Meter Aliran Elektromagnetik untuk FGD Limbah dan Air Pendingin di Pembangkit Listrik Batubara Xi'an Qinwei

Sebuah pembangkit listrik tenaga batu bara superkritis 2*600 MW di Tiongkok Tengah, memasok listrik beban dasar ke jaringan provinsi dengan kapasitas pembangkitan tahunan sekitar 7,2 miliar kWh, memilih Pabrik Instrumen Xi'an Qinwei untuk mengatasi masalah keandalan pengukuran aliran kronis dalam sistem Desulfurisasi Gas Buang (FGD) dan siklus air-uap mereka. Pembangkit ini mengoperasikan teknologi FGD batu kapur-gipsum basah untuk mencapai efisiensi penghilangan SO₂ >98%, mematuhi standar emisi ultra-rendah Tiongkok (SO₂ < 35 mg/Nm³).

Lokasi pengukuran aliran kritis meliputi: umpan bubur batu kapur ke penyerap (padatan 20–30 wt%, sangat abrasif), pembuangan bubur gipsum, pasokan air proses, pasokan air demineralisasi ke boiler (konduktivitas < 5 μS/cm), air pendingin kondensor (sistem sekali lewat, 45.000 m³/jam per unit), dan distribusi air layanan. Keandalan pengukuran secara langsung memengaruhi pelaporan kepatuhan lingkungan, kontrol stoikiometri kimia, dan manajemen kimia air boiler.

• Abrasi ekstrem dalam bubur FGD: Bubur batu kapur dengan partikel kalsium karbonat 25–30 wt% (D50 ≈ 45 μm) secara inheren abrasif. Meter aliran elektromagnetik berlapis karet sebelumnya pada layanan bubur mengalami keausan lapisan dalam waktu 14–18 bulan, mengekspos badan meter ke bubur korosif (pH 5,0–5,8 dengan klorida terlarut hingga 20.000 ppm dari kandungan klorin batu bara). Dua penggantian badan meter dalam 3 tahun masing-masing berharga ¥180.000 dalam bahan dan biaya pemasangan.
• Kegagalan pengukuran konduktivitas rendah: Air demineralisasi (kondensat dan air umpan boiler) memiliki konduktivitas di bawah 5 μS/cm — mendekati ambang batas pengukuran minimum teoretis untuk meter aliran elektromagnetik. Meter sebelumnya menunjukkan hilangnya sinyal sesekali selama operasi malam hari aliran rendah (< 20% dari aliran maksimum), menyebabkan osilasi kontrol level drum boiler dan memicu alarm aliran rendah yang tidak perlu.
• Biaya pemasangan berdiameter besar: Saluran air pendingin kondensor (DN1200, 45.000 m³/jam) memerlukan meter tipe sisip karena biaya meter aliran magnetik berdiameter penuh yang sangat mahal. Meter sisip menderita sensitivitas profil kecepatan, dengan pengukuran bervariasi ±12% tergantung pada kedalaman penyisipan dan gangguan hulu dari katup kupu-kupu yang terbuka sebagian.
• Pengendapan gipsum dan hilangnya sinyal: Pengendapan kalsium sulfat pada elektroda di saluran pembuangan gipsum secara progresif mengisolasi permukaan pengukuran, menyebabkan amplitudo sinyal menurun sebesar 40–60% selama 4–6 minggu. Pembersihan elektroda bulanan diperlukan, melibatkan isolasi sistem dan pembersihan kerak mekanis.

Pabrik Instrumen Xi'an Qinwei menyediakan solusi meter aliran elektromagnetik multi-konfigurasi yang disesuaikan dengan tantangan unik setiap titik pengukuran, memanfaatkan prinsip pengukuran Hukum Faraday — yang secara inheren independen dari densitas fluida, konsentrasi padatan, dan viskositas — yang sangat cocok untuk aplikasi bubur dan air konduktivitas rendah di mana meter mekanis dan ultrasonik gagal.

• Lapisan Keramik (Al₂O₃) — Saluran Bubur FGD: Untuk aplikasi bubur batu kapur dan gipsum, kami menentukan lapisan keramik aluminium oksida murni 99,7% dengan kekerasan Vickers melebihi 1.600 HV — sekitar 10* lebih keras dari PTFE dan 20* lebih keras dari karet keras. Lapisan keramik hampir kebal terhadap keausan abrasif dari partikel kalsium karbonat dan kalsium sulfat, memproyeksikan masa pakai layanan melebihi 10 tahun bahkan dalam layanan bubur berkelanjutan. Permukaan keramik juga inert secara kimia terhadap lingkungan FGD yang asam dan kaya klorida.
• Preamplifier Impedansi Tinggi — Layanan Air Demin: Untuk aplikasi air umpan boiler konduktivitas rendah, Xi'an Qinwei menggabungkan preamplifier impedansi tinggi terintegrasi langsung di dalam rumah sensor, meningkatkan impedansi input elektroda ke >10¹² Ω. Hal ini memungkinkan akuisisi sinyal yang stabil dalam fluida dengan konduktivitas serendah 1 μS/cm — jauh di bawah spesifikasi pabrik 5 μS/cm — memastikan pengukuran yang berkelanjutan dan bebas drift bahkan selama operasi malam hari aliran rendah.
• Elektroda Pembumian dan Pengukuran Hastelloy C-276 — Saluran Bubur: Ketahanan korosi-erosi gabungan terhadap lingkungan FGD yang asam dan berklorida tinggi. Kandungan molibdenum Hastelloy C-276 memberikan ketahanan terhadap pitting yang setara dengan PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) melebihi 45, dibandingkan dengan 25 untuk 316L SS.
• Badan Tempa Tekanan Tinggi — Umpan Boiler: Untuk saluran umpan bertekanan tinggi DN300 pada 15–18 MPa dan 180°C, badan meter baja karbon tempa dengan sambungan ujung las pantat dipasok, mematuhi persiapan ujung las ASME B16.25 dan diuji hidrostatik pada tekanan desain 1,5*. Lapisan PTFE diberi peringkat untuk layanan berkelanjutan 180°C.
• Integrasi Modbus RTU dengan DCS: Semua meter diintegrasikan ke dalam sistem kontrol terdistribusi pabrik melalui RS485 Modbus RTU, menyediakan data aliran real-time, akumulasi totalizer untuk pelaporan lingkungan bulanan (aliran bubur FGD * penghilangan SO₂ = verifikasi kepatuhan), dan alarm diagnostik untuk deteksi pipa kosong dan pemantauan kondisi pelapisan elektroda.

Meter bubur batu kapur DN150 dipasang pada bagian aliran naik vertikal untuk menjamin kondisi pipa penuh — persyaratan penting mengingat kecenderungan bubur untuk mengendap dan membentuk aliran berlapis di pipa horizontal pada kecepatan di bawah 1,5 m/s. Disediakan jalur pipa lurus 10D di hulu dan 5D di hilir. Kerapuhan inheren lapisan keramik memerlukan penanganan yang hati-hati selama pemasangan: baut flensa dikencangkan dalam urutan pola silang hingga 80 N·m menggunakan kunci torsi terkalibrasi. Meter umpan bertekanan tinggi dipasang dengan sambungan las pantat oleh tukang las bersertifikat ASME, dengan perlakuan panas pasca-las dan inspeksi radiografi las sebelum pengujian hidrostatik.