磁翻板液位計在氣化爐使用中問題分析及防范措
氣化爐為水煤漿氣化工藝的核心設備 , 合成氣在氣化爐的激冷室內(nèi)完成降溫、除灰、增濕。氣化爐裝置液位測量儀表的可靠性直接影響到氣化爐的安全運行 , 本文對可能影響測量的因素進行分析 , 從遠傳液位計的選型、安裝、日常維護、等方面進行闡述 , 并對取壓裝置進行了改造 , 延長了遠傳液位計的使用壽命 , 減少了員工的勞動強度 , 既滿足裝置長周期運行需要 ,又達到節(jié)約維修費用的目的。
氣化爐為水煤漿氣化工藝的核心設備。合成氣在氣化爐激冷室內(nèi)完成降溫、除灰、增濕 , 氣化爐急冷室內(nèi)的激冷水要保持一定水位 , 不僅滿足合成氣降溫的需要 , 還保證下降管免受高溫氣體帶來的熱變形 , 因此氣化爐裝置液位計運行的可靠性直接影響到氣化爐的安全運行 , 是十分重要的控制儀表。
一、氣化爐裝置液位計問題及原因分析
（一）結垢及渣堵
粗合成氣和熔融態(tài)灰渣進入激冷室的水浴中 , 激冷室水中含有大量灰渣介質(zhì) , 長期在下法蘭取壓管路及測量膜盒表面沉積 , 致使測量出現(xiàn)失準。為減少渣堵影響 , 原始設計時將氣化爐液位下法蘭取壓管路傾斜 45° , 并在遠傳差壓變送器選型時增加沖洗水裝置。沖洗水由測量膜盒與工藝法蘭連接處上部管路引入 , 采用氣化裝置除氧水泵供水 , 壓力約 8.5 MPa 左右。為了提高沖洗效果 , 一般不對該沖洗水進行減壓。沖洗水的壓力、流量的大小對沖洗效果有一定的影響，在沖洗時一般不采用連續(xù)沖洗 , 可根據(jù)液位計工作情況進行 , 也可以定期沖洗 ( 一般一周一次 ), 沖洗前將氣化爐液位計聯(lián)鎖進行解除，防止沖洗過程中液位顯示波動過大造成氣化爐跳車。
（二）測量膜盒沖蝕
由于沖洗水壓力較高 , 不論采用連續(xù)沖洗還是定期沖洗 ,沖洗水接頭噴出的高壓水柱 , 對膜盒表面進行切割 , 輕者產(chǎn)生線狀凹痕 , 重者將膜盒割裂開 , 造成膜盒損壞 , 造成致使三暢液位計無法顯示。
（三）沖洗水接頭漏
變送器廠家提供的沖洗水接頭 , 在氣化爐運行期間 , 由于振動、腐蝕及熱脹冷縮等 , 容易造成接頭松動 , 產(chǎn)生泄漏 , 需要日常緊固處理。但接頭位于測量膜盒裝置與工藝法蘭之間 ,空間小不便于緊固 , 可根據(jù)現(xiàn)場實際情況加長接頭尺寸 , 便于緊固。同時接頭處由于系統(tǒng)長周期運行腐蝕 , 強度降低 , 有時會出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，且由于測量介質(zhì)較差的原因 , 與氣化爐連接的工藝根部閥一般不能完全關閉 , 導致大量高溫黑水泄漏被迫停車處理。因此，每次進行氣化爐例檢時，要對沖洗裝置進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
（四）膜盒腐蝕
膜盒材質(zhì)一般為 316 不銹鋼。不銹鋼耐腐蝕性能較好，主要由于在不銹鋼的表面形成看不見的氧化膜 , 使其發(fā)生鈍態(tài)。該鈍化膜的形成是不銹鋼暴露在大氣中與氧反應 , 或是與其他含氧的環(huán)境接觸的結果。如果鈍化膜被破壞 , 不銹鋼材質(zhì)將繼續(xù)被腐蝕。在很多情況下 , 鈍化膜僅僅在金屬表面局部被破壞 ,形成細小的孔或凹坑 , 產(chǎn)生無規(guī)律分布的小坑狀腐蝕點，長時間會造成泄漏。同時激冷室內(nèi)黑水含有 Cl – 離子等 , 在 270℃
左右溫度下產(chǎn)生點蝕 , 極易造成膜盒腐蝕泄漏。
（五）膜盒氫脆
氣化爐中含有 H 2 , 在高溫、高壓下 , 易造成氫脆現(xiàn)象。H 2不是腐蝕性介質(zhì) , 但有很強的滲透性。氫分子很小 , 會進入金屬的晶體格內(nèi) , 使金屬鼓泡 , 也稱“氫脆”( 不同的金屬由于其內(nèi)在結構不一樣 , 氫脆現(xiàn)象會有所不同 )。變送器傳感器膜片厚約 0.1 mm, 嚴重的會造成膜片破裂。材質(zhì)為哈氏合金或 316L 等的膜片非常容易發(fā)生滲透 , 產(chǎn)生破裂。
（六）高溫及真空環(huán)境
在氣化爐烘爐階段 , 開工抽引器使氣化爐內(nèi)達到一定的負壓。這時變送器膜盒內(nèi)處于真空狀態(tài)。在變送器中 , 為了傳遞被測介質(zhì)的壓力 , 其填充介質(zhì)要求膨脹系數(shù)小、無腐蝕、有不可壓縮性及耐高溫的特性。其隔離膜片具有耐腐蝕性 ,且剛度小，變送器在高溫環(huán)境 , 氟油體積會發(fā)生膨脹 , 則膨脹產(chǎn)生的附加壓強使遠傳隔離膜片發(fā)生變形。再加上真空環(huán)境 ,遠傳隔離膜片向外凸出 , 膜片變形使測量不準 , 影響變送器的正常使用。
二、氣化爐裝置液位計防治對策分析
（一）激冷室內(nèi)工況復雜 , 工藝條件非?？量?, 對液位計
本體性能要求極高 , 所以在三暢遠傳液位計采購時，對其技術要求為耐高溫、高壓、防氫、防真空、防腐蝕、帶沖洗等。防真空設計膜片進行全焊接 , 即毛細管到法蘭的連接處、膜頭到毛細管連接處全部進行焊接 ; 防高溫設計即膜盒充填液要選擇相應的耐高溫充填液。為了防止產(chǎn)生析氫腐蝕 , 變送器采用了鍍金膜片變送器 , 可以減少變送器由于氫滲透頻繁損壞現(xiàn)象 , 鍍金膜片一般采用高溫長時間燒結工藝 , 使得金質(zhì)膜層均勻化、金質(zhì)膜層無應力 , 從而顯著降低了氫擴散效應 , 大大延長了使用周期。
