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磁翻板液位计在气化炉使用中问题分析及防范措



  气化炉为水煤浆气化工艺的核心设备 , 合成气在气化炉的激冷室内完成降温、除灰、增湿。气化炉装置液位测量仪表的可靠性直接影响到气化炉的安全运行 , 本文对可能影响测量的因素进行分析 , 从远传液位计的选型、安装、日常维护、等方面进行阐述 , 并对取压装置进行了改造 , 延长了远传液位计的使用寿命 , 减少了员工的劳动强度 , 既满足装置长周期运行需要 ,又达到节约维修费用的目的。

磁翻板液位计在气化炉使用中问题分析及防范措施
        气化炉为水煤浆气化工艺的核心设备。合成气在气化炉激冷室内完成降温、除灰、增湿 , 气化炉急冷室内的激冷水要保持一定水位 , 不仅满足合成气降温的需要 , 还保证下降管免受高温气体带来的热变形 , 因此气化炉装置液位计运行的可靠性直接影响到气化炉的安全运行 , 是十分重要的控制仪表。
 
一、气化炉装置液位计问题及原因分析
(一)结垢及渣堵
        粗合成气和熔融态灰渣进入激冷室的水浴中 , 激冷室水中含有大量灰渣介质 , 长期在下法兰取压管路及测量膜盒表面沉积 , 致使测量出现失准。为减少渣堵影响 , 原始设计时将气化炉液位下法兰取压管路倾斜 45° , 并在远传差压变送器选型时增加冲洗水装置。冲洗水由测量膜盒与工艺法兰连接处上部管路引入 , 采用气化装置除氧水泵供水 , 压力约 8.5 MPa 左右。为了提高冲洗效果 , 一般不对该冲洗水进行减压。冲洗水的压力、流量的大小对冲洗效果有一定的影响,在冲洗时一般不采用连续冲洗 , 可根据液位计工作情况进行 , 也可以定期冲洗 ( 一般一周一次 ), 冲洗前将气化炉液位计联锁进行解除,防止冲洗过程中液位显示波动过大造成气化炉跳车。
 
(二)测量膜盒冲蚀
        由于冲洗水压力较高 , 不论采用连续冲洗还是定期冲洗 ,冲洗水接头喷出的高压水柱 , 对膜盒表面进行切割 , 轻者产生线状凹痕 , 重者将膜盒割裂开 , 造成膜盒损坏 , 造成致使三畅液位计无法显示。
 
(三)冲洗水接头漏
        变送器厂家提供的冲洗水接头 , 在气化炉运行期间 , 由于振动、腐蚀及热胀冷缩等 , 容易造成接头松动 , 产生泄漏 , 需要日常紧固处理。但接头位于测量膜盒装置与工艺法兰之间 ,空间小不便于紧固 , 可根据现场实际情况加长接头尺寸 , 便于紧固。同时接头处由于系统长周期运行腐蚀 , 强度降低 , 有时会出现断裂现象,且由于测量介质较差的原因 , 与气化炉连接的工艺根部阀一般不能完全关闭 , 导致大量高温黑水泄漏被迫停车处理。因此,每次进行气化炉例检时,要对冲洗装置进行检查,发现问题及时处理。
 
(四)膜盒腐蚀
        膜盒材质一般为 316 不锈钢。不锈钢耐腐蚀性能较好,主要由于在不锈钢的表面形成看不见的氧化膜 , 使其发生钝态。该钝化膜的形成是不锈钢暴露在大气中与氧反应 , 或是与其他含氧的环境接触的结果。如果钝化膜被破坏 , 不锈钢材质将继续被腐蚀。在很多情况下 , 钝化膜仅仅在金属表面局部被破坏 ,形成细小的孔或凹坑 , 产生无规律分布的小坑状腐蚀点,长时间会造成泄漏。同时激冷室内黑水含有 Cl - 离子等 , 在 270℃
左右温度下产生点蚀 , 极易造成膜盒腐蚀泄漏。
 
(五)膜盒氢脆
        气化炉中含有 H 2 , 在高温、高压下 , 易造成氢脆现象。H 2不是腐蚀性介质 , 但有很强的渗透性。氢分子很小 , 会进入金属的晶体格内 , 使金属鼓泡 , 也称“氢脆”( 不同的金属由于其内在结构不一样 , 氢脆现象会有所不同 )。变送器传感器膜片厚约 0.1 mm, 严重的会造成膜片破裂。材质为哈氏合金或 316L 等的膜片非常容易发生渗透 , 产生破裂。
 
