在工业过程中,多相流是最重要的检测和控制参数,尤其是多相流中某相的实时流速对于工业过程监测非常重要。 为了准确获得多相流的流速,各相的速度和浓度是两个重要的工艺参数。
对于粒子速度测量,近年来采用的主要方法有激光多普勒测速、高速图像分析、光纤粒子速度探头测量法、碰撞动量法、等速采样法等。
对于颗粒浓度测量,主要手段包括截面成像技术、光纤探头浓度测量法、电容探头测量技术、差压法等。
上述测试方法可能对使用环境要求较高,或由于设备的复杂性而难以应用于工业环境,例如,激光多普勒测速技术精度高,仅适用于极低的颗粒浓度。
光纤探头法
光纤探针法在实际应用中具有很大的优势:
利用激光反射原理,根据对光反射信号的分析,可以同时获得粒子的速度和浓度,并且可以原位测量过程
光纤探头对温度和压力等不敏感,测量结果受环境影响较小
探头可改进,以适应高温高压的测量环境
设备简单,操作方便,对流场干扰小。
激光速度浓度测试仪LABASES基于光纤探针法测量离散相(颗粒、气泡、液滴等)的速度和浓度,主要包括:
激光发射器、接收器和光纤(用于产生和接收激光信号);
光电二极管和放大器(用于将光信号转换为电信号);
PC和数据处理软件Labasoft可用于分析电信号,与校准数据拟合以计算浓度,并执行相关性分析以获得速度。
此外,它还配备了定制的校准装置,可以对其进行校准以获得电压信号与浓度之间的对应关系。
Labasys 速度浓度测量原理
Labasys测量基于激光反向散射原理,其中发光二极管发出的激光信号通过光纤电缆传输到流场区域,在遇到粒子后被反射探头能够接收反射信号,并通过光电二极管将其转换为电压信号,光电二极管与被检测光信号的强度成正比,反射光的强度与粒子的浓度有关电压信号由信号放大器处理,并由数据处理软件Labasoft进行分析,该软件与校准数据相结合,计算颗粒的浓度。
编者在实际测量过程中,由大量细小颗粒组成的颗粒团簇具有一定的表面特性,这反映在测量得到的电压信号中。 假设粒子簇的特征在短时间内保持不变,则两个探头获得的信号之间存在很好的相关性。 每个探头分别获得一组电压信号,通过对几组电压信号进行互相关分析可以得到信号的时间差,并结合探头之间的位置关系计算出粒子运动的速度。
labasys:定位于工业级应用
Labasys速度浓度测量设备的设计和制造考虑到了工业应用的极端恶劣条件。
Labasys设备外壳材料非常坚固和耐磨,使其能够在高速移动的高浓度颗粒的过程中连续运行
LABASEYS可在高温下正常使用,最高可达1100个反应器;
对于高压反应工况,LABASYS具有独特的密封装置,可以保证在6MPa环境下正常使用,而不会造成压力泄漏
对于密相颗粒高速运动造成的严重磨损,LABASEYS采用带蓝宝石窗口的双层密封,确保光纤探头不会磨损,影响测量精度
在测量高粘度或超细粉末时,Labasys的专利清洁单元技术可确保镜头前的清洁度,并消除由于镜头覆盖而导致的信号漂移。
除了冷却装置、清洁装置、压力和磨损保护等组件外,Labasys还提供一系列独特的定制设计:所有镜头和电子元件都集成到一个轻巧、易于操作的设备中由于其模块化设计,它可以灵活地适应不同的工作环境和测量任务,并且可以轻松更换组件定制的设备连接阀确保在高压下安装和拆卸校准装置:快速、准确的校准;气-液-固三相测量;后处理Labasoft满足**离线处理,flow-dot模块可以分析0速度的粒子;定制设备支撑台:确保设备在10bar压力下的安装、拆卸和移动LABASEYS的特殊功能保证了它在高温高压、易燃易爆危险环境的恶劣环境中都能获得相对较高的浓度和速度测试精度。
Labasys速度浓度测量设备主要用于:
气固两相流:流化床(CFB)、流化催化裂化(FCC)、旋风分离器、混合器、研磨机、气力输送、喷雾干燥机等
液固两相流:搅拌罐、结晶、悬浮处理(如纸浆加工);
