在工業過程中,多相流是最重要的檢測和控制引數,尤其是多相流中某相的實時流速對於工業過程監測非常重要。 為了準確獲得多相流的流速,各相的速度和濃度是兩個重要的工藝引數。
對於粒子速度測量,近年來採用的主要方法有雷射都卜勒測速、高速影象分析、光纖粒子速度探頭測量法、碰撞動量法、等速取樣法等。
對於顆粒濃度測量,主要手段包括截面成像技術、光纖探頭濃度測量法、電容探頭測量技術、差壓法等。
上述測試方法可能對使用環境要求較高,或由於裝置的複雜性而難以應用於工業環境,例如,雷射都卜勒測速技術精度高,僅適用於極低的顆粒濃度。
光纖探頭法
光纖探針法在實際應用中具有很大的優勢:
利用雷射反射原理,根據對光反射訊號的分析,可以同時獲得粒子的速度和濃度,並且可以原位測量過程
光纖探頭對溫度和壓力等不敏感,測量結果受環境影響較小
探頭可改進,以適應高溫高壓的測量環境
裝置簡單,操作方便,對流場干擾小。
雷射速度濃度測試儀LABASES基於光纖探針法測量離散相(顆粒、氣泡、液滴等)的速度和濃度,主要包括:
雷射發射器、接收器和光纖(用於產生和接收雷射訊號);
光電二極體和放大器(用於將光訊號轉換為電訊號);
PC和資料處理軟體Labasoft可用於分析電訊號,與校準資料擬合以計算濃度,並執行相關性分析以獲得速度。
此外,它還配備了定製的校準裝置,可以對其進行校準以獲得電壓訊號與濃度之間的對應關係。
Labasys 速度濃度測量原理
Labasys測量基於雷射反向散射原理,其中發光二極體發出的雷射訊號通過光纖電纜傳輸到流場區域,在遇到粒子後被反射探頭能夠接收反射訊號,並通過光電二極體將其轉換為電壓訊號,光電二極體與被檢測光訊號的強度成正比,反射光的強度與粒子的濃度有關電壓訊號由訊號放大器處理,並由資料處理軟體Labasoft進行分析,該軟體與校準資料相結合,計算顆粒的濃度。
編者在實際測量過程中,由大量細小顆粒組成的顆粒團簇具有一定的表面特性,這反映在測量得到的電壓訊號中。 假設粒子簇的特徵在短時間內保持不變,則兩個探頭獲得的訊號之間存在很好的相關性。 每個探頭分別獲得一組電壓訊號,通過對幾組電壓訊號進行互相關分析可以得到訊號的時間差,並結合探頭之間的位置關係計算出粒子運動的速度。
labasys:定位於工業級應用
Labasys速度濃度測量裝置的設計和製造考慮到了工業應用的極端惡劣條件。
Labasys裝置外殼材料非常堅固和耐磨,使其能夠在高速移動的高濃度顆粒的過程中連續執行
LABASEYS可在高溫下正常使用,最高可達1100個反應器;
對於高壓反應工況,LABASYS具有獨特的密封裝置,可以保證在6MPa環境下正常使用,而不會造成壓力洩漏
對於密相顆粒高速運動造成的嚴重磨損,LABASEYS採用帶藍寶石視窗的雙層密封,確保光纖探頭不會磨損,影響測量精度
在測量高粘度或超細粉末時,Labasys的專利清潔單元技術可確保鏡頭前的清潔度,並消除由於鏡頭覆蓋而導致的訊號漂移。
除了冷卻裝置、清潔裝置、壓力和磨損保護等元件外,Labasys還提供一系列獨特的定製設計:所有鏡頭和電子元件都整合到乙個輕巧、易於操作的裝置中由於其模組化設計,它可以靈活地適應不同的工作環境和測量任務,並且可以輕鬆更換元件定製的裝置連線閥確保在高壓下安裝和拆卸校準裝置:快速、準確的校準;氣-液-固三相測量;後處理Labasoft滿足**離線處理,flow-dot模組可以分析0速度的粒子;定製裝置支撐臺:確保裝置在10bar壓力下的安裝、拆卸和移動LABASEYS的特殊功能保證了它在高溫高壓、易燃易爆危險環境的惡劣環境中都能獲得相對較高的濃度和速度測試精度。
Labasys速度濃度測量裝置主要用於:
氣固兩相流:流化床(CFB)、流化催化裂化(FCC)、旋風分離器、混合器、研磨機、氣力輸送、噴霧乾燥機等
液固兩相流:攪拌罐、結晶、懸浮處理(如紙漿加工);
