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(shè)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(jìn)行分析 , 從遠(yuǎn)傳液位計的選型、安裝、日常維護(hù)、等方面進(jìn)行闡述 , 并對取壓裝置進(jìn)行了改造 , 延長了遠(yuǎn)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(dá)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(shè)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(jié)垢及渣堵
粗合成氣和熔融態(tài)灰渣進(jìn)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(zhǔn)。為減少渣堵影響 , 原始設(shè)計時將氣化爐液位下法蘭取壓管路傾斜 45° , 并在遠(yuǎn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(guān)閉 , 導(dǎo)致大量高溫黑水泄漏被迫停車處理。因此，每次進(jìn)行氣化爐例檢時，要對沖洗裝置進(jìn)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(yīng) , 或是與其他含氧的環(huán)境接觸的結(jié)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(xì)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(jìn)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(jié)構(gòu)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(yán)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(dá)到一定的負(fù)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(yuǎn)傳隔離膜片發(fā)生變形。再加上真空環(huán)境 ,遠(yuǎn)傳隔離膜片向外凸出 , 膜片變形使測量不準(zhǔn) , 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(fù)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(yuǎn)傳液位計采購時，對其技術(shù)要求為耐高溫、高壓、防氫、防真空、防腐蝕、帶沖洗等。防真空設(shè)計膜片進(jìn)行全焊接 , 即毛細(xì)管到法蘭的連接處、膜頭到毛細(xì)管連接處全部進(jìn)行焊接 ; 防高溫設(shè)計即膜盒充填液要選擇相應(yīng)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(jié)工藝 , 使得金質(zhì)膜層均勻化、金質(zhì)膜層無應(yīng)力 , 從而顯著降低了氫擴散效應(yīng) , 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(yuǎn)遠(yuǎn)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(jìn)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(jìn)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(shù)要求在真空場合使用外 , 同時還要保證在工藝烘爐時 , 關(guān)閉遠(yuǎn)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(yuǎn)傳液位計的使用壽命。
三、常見引起遠(yuǎn)傳液位計不準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhuǎn)根部閥手輪，閥球不動作，根部閥處于全關(guān)位，造成液位計顯示不準(zhǔn)。處理方法為氣化爐例檢時進(jìn)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(yuǎn)傳液位計進(jìn)行沖洗，取壓管容易堵，造成指示不準(zhǔn)確。處理方法為開車期間嚴(yán)格執(zhí)行氣化爐遠(yuǎn)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(guān)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(guān)閉時進(jìn)行帶壓堵漏或進(jìn)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(yīng)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(yīng)的變化，然后通過變送器將電阻（或電壓）的變化轉(zhuǎn)換成4～20mA·DC的標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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。或者與其它可以接受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(yuǎn)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(yuǎn)傳磁翻板液位計
遠(yuǎn)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(fù)載電阻：0～750歐姆防爆標(biāo)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(gòu)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(jié)冰而設(shè)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(dǎo)。保證了液位計主體管外不會結(jié)冰、結(jié)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(fù)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(cè)相應(yīng)于上、下限液位報警的位置上，當(dāng)主體內(nèi)磁浮子隨液位升降而上下運動到報警設(shè)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(fù)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(guān)，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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)液位計安裝受環(huán)境影響?？臻g位置L1<300，訂貨時應(yīng)明顯提出。
主要技術(shù)參數(shù)
編輯
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安裝形式內(nèi)容
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側(cè)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(guān)
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(yuǎn)傳連續(xù)顯示
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1. 精度 : ± 1.5%
2. 輸出負(fù)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(jié)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(yuǎn)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)。