气泡或液滴:雾化、鼓泡床、分离塔等
Labasys测试设备包括多种型号,如Labasys 100、Labasys Control EX、Labasys Control EX BF,不同型号可以满足不同环境的测试需求。
Labasys 100 是 Labasys 测试系统的基本配置,旨在满足同时测量速度和浓度的需求。 可以选择 2 或 3 个探头,分别对应 1D 和 2D 速度测量根据测量环境的不同,可配备清洗设备、冷却设备和柔性探头等,可以更好地适应工业设备和实验室设备的应用。
编辑Labasys 100 特点:
所有镜头和电子元件都集成在一个轻巧、易于操作的设备中;
由于其模块化设计,它可以灵活地适应不同的工作环境和测量任务,并且可以更换组件
对流场扰动小,灵敏度高,精度高
同时测量浓度和一维或二维速度;
用于在高压下安装和拆卸的定制设备连接阀
高效的清洁装置避免了静电粘附的影响。
Labasys Control Ex 是一款速度浓度测试仪,专为满足恶劣环境中的速度和浓度测试需求而开发。 与 Labasys 100 相比,Labasys Control Ex 能够在高温、高压和危险环境中执行连续监测,因此非常适合工业安装。
编辑Labasys Control EX特点:
该设备专为恶劣环境中的工业应用而设计;
冷却水循环,保证电子元器件安全;
该设备已通过CE和EX认证
可承受 10 11 种气体或 20 21 种灰尘**;
可引入探头冷却、清洗等单元
其他功能是自定义的。
当颗粒浓度高时,对探头透镜有很强的侵蚀作用,因此探头的强度非常高。 Labasys Control EX BF设计用于测量过程中密相粒子流的速度和浓度,探头由更高强度的材料制成,光纤透镜由蓝宝石窗口保护,蓝宝石窗口覆盖有抗反射涂层,以确保足够高的信噪比用于测试。
编辑labasys contrOL EX BF 产品特点:
在线测量颗粒状松散物料的速度;
探头尖端采用双密封,外层采用蓝宝石窗口,确保高防漏性能
0 1 区气体或 20 21 区粉尘**保护;
设备外部全部采用铬镍钢;
根据客户需求进行探头尖端尺寸和连接设计;
经过利安德巴塞尔认证的MZCR聚丙烯工艺再循环回路速度测量系统。
化学链燃烧工艺
阿尔斯通是电力行业和环保创新技术的专家,专注于洁净煤燃烧技术,并开发了化学链燃烧工艺,这是一种先进的二氧化碳减排燃烧工艺。 在阿尔斯通化学链燃烧过程中,使用定制开发的Labasys 100 flex系统测量化学链燃烧过程中钙盐颗粒的速度。
编辑球形聚丙烯工艺
作为世界上最大的聚丙烯制造商,利安德巴塞尔基于多年的生产经验开发了最先进的球形酮工艺。 在 42 bar 和 100 °C 的 Spherizone 工艺温度下,Labasys Control EX BF 系统监控 Spherizone 工艺,通过后处理软件采集和发出信号,并将获得的速度和浓度数据传输到控制系统。
实验测量结果如下图所示,其中图1是图2中初始启动阶段的放大视图。 红色曲线表示测量速度,绿色和蓝色曲线分别表示来自测量通道 1 和 2 的未处理信号,并与落水管中的聚合物浓度相关。
在初始阶段,包装材料的高度和相关的浓度信号持续上升,两者吻合良好。 在这个阶段,速度脉动很强,有上升趋势。 聚丙烯颗粒落在填充的颗粒床上,其中填充高度低于测量装置的位置。 在13:30左右,浓度不规则地上升,在聚合物流动中产生一个峰值。 大约在 14:50 时,包装高度到达测量设备的位置。 然后反应器达到稳定状态,如图2所示。 Labasys Control EX BF 系统可对 Spherizon 工艺的内部条件进行实时、详细和准确的测量。
此外,LABEDYS速度浓度测试系统还可用于流体催化裂化(FCC)过程测量系统,连续测量密流颗粒的局部浓度和速度,为FCC过程提供优化的解决方案高速粉末的最佳极限。