氣泡或液滴:霧化、鼓泡床、分離塔等
Labasys測試裝置包括多種型號,如Labasys 100、Labasys Control EX、Labasys Control EX BF,不同型號可以滿足不同環境的測試需求。
Labasys 100 是 Labasys 測試系統的基本配置,旨在滿足同時測量速度和濃度的需求。 可以選擇 2 或 3 個探頭,分別對應 1D 和 2D 速度測量根據測量環境的不同,可配備清洗裝置、冷卻裝置和柔性探頭等,可以更好地適應工業裝置和實驗室裝置的應用。
編輯Labasys 100 特點:
所有鏡頭和電子元件都整合在乙個輕巧、易於操作的裝置中;
由於其模組化設計,它可以靈活地適應不同的工作環境和測量任務,並且可以更換元件
對流場擾動小,靈敏度高,精度高
同時測量濃度和一維或二維速度;
用於在高壓下安裝和拆卸的定製裝置連線閥
高效的清潔裝置避免了靜電粘附的影響。
Labasys Control Ex 是一款速度濃度測試儀,專為滿足惡劣環境中的速度和濃度測試需求而開發。 與 Labasys 100 相比,Labasys Control Ex 能夠在高溫、高壓和危險環境中執行連續監測,因此非常適合工業安裝。
編輯Labasys Control EX特點:
該裝置專為惡劣環境中的工業應用而設計;
冷卻水迴圈,保證電子元器件安全;
該裝置已通過CE和EX認證
可承受 10 11 種氣體或 20 21 種灰塵**;
可引入探頭冷卻、清洗等單元
其他功能是自定義的。
當顆粒濃度高時,對探頭透鏡有很強的侵蝕作用,因此探頭的強度非常高。 Labasys Control EX BF設計用於測量過程中密相粒子流的速度和濃度,探頭由更高強度的材料製成,光纖透鏡由藍寶石視窗保護,藍寶石視窗覆蓋有抗反射塗層,以確保足夠高的訊雜比用於測試。
編輯labasys contrOL EX BF 產品特點:
線上測量顆粒狀鬆散物料的速度;
探頭尖端採用雙密封,外層採用藍寶石視窗,確保高防漏效能
0 1 區氣體或 20 21 區粉塵**保護;
裝置外部全部採用鉻鎳鋼;
根據客戶需求進行探頭尖端尺寸和連線設計;
經過利安德巴塞爾認證的MZCR聚丙烯工藝再迴圈迴路速度測量系統。
化學鏈燃燒工藝
阿爾斯通是電力行業和環保創新技術的專家,專注於潔淨煤燃燒技術,並開發了化學鏈燃燒工藝,這是一種先進的二氧化碳減排燃燒工藝。 在阿爾斯通化學鏈燃燒過程中,使用定製開發的Labasys 100 flex系統測量化學鏈燃燒過程中鈣鹽顆粒的速度。
編輯球形聚丙烯工藝
作為世界上最大的聚丙烯製造商,利安德巴塞爾基於多年的生產經驗開發了最先進的球形酮工藝。 在 42 bar 和 100 °C 的 Spherizone 工藝溫度下,Labasys Control EX BF 系統監控 Spherizone 工藝,通過後處理軟體採集和發出訊號,並將獲得的速度和濃度資料傳輸到控制系統。
實驗測量結果如下圖所示,其中圖1是圖2中初始啟動階段的放大檢視。 紅色曲線表示測量速度,綠色和藍色曲線分別表示來自測量通道 1 和 2 的未處理訊號,並與落水管中的聚合物濃度相關。
在初始階段,包裝材料的高度和相關的濃度訊號持續上公升,兩者吻合良好。 在這個階段,速度脈動很強,有上公升趨勢。 聚丙烯顆粒落在填充的顆粒床上,其中填充高度低於測量裝置的位置。 在13:30左右,濃度不規則地上公升,在聚合物流動中產生乙個峰值。 大約在 14:50 時,包裝高度到達測量裝置的位置。 然後反應器達到穩定狀態,如圖2所示。 Labasys Control EX BF 系統可對 Spherizon 工藝的內部條件進行實時、詳細和準確的測量。
此外,LABEDYS速度濃度測試系統還可用於流體催化裂化(FCC)過程測量系統,連續測量密流顆粒的區域性濃度和速度,為FCC過程提供優化的解決方案高速粉末的最佳極限。