промежутки времени и цифровой сигнал.

Вызванное в инжекционном месте 8 импульсное снижение концентрации твердого материала продвигаетс в процессе транспортировки суспензии по трубопроводу 3 и про вл етс сначала у состо щей из источника излучени 12 и детектора 13 точки замера . Это выражаетс в том, что прин та измерительным прибором излучени 16 скорость счета импульсно возрастает и снова падает до нормальной величины или до нормального предела колебани скорости счета. Измерительный прибор 16 выдает пропорциональный скорости счета аналоговый сигнал, который включает измерительный прибор времени 13 при превышении заданного предела уровн сверх нормального предела колебани . Соответственно останавливаетс прибор измерени времени , если детектором 15 и измерительным прибором излучени 17 обнаруживаетс прохождение нарушени концентрации твердого материала и передаетс на прибор измерени времени 18.

Выдаваемые измерительными приборами излучени 16 и 17 через регул рные промежутки времени, в данном примере каждые 0,5 с, цифровые сигналы (т.е. количество прин тых за данный промежуток времени импульсов излучени ) подаютс в микроЭВМ 19, котора усредн ет вход щие одновременно сигналы обеих точек замера и после этого объедин ет определенные за только что прошедший период времени, в данном примере 10 с, местные средние показатели в одну временную среднюю величину . С учетом эталонных функций, в которые вход т наравне с геометрическим расположением источников излучени и детектора также и вид излучающего источника , скорости счета Z0 при пустой трубе и определ емого отдельно, в особенности зависимого от состава и доли золы пылевидного топлива, коэффициента ослаблени массы пыли, а также с исключением доли плотности газа-носител из результата трансмиссионного измерени микроЭВМ 19 определ ет также среднюю концентрацию твердого материала Cs соответственно уравнению

10

Fs L-A

Si

гдедЬ врем ; Fs - массовый поток твердого материала, кг/с; А - площадь поперечного сечени трубопровода 3; L - рассто ние

5 между обеими точками замера.

Упом нутое исключение доли плотности газа-носител необходимо при высоких рабочих давлени х, так как радиометрическое трансмиссионное измерение дает пер0 вично плотность суспензии I, т.е. соотношение массы твердого материала плюс газ - носитель и общего обьема суспензии . С введенной дополнительно в микроЭВМ определенной в режиме off-line

5 чистой плотностью твердого материала PS и плотностью газа-носител в стандартных услови х (/3;)„ действительно уравнение г fi PN TG - ( )N PG TN s PS-- PNTG -(/xONPcTN P

0 причем показатели состо ни газа PG и TG могут быть поданы в микроЭВМ выборочно или (не показано) прин ты специальными датчиками измерительных показателей на трубопроводе. Величины исходного состо 5 ни PN и TN вл ютс заданными величинами . Высчитанный таким образом массовый поток FS используетс с помощью регулировочного устройства 21, действующего на регулировочный клапан 7 в трубопроводе

газа-носител , дл управлени подаваемым в реактор 5 потоком пылевидного топлива. Кроме того, массовый поток контролируетс печатающим устройством 20. По окончании измерительного и вычислительного цикла

$ микроЭВМ 19 вызывает новую инжекцию газа через магнитный клапан 11. При диаметре трубопровода 3 в 50 мм транспортируютс 15 т/ч буроугольной пыли. Количество газа-носител составл ет в мес® те инжекции 8 относительно рабочего состо- ни (3,0 МПа, 20°С) 27.5 м3/ч соответственно 770 м /ч в норм, состо нии. Через дросселирующую мембрану 10 посто нно подаетс газовый поток в 0,25 м3/ч,

соответственно 7 м /ч в норм, состо нии дл продувки инжекционного устройства. Посредством открыти магнитного клапана 11 импульсно на прот жении 0,6 с в трубопровод подаютс дополнительно 7,3 м /ч (200 м /ч в норм, состо нии). Посредством этой инжекции снижаетс концентраци

твердого материала Cs суспензии угольной пыли с газом-носителем с 400 кг/м3 до 328 кг/м3 объема суспензии, т.е. на 1,8%. Примерно через 1 с после начала инжекции увеличиваетс прин та , измерительным прибором излучени 16 скорость счета на 6%. По истечении дальнейших t 1,13 с про вл етс такое же повышение скорости счета на измерительном приборе излучени 17. Дл вычислени массового потока твердого материала используетс средн величина концентрации твердого материала обеих точек замера за 8 с. Массовый поток твердого материала печатаетс каждые 10с,

Контрольные опыты взвешивани поданной пыли показали допуски измерений дл массового потока пыли в ±5%.

Сравнительные измерени дл определени скорости твердого материала или времени прохождени твердого материала с помощью отдельных радиоактивно маркированных частиц в качестве Тсасег в потоке твердого материала показали относительно скорости совпадение с результатами примера осуществлени с допуском меньше ±2%. Более высока погрешность измерени массового потока складываетс из погрешностей при определении концентрации твердого материала Cs.

Пример 2.„

В устройстве, описанном в примере 1, перед коническим вводом 22 встроенного в дозирующий резервуар 2 трубопровода 3 расположен установочный и блокирующий клапан 23. Блокировочный элемент перестанавливаетс посредством пневматического привода 24 по оси. Рычаги 25 проход т герметично через дно дозирующего резервуара и расположенное в нижней части дозирующего резервуара 2 дно притока 26. Частичный поток газа-носител отдел етс после регулировочного клапана 7 и 1 подаетс к установочному и блокировочному клапану. Этот частичный поток входит в начале установочного клапана в трубопровод . С помощью пневматического привода проходное сечение установочного клапана так измен етс , что свободное кольцеобразное поперечное сечение между коническим вводом 22 и конической верхушкой установочного клапана импульсно уменьшаетс до 50% от нормального положени .

Таким образом концентраци твердого материала попадающей в трубопровод концентрации снижаетс приблизительно на 25%. Процесс измерени и обработки данных соответствует примеру 1. Увеличение

скорости счета при прохождении суспензии уменьшенной концентрации твердого материала составл ет приблизительно 8%.

В противоположность примеру 1 отпадает необходимость устройств дл инжекции дополнительного газа, т.е. позиции 8-11. В отличие от примера 1 кратковременное импульсное дросселирование ввода твердого материала периодически вызываетс отдельным датчиком времени 27, причем эти периоды длиннее, чем необходимое дл измерени и обработки данных одного измерительного цикла врем .

Claims

1. Способ измерени массового расхода

твердого материала, транспортируемого по- током газообразной среды, заключающийс в снижении концентрации твердого материала в потоке, измерении параметров потока в двух его сечени х и вычислении расхода,

отличающийс тем, что, с целью расширени диапазона измерений, снижение концентрации осуществл ют импульсно в течение 0.1-0,5 с на 10-40% от ее первоначального значени , измер ют врем прохождени импульса пониженной концентрации в потоке между сечени ми, наход щимис на определенном рассто нии друг от друга, переднее значение концентрации твердого материала.

2. Способ поп. 1,отличающийс тем,

что изменение концентрации твердого материала осуществл ют краковременным дросселированием потока твердого материала.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ ии с тем, что повторное снижение концентрации производ т после прохождени импульсом пониженной концентрации второго сечени измерени интервала времени.