Способ измерения массового расхода твердого материала, транспортируемого потоком газообразной среды

 

Изобретение касается способа измерения количественного потока твердого вещества при подаче его в газовом потоке по трубопроводам, в частности при транспортировке в аэрозольном потоке,под высоким давлением. Цель изобретения - расширение диапазона измерений за счет обеспечения измерения смесей с высокой концентрацией твердого вещества. Пылевидное топливо подается через шлюз 1 в дозирующий резервуар 2, в нижней части которого пыль посреством вдувания газаносителя псевдоожижается и течет по трубопроводу 3 к горелке 4 реактора 5 газификации. Поток твердого материала регулируется посредством подаваемого в дозирующий резервуар через регулирующий клапан 7 потока газа-носителя. Через инжекторную точку 8 через трубопровод 9 и мембрану 10 постоянно нагнетается небольшой дополнительный поток, который импульсно увеличивается, снижая концентрацию пылевидного топлива в смеси. Области с измененной концентрацией детектируются в двух приемных точках 13 и 15. Далее полученный сигнал обрабатывается в ЭВМ. Продолжительность импульсного изменения концентрации составляет 0,1- 0,5 с, концентрация снижается на 10-40%. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. Ъ VJ О ю 00 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s G 01 F 1/74

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (89) DD/207122 (48) 15,02,84 (21) 7772544/10 (22) 07.07.82 (31) WP G 01 F/233471 (32) 22.09.81 (33) DD (46) 30.12.91, Бюл, М 48 (71) Бренстоффинститут Фрейберг (DD) (72) Норберт Бейерман, Манфред Шеллер, Хорст Кретшмер, Йюрген Ноак, Клаус-Дитер Блашке, Лотар Хейнц, Петер Гелер.

Ханс-Йоахим Швейгель, Ханс-Хейнрих Дейкке, Клаус-Петер, Рудолф и Йоханнес Флаховски (00) (53) 681. 121(088.8) (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОГО

РАСХОДА ТВЕРДОГО МАТЕРИАЛА, ТРАНСПОРТИРУЕМОГО ПОТОКОМ ГАЗООБРАЗНОЙ СРЕДЫ (57) Изобретение касается способа измерения количественного потока твердого вещества при подаче его в газовом потоке по трубопроводам, в частности при транспортировке в аэрозольном потоке под высоким

„„SU „„1702184A1 давлением. Цель изобретения — расширение диапазона измерений за счет обеспечения измерения смесей с высокой концентрацией твердого вещества. Пылевидное топливо подается через шлюз 1 в дозирующий резервуар 2, в нижней части которого пыль посреством вдувания газаносителя псевдоожижается и течет по трубопроводу 3 к горелке 4 реактора 5 газификации, Поток твердого материала регулируется посредством подаваемого в дозирующий резервуар через регулирующий клапан 7 потока газа-носителя. Через инжекторную точку 8 через трубопровод 9 и мембрану 10 постоянно нагнетается небольшой дополнительный поток, который импульсно увеличивается, снижая концентрацию пылевидного топлива в смеси. Области с измененной концентрацией детектируются в двух приемных точках 13 и

15. Далее полученный сигнал обрабатывается в ЭВМ. Продолжительность импульсного изменения концентрации составляет 0,10,5 с, концентрация снижается на 10-40%.

2эп.флы,1ил.

1702184

Изобретение относится к способу измерения количественного потока твердого вещества при подаче его в газовом потоке по трубопроводам, в частности при транспортировке в аэрозольном потоке и при повышенном давлении, наприл1ер при подаче пылевидных топлив в работающие с высоким давлением генераторы газификации.

Известен способ измерения скорости потока материала, взвешенного в несущей среде, согласно которому в двух сечениях трубопровода, разнесенных на известное расстояние. преобразуют в электрические сигналы случайные флуктуации потока, например, в виде пониженной концентрации и определяют скорость потока корреляционным способом (патент ФРГ N 1798182, кл, G 01 F 1/74, 1977).

Недостатком известного способа является узкий диапазон измерения, Цель изобретения — расширение диапазона измерений за счет обеспечения измерения смесей с высокой концентрацией твердого вещества.