(六)高温及真空环境
在气化炉烘炉阶段 , 开工抽引器使气化炉内达到一定的负压。这时变送器膜盒内处于真空状态。在变送器中 , 为了传递被测介质的压力 , 其填充介质要求膨胀系数小、无腐蚀、有不可压缩性及耐高温的特性。其隔离膜片具有耐腐蚀性 ,且刚度小,变送器在高温环境 , 氟油体积会发生膨胀 , 则膨胀产生的附加压强使远传隔离膜片发生变形。再加上真空环境 ,远传隔离膜片向外凸出 , 膜片变形使测量不准 , 影响变送器的正常使用。
 
二、气化炉装置液位计防治对策分析
        (一)激冷室内工况复杂 , 工艺条件非常苛刻 , 对液位计
本体性能要求极高 , 所以在三畅远传液位计采购时,对其技术要求为耐高温、高压、防氢、防真空、防腐蚀、带冲洗等。防真空设计膜片进行全焊接 , 即毛细管到法兰的连接处、膜头到毛细管连接处全部进行焊接 ; 防高温设计即膜盒充填液要选择相应的耐高温充填液。为了防止产生析氢腐蚀 , 变送器采用了镀金膜片变送器 , 可以减少变送器由于氢渗透频繁损坏现象 , 镀金膜片一般采用高温长时间烧结工艺 , 使得金质膜层均匀化、金质膜层无应力 , 从而显著降低了氢扩散效应 , 大大延长了使用周期。
 
        (二)只是单纯提高变送器本体性能还远远不够 , 为此 ,借鉴连通器原理 , 在气化炉原测量取压口处增加一台平衡筒 ,平衡筒体采用 3 寸材质 316 不锈钢管制成 , 与工艺阀门出口法兰连接采用 2 寸材质 316 不锈钢管 , 考虑到对管路的疏通 , 正对取压口处增加 1/2 寸冲洗水管进行定期冲洗 , 筒体上端使用盲法兰密封 , 下端增加排污阀,变送器连接法兰与原取压口为90°方向焊接。增加平衡筒后 , 冲洗水长期或短期使用都不会对膜盒进行冲蚀 , 同时冲洗水相对较为干净 , 少量冲洗水可以使下测量膜盒接液部分变得相对清洁 , 同时接液部分温度明显降低 ( 激冷室内液体约 270℃ , 冲洗水温度约 110℃ ), 使膜盒内氟油工作温度相对较低 , 即降低了液体 Cl- 离子等对膜盒的腐蚀 , 又减少了接头部分由于温变大易泄漏的问题。
 
        (三)针对真空环境 , 除在采购时技术要求在真空场合使用外 , 同时还要保证在工艺烘炉时 , 关闭远传液位计与气化炉连接的工艺阀门 , 尽量避免在真空场合使用,工艺人员可以根据现场就地磁翻板液位计观察液位 , 确保正常烘炉,延长远传液位计的使用寿命。
 
三、常见引起远传液位计不准的其他故障及处理
        (一)根部阀故障
        装置开车期间,气化炉液位计显示不准确,现场冲洗无效果,停车后拆检液位计校验合格,检查发现根部阀故障,旋转根部阀手轮,阀球不动作,根部阀处于全关位,造成液位计显示不准。处理方法为气化炉例检时进行更换阀门。
        (二)取压管堵
        由于气化炉装置中的激冷水是含有大量灰渣的黑水 ,如果不定期对气化炉远传液位计进行冲洗,取压管容易堵,造成指示不准确。处理方法为开车期间严格执行气化炉远传液位计的定期冲洗制度。同时停车期间要做好平衡筒及取压管的清洗疏通工作,确保顺畅。
        (三)投料后出现漏点
        由于安装时紧固不到位,投料后取压口处出现漏点。处理方法关闭气化炉液位根部阀,紧固漏点法兰,必要时更换垫片,如根部阀无法关闭时进行带压堵漏或进行停车处理。

