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壓力變送器在煤制甲醇氣化爐測量液位上的應用

壓力變送器在煤制甲醇氣化爐測量液位上的應用

一、概述
陜西神木化學工業有限公司是由陜西省投資集團(有限)公司控股的大型現代化煤化工企業,具備年產60萬噸精甲醇生產能力,是國內已建成產能規模最大的煤制甲醇生產企業之一。
 
氣化爐在德士古工藝煤制甲醇中處于核心位置,氣化爐液位控制狀況對煤氣化的效果、能耗、產量、安全起到至關重要的作用,直接影響到裝置的效益水平。
 
 
二、氣化工段工藝特點
 
氣化工段中氣化爐液位是操作控制中一個很重要的指標,直接參與氣化爐安全聯鎖跳車,儀控系統設計三選二,增加了可靠性。其液位測量采用雙法蘭差壓變送器,正常工況下,操作壓力3.75MPa,操作溫度220℃,介質中含有一定量的氫氣。自從氣化爐開車后3個月,每次投料,液位計波動很大,造成生產不穩定。直到壓力升起來以后才可以恢復正常指示,當時分析原因是由于變送器自身缺陷造成的,因為雙法蘭差壓變送器當靜壓力低時容易產生波動,系統停車檢修,對在線使用的所有雙法蘭變送器的膜片進行檢查,液位計雙法蘭變送器法蘭膜片全部破裂(圖1)。
 圖1變送器膜片破裂
 
 
三、變送器膜片損壞原因分析及應對解決方案
 
通過對工藝的分析,由于氣化爐中含有氫氣H2,而H2在高溫、高壓下,易造成氫脆現象。
 
氫氣不是腐蝕性介質,但有很強的滲透性.氫分子很小,會進入金屬的晶體格內,使金屬鼓泡,也稱“氫脆”(不同的金屬由于其內在的結構不一樣,氫脆現象會有所不同)。
 
變送器傳感器膜片一般只有0.1mm左右厚.,嚴重的會造成膜片破裂。哈氏合金膜片或316L等由于材質的問題非常容易發生滲透,而膜片破裂的變送器都是使用316L和哈氏合金膜片。
 
但在這種工況下,普通的金屬膜片極易由于析氫腐蝕而損壞,這是因為在高溫高壓環境下,氫氣易于進入普通金屬膜片中,造成變送器的膜片鼓包、破裂等現象。為了防止產生析氫腐蝕,氣化爐液位變送器采用了西門子的鍍金膜片變送器(見圖2),沒有出現變送器的由于氫滲透頻繁損壞現象,這樣使用效果很好。西門子的金膜片是采用高溫長時間燒結工藝,使得金質膜層均勻化、金質膜層無應力,從而顯著降低了氫擴散效應,滿足長周期使用(圖3是已經使用了4年多的金膜片)。
 
  
                                                                             圖2氣化爐液位變送器 
                                         
圖3 西門子變送器的金膜片
 
從鍍金膜片投入使用后,05年至今,使用四年仍然運行良好,對氣化爐的長期穩定運行、裝置的效益水平的提高提供保證。
  
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