Сущность способа заключается в том, что в одном месте транспортирующего суспензию твердого материала с газом-носителем трубопровода импульсно изменяется кон цен тра ция твердого материала. в и роте- каемой мимо этого места суспензии, При этом продолжительность импульсного изменения концентрации твердого материала составляет менее 1 с, преимущественно от

0,1 до 0,5 с, а концентрация твердого материала в течение этого импульса снижается по сравнению с ее нормальным значением на 10 — 40 . В направлении потока от данного места, по крайней мере, в двух расположенных на определенном расстоянии друг от друга измерительных точках в трубопроводе известными методами постоянно измеряется концентрация Cs твердого материала в суспензии твердого материала с газом (масса твердого материала относительно всего объема суспенэии) или величина, которая соответствует этой концентрации или которая находится в функциональной связи с ней, и определяется разница между моментами изменения концентрации твердого материала последовательно в указанных измерительных точках, Импульсное изменение концентрации твердого материала достигается путем импульсной инжекции дополнительного количества газа в трубопровод. В зависимости от обусловленного внешними условиями геометрического расположения инжекционных точек, а также от свойств транспортируемой среды может возникнуть опасность забивания инжекционных отвер5

55 стий в трубопроводе за определенный промежуток времени. Для предотвращения этой опасности можно в инжекционной точке подавать сравнительно малый поток газа, который импульсно увеличив,жется до максимального значения и после этого снова уменьшается до исходной величины.

Необходимая для изменения указанная выше степень снижения концентрации твердого материала достигается путем соответствующей дозировки нагнетаемого потока газа. Импульсное изменение концентрации твердого материала может быть достигнуто путем кратковременного дросселирования потока твердого материала в трубопроводе. Для достижения постоянного измерения количественного потока твердого материала можно периодически осуществлять импульсное изменение концентрации твердого материала,промежутки между импульсами составляют 4-30 с.

При этом повторное импульсное изменение концентрации твердого материала осуществляется после прохождения предшествующим импульсом обеих измерительных точек в направлении потока.

На чертеже приведена блок-схема устройства, осуществляющего способ.

Пример 1. Пылевидное топливо подается через шлюз 1 в находящийся под давлением 3 МПа дозирующий резервуар 2.

B нижней части дозирующего резервура пыль посредством вдувания газа-носителя псевдоожижается и течет как плотная суспензия пыли с газом-носителем по трубопроводу 3 к горелке 4 реактора газификации

5. В реакторе пылевидное топливо преобразуется с помощью подаваемой через трубопровод газификации б свободной от кислорода смеси под давлением =2,8 МПа, Массовый поток твердого материала регулируется посредством подваемого в доэирующий резервуар через регулирующий клапан 7 потока газа-носителя. Концентрация твердого материала поступающей через трубопровод 3 суспензии твердого материала с газом находится в пределах 300--500 кг твердого материала на1м объема суспензии (сумма объемов газа и твердого материала).

Через инжекторную точку 8 через трубопровод 9 и дросселирующую мембрану 10 постоянно нагнетается небольшой дополнительный поток газа-носителя в трубопровод 3, который почти не влияет на концентрацию твердого материала суспенэии. Посредством кратковременного открытия магнитного клапана 11 введенный в точке 8 дополнительный поток газа-носителя импульсного увеличивается так, что кон цен1702184

Cs— ps

55 трация твердого материала протекающей во время этой инжекции у точки 8 трубопровода суспензии заметно уменьшается. В направлении течения от точки инжекции 8 расположены на расстоянии L= --6 м одна от другой две измерительные точки для регистрации концентрации твердого материала в суспензии. Точки замера работают по принципу трансмиссионного измерения— излучения и состоят соответственно иэ источника излучения 12 или 14 и детектора излучения 13 или 15. Детекторы соединены с измерительными приборами излучения 16 и 17, которые соответственно выдают аналоговый сигнал (плотность излучаемых импульсов или скорость счета). а также через равномерные промежутки времени и цифровой сигнал.