基本信息

编辑
其工作原理是以主体内的磁浮子随液位的升降而同时吸合传感器内相应位置上的干簧管。从而使传感器内的总电阻(或电压)发生相应的变化,然后通过变送器将电阻(或电压)的变化转换成4~20mA·DC的标准电流输出,再由我厂专门配套生产的XMT系列数字液位控制仪显示液位和设定上、下限报警,实现液位的位式控制或调节。此外与我厂生产的XMGA光柱数字显示调节仪配套,显示更为直观。或者与其它可以接受4~20Ma·DC信号输入的任何显示仪或调节器相配套,实现对液位的远距离显示、位式控制、断续或连续的PID调节。基本差数
远传磁翻板液位计远传磁翻板液位计
:环境温度:-10~50℃介质温度:≤80℃,也可制作成≤480℃输出信号:4~20mA·DC供电电源:24V·DC±5%测量精度:L=500~1000mm≤±1.5%FS L>1000 mm≤±1.0%FS负载电阻:0~750欧姆防爆标志:ibIICT5其余差数和HR-UDZ-1基型磁浮子翻板液位计相同
1插入型磁浮子液位计:该液位计适用于地下槽、池的液位测量和控制保温型磁浮子液位计:该液位计是在基型的主体外安装一个保温夹套而构成通入蒸汽等热媒剂。可以保持主体内液体的正常流动。因此适用于易凝固液体的液位测量和控制。对于低沸点液体可通入冷水等冷媒剂,以保证液位的稳定。使仪表正确指示出被测液位。3.防霜型磁浮子液位计:是我厂专为解决低温液体液位计外结冰而设计的专利产品。保温夹套内是真空层。因而能有效地隔离冷、热传导。保证了液位计主体管外不会结冰、结霜。从而保证了液位计的正常使用。4.UDZ-1J、UDZ-3J/B耐强腐蚀型磁浮子液位计:该液位计所有与介质接触的零部件均采用钢塑复合管。所有能适用于各种强腐蚀介质的液位测量和控制。5.UDZ-1型除就地显示液位外,还可配用我厂生产的XQ型发讯器。它可安装在UDZ-1型液位计主体外侧相应于上、下限液位报警的位置上,当主体内磁浮子随液位升降而上下运动到报警设定点时,浮子内的磁钢将使发讯器内干簧管的触点闭合或断开。由于发讯器采用磁路记忆的原理。故输出的接点信号具有自保持功能,因而不怕停电。复电后。发讯器触点的工作状态仍能如实地反映被测介质液位的真实情况,这对确保工艺生产过程的安全运行起着非常重要的作用。配套使用我厂生产的HR-XMTA系列报警控制仪可实现对液位的位式自动控制。
L1:与介质的比重及浮子的材质有关,详见下表
介质比重
L1(mm)

  
防锈铝浮子(LF2)
及LF2氟塑包裹的浮子
不锈钢浮子
(1Cr18ni9Ti)

  
0.45
463

  
0.55
286

  
0.65
210

  
0.75
166

  
0.85
140
340
0.95
120
260
≤1.0
113
220
D:¢52~¢83:¢115~¢200(视压力而定)
测量精度:±10mm 介质温度:≤80℃,也可制作成≤480℃
介质比重:≥0.4 介质粘度:≤0.02Pa·S
连接法兰:
DN20
PN(MPa)

  
0.6~2.5
4.0~16.0

  
标准号
HG20593-97
HG20595-97
Dg15
Pg(Kgf/cm2)

  

  
220
320
标准号
H12-0-2
H12-0-3
注:我厂液位计选用FM面 当液位计安装受环境影响。空间位置L1<300,订货时应明显提出。

主要技术参数

编辑
安装形式内容
侧装式
顶装式

  
安装间距
(测量范围)
500,800,1100,1400,1700,
2000,2500,3000,3500,4000,
4500,5000,5500,6000mm
500,800,1100,1400,1700,
2000,2500,3000mm

  
工作压力
0.6,1.6,2.5,4.0MPa
0.6,1.6,2.5MPa

  
介质密度
≥ 0.5g/cm 3
≥ 0.76g/cm 3

  
连接法兰
不锈钢
法兰 20-40(D N 20 P N 4.0)
(GB9119-88)
法兰 200-25(D N 200 P N 2.5)
(GB9119-88)
ABS
法兰 20-10(D N 20 P N 1.0) (GB9119-88)
法兰 200-6(D N 200 P N 0.6)
(GB9119-88)

  
主体材料
ABS( 工作压力 0.6MPa) 1Cr18Ni9T

  

  
介质温度
-40 ℃ ~100 ℃ (ABS: -40 ℃ ~80 ℃ )

  

  
环境温度
-40 ℃ ~+70 ℃

  

  
示值误差
± 10mm

  

  
介质粘度
≤ 1st(10 - 4 m/s)

  

  
上下限开关
输出
1. 控制灵敏度 : 10mm
2. 输出接点容量 : AC220V2A
3. 接点寿命 : 5 × 10 4

  

  
电远传连续显示
1. 精度 : ± 1.5%
2. 输出负载 : 750
3. 输出信号 : 0~10mA 输出 ,220VAC 电源
4~20mA 输出 ,24VDC 二线制
4. 防爆特征 ia Ⅱ CT4 本质安全型

  
 
四、结束语
        气化炉装置的液位是一个十分重要的控制参数,直接影响到气化炉的安全运行。通过上述对气化炉远传液位计的问题分析和防范措施的落实,延长了三畅液位计的使用性能和寿命,降低了维修费用,也为气化装置的安全稳定长周期运行提供了重要依据。


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