（二）只是單純提高變送器本體性能還遠遠不夠 , 為此 ,借鑒連通器原理 , 在氣化爐原測量取壓口處增加一臺平衡筒 ,平衡筒體采用 3 寸材質(zhì) 316 不銹鋼管制成 , 與工藝閥門出口法蘭連接采用 2 寸材質(zhì) 316 不銹鋼管 , 考慮到對管路的疏通 , 正對取壓口處增加 1/2 寸沖洗水管進行定期沖洗 , 筒體上端使用盲法蘭密封 , 下端增加排污閥，變送器連接法蘭與原取壓口為90°方向焊接。增加平衡筒后 , 沖洗水長期或短期使用都不會對膜盒進行沖蝕 , 同時沖洗水相對較為干凈 , 少量沖洗水可以使下測量膜盒接液部分變得相對清潔 , 同時接液部分溫度明顯降低 ( 激冷室內(nèi)液體約 270℃ , 沖洗水溫度約 110℃ ), 使膜盒內(nèi)氟油工作溫度相對較低 , 即降低了液體 Cl- 離子等對膜盒的腐蝕 , 又減少了接頭部分由于溫變大易泄漏的問題。
（三）針對真空環(huán)境 , 除在采購時技術要求在真空場合使用外 , 同時還要保證在工藝烘爐時 , 關閉遠傳液位計與氣化爐連接的工藝閥門 , 盡量避免在真空場合使用，工藝人員可以根據(jù)現(xiàn)場就地磁翻板液位計觀察液位 , 確保正常烘爐，延長遠傳液位計的使用壽命。
三、常見引起遠傳液位計不準的其他故障及處理
（一）根部閥故障
裝置開車期間，氣化爐液位計顯示不準確，現(xiàn)場沖洗無效果，停車后拆檢液位計校驗合格，檢查發(fā)現(xiàn)根部閥故障，旋轉根部閥手輪，閥球不動作，根部閥處于全關位，造成液位計顯示不準。處理方法為氣化爐例檢時進行更換閥門。
（二）取壓管堵
由于氣化爐裝置中的激冷水是含有大量灰渣的黑水 ，如果不定期對氣化爐遠傳液位計進行沖洗，取壓管容易堵，造成指示不準確。處理方法為開車期間嚴格執(zhí)行氣化爐遠傳液位計的定期沖洗制度。同時停車期間要做好平衡筒及取壓管的清洗疏通工作，確保順暢。
（三）投料后出現(xiàn)漏點
由于安裝時緊固不到位，投料后取壓口處出現(xiàn)漏點。處理方法關閉氣化爐液位根部閥，緊固漏點法蘭，必要時更換墊片，如根部閥無法關閉時進行帶壓堵漏或進行停車處理。
基本信息
編輯
其工作原理是以主體內(nèi)的磁浮子隨液位的升降而同時吸合傳感器內(nèi)相應位置上的干簧管。從而使傳感器內(nèi)的總電阻（或電壓）發(fā)生相應的變化，然后通過變送器將電阻（或電壓）的變化轉換成4～20mA·DC的標準電流輸出，再由我廠專門配套生產(chǎn)的XMT系列數(shù)字液位控制儀顯示液位和設定上、下限報警，實現(xiàn)液位的位式控制或調(diào)節(jié)。此外與我廠生產(chǎn)的XMGA光柱數(shù)字顯示調(diào)節(jié)儀配套，顯示更為直觀?；蛘吲c其它可以接受4～20Ma·DC信號輸入的任何顯示儀或調(diào)節(jié)器相配套，實現(xiàn)對液位的遠距離顯示、位式控制、斷續(xù)或連續(xù)的PID調(diào)節(jié)?；静顢?shù)
遠傳磁翻板液位計
遠傳磁翻板液位計：環(huán)境溫度：-10～50℃介質(zhì)溫度：≤80℃，也可制作成≤480℃輸出信號：4～20mA·DC供電電源：24V·DC±5%測量精度：L=500～1000mm≤±1.5%FS L>1000 mm≤±1.0%FS負載電阻：0～750歐姆防爆標志：ibIICT5其余差數(shù)和HR-UDZ-1基型磁浮子翻板液位計相同
1插入型磁浮子液位計：該液位計適用于地下槽、池的液位測量和控制保溫型磁浮子液位計：該液位計是在基型的主體外安裝一個保溫夾套而構成通入蒸汽等熱媒劑。可以保持主體內(nèi)液體的正常流動。因此適用于易凝固液體的液位測量和控制。對于低沸點液體可通入冷水等冷媒劑，以保證液位的穩(wěn)定。使儀表正確指示出被測液位。3.防霜型磁浮子液位計：是我廠專為解決低溫液體液位計外結冰而設計的專利產(chǎn)品。保溫夾套內(nèi)是真空層。因而能有效地隔離冷、熱傳導。保證了液位計主體管外不會結冰、結霜。從而保證了液位計的正常使用。4.UDZ-1J、UDZ-3J/B耐強腐蝕型磁浮子液位計：該液位計所有與介質(zhì)接觸的零部件均采用鋼塑復合管。所有能適用于各種強腐蝕介質(zhì)的液位測量和控制。5.UDZ-1型除就地顯示液位外，還可配用我廠生產(chǎn)的XQ型發(fā)訊器。它可安裝在UDZ-1型液位計主體外側相應于上、下限液位報警的位置上，當主體內(nèi)磁浮子隨液位升降而上下運動到報警設定點時，浮子內(nèi)的磁鋼將使發(fā)訊器內(nèi)干簧管的觸點閉合或斷開。由于發(fā)訊器采用磁路記憶的原理。故輸出的接點信號具有自保持功能，因而不怕停電。復電后。發(fā)訊器觸點的工作狀態(tài)仍能如實地反映被測介質(zhì)液位的真實情況，這對確保工藝生產(chǎn)過程的安全運行起著非常重要的作用。配套使用我廠生產(chǎn)的HR-XMTA系列報警控制儀可實現(xiàn)對液位的位式自動控制。
L1：與介質(zhì)的比重及浮子的材質(zhì)有關，詳見下表
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介質(zhì)比重
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L1（mm）
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防銹鋁浮子（LF2）
及LF2氟塑包裹的浮子
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不銹鋼浮子