Вызванное в инжекционном месте 8 импульсное снижение концентрации твердого материала продвигается в процессе транспортировки суспенэии по трубопроводу 3 и проявляется сначала у состоящей из источника излучения 12 и детектора 13 точки замера. Это выражается в том, что принятая измерительным прибором излучения 16 скорость счета импульсно возрастает и снова падает до нормальной величины или до нормального предела колебания скорости счета, Измерительный прибор 16 выдает пропорциональный скорости счета аналоговый сигнал, который включает измерительный прибор времени 18 при превышении заданного предела уровня сверх нормального предела колебания. Соответственно останавливается прибор измерения времени, если детектором 15 и измерительным прибором излучения 17 обнаруживается прохождение нарушения концентрации твердого материала и передается на прибор измерения времени 18.

Выдаваемые измерительными приборами излучения 16 и 17 через регулярные промежутки времени, в данном примере каждые 0,5 с, цифровые сигналы (т.е, количество принятых за данный промежуток времени импульсов излучения) подаются в микроЭВМ 19, которая усредняет входящие одновременно сигналы обеих точек замера и после этого обьединяет определенные за только что прошедший период времени. в данном примере 10 с, местные средние показатели s одну временную среднюю величину. С учетом эталонных функций, в которые входят наравне с геометрическим расположением источников излучения и детектора также и вид излучающего источника, скорости счета Z< при пустой трубе и определяемого отдельно, в особенности зависимого от состава и доли золы пылевид5

50 ного топлива, коэффициента ослабления массы пыли, а также с исключением доли плотности газа-носителя иэ результата трансмиссионного измерения микроЭВМ

19 определяет также среднюю концентрацию твердого материала С> соответственно уравнению

Fs-LА -. ,C

Я

debt- время; Fs — массовый поток твердого материала, кг/с; А — площадь поперечного сечения трубопровода 3; L — расстояние между обеими точками замера.

Упомянутое исключение доли плотности газа-носителя необходимо при высоких рабочих давлениях, так как радиометрическое трансмиссионное измерение дает первично плотность суспензии I, т.е. соотношение массы твердого материала плюс гаэ — носитель и общего объема суспенэии. С введенной дополнительно в микроЭВМ определенной в режиме off-line чистой плотностью твердого материала р, и плотностью газа-носителя в стандартных условиях ()„действительно уравнение причем показатели состояния газа PG и Тг; могут быть поданы в микроЭВМ выборочно или (не показано) приняты специальными датчиками измерительных показателей на трубопроводе. Величины исходного состояния Pq u Tg являются заданными величинами. Высчитанный таким образом массовый поток Fs используется с помощью регулировочного устройства 21, действующего на регулировочный клапан 7 в трубопроводе газа-носителя, для управления подаваемым в реактор 5 потоком пылевидного топлива.

Кроме того, массовый поток контролируется 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 транспортируются 15 т/ч буроугольной пыли.

Количество газа-носителя составляет в месте инжекции 8 относительно рабочего состояния (3 О МПа, 20 С) 27 5 м /ч соответственно 770 м /ч в норм. состоянии, з

Через дросселирующую мембрану 10 постоянно подается газовый поток в 0,25 м /ч, соответственно 7 м /ч в норм, состоянии для продувки инжекционного устройства, Посредством открытия магнитного клапана

11 импульсно на протяжении 0,6 с в трубопровод подаются дополнительно 7,3 м /ч з (200 м /ч в норм, состоянии). Посредством этой инжекции снижается концентрация

1702184

Составитель В.Зыпь

Техред M. Ìîðãåíòaë

Редактор А.Долинич

Корректор М.Демчик

Заказ 4534 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский KQM611HBT IlaTBHT", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 твердого материала Cs суспензии угольной пыли с газом-носителем с 400 кгlм до 328 кг/м объема суспензии. т.е. на 187. Примерно через 1 с после начала инжекции увеличивается принятая, измерительным 5 прибором излучения 16 скорость счета на . 6 По истечечии дальнейших t - 1,13 с проявляется такое же повышение скорости счета на измерительном приборе излучения

17. Для вычисления массового потока твер- 10 дога материала используется средняя величина концентрации твердого материала обеих точек замера за 8 с. Массовый поток твердого материала печатается каждые 10 с, Контрольные опыты взвешивания по- 15 данной пыли показали допуски измерений для массового потока пыли в +5 .

Сравнительные измерения для определения скорости твердого материала или времени прохождения твердого материала с 20 помощью отдельных радиоактивно маркированных частиц в качестве Т асет в потоке твердого материала показали относительно скорости совпадение с результатами примера осуществления с допуском меньше +2 . 25

Более высокая погрешность измерения массового потока складывается из погрешностей при определении концентрации твердого материала Ся, Пример 2. 30

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 пере- 35 станавливается посредством пневматического привода 24 по оси. Рычаги 25 проходят герметично через дно доэирующего резервуара и расположенное в нижней части дозирующего резервуара 2 дно прито- 40 ка 26. Частичный поток газа-носителя отделяется после регулировочного клапана 7 и подается к установочному и блокировочному клапану. Этот частичный поток входит в начале установочного клапана в трубопро- 45 вод. С помощью пневматического привода проходное сечение установочного клапана так изменяется, что свободное кольцеобразное поперечное сечение между коническим вводом 22 и конической верхушкой установочного клапана импульсно уменьшается до 50 от нормального положения, Таким образом концентрация твердого материала попадающей в трубопровод vîíцентрации снижается приблизительно на

25, Процесс измерения и обработки данных соответствует примеру 1, Увеличение скорости счета при прохождении суспензии уменьшенной концентрации твердого материала составляет приблизительно 8 .

В противоположность примеру 1 отпадает необходимость устройств для инжекции дополнительного газа, т.е. позиции

8-11. В отличие от примера 1 кратковременное импульсное дросселирование ввода твердого материала периодически вызьiaaется отдельным датчиком времени 27, причем эти периоды длиннее, чем необходимое аля измерения и обработки данных одного измерительного цикла время.

Формула изобретения

1. Способ измерения массового расхода твердого материала, транспортируемого потоком газообразной среды, заключающийся в снижении концентрации твердого материала в потоке, измерении параметров потока в двух его сечениях и вычислении расхода, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, снижение концентрации осуществляют импульсно в течение 0,1 — 0,5 с на 10 — 40 Д от ее первоначального значения, измеряют время прохождения импульса пониженной концентрации в потоке между сечениями, находящимися на определенном расстоянии друг от друга, и среднее значение концентрации твердого материала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изменение концентрации твердого материала осуществляют краковременчым дросселированием потока твердого материала.

3, Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч à ю щ ий с я тем, что повторное снижение концентрации производят после прохождения импульсом пониженной концентрации втсрого сечения измерения интервала времени,

Способ измерения массового расхода твердого материала, транспортируемого потоком газообразной среды Способ измерения массового расхода твердого материала, транспортируемого потоком газообразной среды Способ измерения массового расхода твердого материала, транспортируемого потоком газообразной среды Способ измерения массового расхода твердого материала, транспортируемого потоком газообразной среды 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения количественного потока пылевидных и мелкозернистых твердых веществ, находящихся во взвеси в потоке газа

Изобретение относится к измерительной технике для гидравлических исследований , в частности для измерения концентрации воздуха в аэрированном потоке на гидротехнических сооружениях

Изобретение относится к расходоизмерительной технике парои газо-жидкостных смесей, может быть использовано в геотермальной энергетике, нефтегазовой, химической промышленности и направлено на повышение точности измерений смесей с высоким газосодержанием

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при исследованиях гидромеханики двухфазных потоков

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода в отраслях промышленности, использующих в технологических процессах газоили парожидкостные потоки

Изобретение относится к метеорологическому приборостроению, в частности к измерителям расхода твердой фазы, и предназначено для использования в качестве индикатора метелей и пыльных бурь

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения расхода

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода отдельных компонентов продукции скважин в нефтяной промышленности

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода твердых частиц, транспортируемых газовым потоком в энергетике, химии, металлургии и других отраслях промышленности

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, химической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода и объема оптически прозрачных жидкостей и газов в различных испытательных стендах и технологических установках

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, химической и других отраслях промышленности для измерения содержания компонентов многофазной среды

Изобретение относится к устройству для переноса аппаратуры, например расходомера, по трубопроводу и к способу применения этого устройства

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения содержания жидкой и газообразной фракций в нефтегазоводяных смесях
Наверх