（1Cr18ni9Ti）
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0.45
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463
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0.55
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286
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0.65
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210
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0.75
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166
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0.85
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140
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340
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0.95
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120
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260
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≤1.0
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113
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220
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D：￠52～￠83：￠115～￠200（視壓力而定）
測量精度：±10mm 介質(zhì)溫度：≤80℃，也可制作成≤480℃
介質(zhì)比重：≥0.4 介質(zhì)粘度：≤0.02Pa·S
連接法蘭：
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DN20
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PN（MPa）
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0.6～2.5
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4.0～16.0
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標準號
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HG20593-97
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HG20595-97
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Dg15
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Pg（Kgf/cm2）
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220
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320
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標準號
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H12-0-2
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H12-0-3
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注：我廠液位計選用FM面 當液位計安裝受環(huán)境影響?？臻g位置L1<300，訂貨時應明顯提出。
主要技術參數(shù)
編輯
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安裝形式內(nèi)容
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側裝式
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頂裝式
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安裝間距
（測量范圍）
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500,800,1100,1400,1700,
2000,2500,3000,3500,4000,
4500,5000,5500,6000mm
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500,800,1100,1400,1700,
2000,2500,3000mm
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工作壓力
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0.6,1.6,2.5,4.0MPa
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0.6,1.6,2.5MPa
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介質(zhì)密度
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≥ 0.5g/cm 3
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≥ 0.76g/cm 3
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連接法蘭
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不銹鋼
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法蘭 20-40（D N 20 P N 4.0）
（GB9119-88）
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法蘭 200-25（D N 200 P N 2.5）
（GB9119-88）
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ABS
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法蘭 20-10（D N 20 P N 1.0） （GB9119-88）
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法蘭 200-6（D N 200 P N 0.6）
（GB9119-88）
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主體材料
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ABS（ 工作壓力 0.6MPa） 1Cr18Ni9T
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介質(zhì)溫度
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-40 ℃ ~100 ℃ （ABS: -40 ℃ ~80 ℃ ）
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環(huán)境溫度
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-40 ℃ ~+70 ℃
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示值誤差
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± 10mm
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介質(zhì)粘度
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≤ 1st（10 – 4 m/s）
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上下限開關
輸出
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1. 控制靈敏度 : 10mm
2. 輸出接點容量 : AC220V2A
3. 接點壽命 : 5 × 10 4
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電遠傳連續(xù)顯示
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1. 精度 : ± 1.5%
2. 輸出負載 : 750
3. 輸出信號 : 0~10mA 輸出 ,220VAC 電源
4~20mA 輸出 ,24VDC 二線制
4. 防爆特征 ia Ⅱ CT4 本質(zhì)安全型
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四、結束語
氣化爐裝置的液位是一個十分重要的控制參數(shù)，直接影響到氣化爐的安全運行。通過上述對氣化爐遠傳液位計的問題分析和防范措施的落實，延長了三暢液位計的使用性能和壽命，降低了維修費用，也為氣化裝置的安全穩(wěn)定長周期運行提供了重要依據(jù)。