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(jì)運(yùn)行的可靠性直接影響到氣化爐的安全運(yùn)行 , 是十分重要的控制儀表。

 

一、氣化爐裝置液位計(jì)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(jì)時(shí)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(shí)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(duì)該沖洗水進(jìn)行減壓。沖洗水的壓力、流量的大小對(duì)沖洗效果有一定的影響，在沖洗時(shí)一般不采用連續(xù)沖洗 , 可根據(jù)液位計(jì)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(jì)聯(lián)鎖進(jìn)行解除，防止沖洗過程中液位顯示波動(dòng)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(duì)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(jì)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(yùn)行期間 , 由于振動(dòng)、腐蝕及熱脹冷縮等 , 容易造成接頭松動(dòng) , 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(shí)際情況加長接頭尺寸 , 便于緊固。同時(shí)接頭處由于系統(tǒng)長周期運(yùn)行腐蝕 , 強(qiáng)度降低 , 有時(shí)會(huì)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(shí)，要對(duì)沖洗裝置進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)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(diǎn)，長時(shí)間會(huì)造成泄漏。同時(shí)激冷室內(nèi)黑水含有 Cl - 離子等 , 在 270℃

左右溫度下產(chǎn)生點(diǎn)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(qiáng)的滲透性。氫分子很小 , 會(huì)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(huì)有所不同 )。變送器傳感器膜片厚約 0.1 mm, 嚴(yán)重的會(huì)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(shí)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(huì)發(fā)生膨脹 , 則膨脹產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)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(jì)防治對(duì)策分析

        （一）激冷室內(nèi)工況復(fù)雜 , 工藝條件非常苛刻 , 對(duì)液位計(jì)

本體性能要求極高 , 所以在三暢遠(yuǎn)傳液位計(jì)采購時(shí)，對(duì)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(jì)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(jì)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(shí)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(kuò)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(tái)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(duì)管路的疏通 , 正對(duì)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(huì)對(duì)膜盒進(jìn)行沖蝕 , 同時(shí)沖洗水相對(duì)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(duì)清潔 , 同時(shí)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(duì)較低 , 即降低了液體 Cl- 離子等對(duì)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(duì)真空環(huán)境 , 除在采購時(shí)技術(shù)要求在真空?qǐng)龊鲜褂猛?, 同時(shí)還要保證在工藝烘爐時(shí) , 關(guān)閉遠(yuǎn)傳液位計(jì)與氣化爐連接的工藝閥門 , 盡量避免在真空?qǐng)龊鲜褂?，工藝人員可以根據(jù)現(xiàn)場就地磁翻板液位計(jì)觀察液位 , 確保正常烘爐，延長遠(yuǎn)傳液位計(jì)的使用壽命。

 

三、常見引起遠(yuǎn)傳液位計(jì)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(jì)顯示不準(zhǔn)確，現(xiàn)場沖洗無效果，停車后拆檢液位計(jì)校驗(yàn)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(dòng)作，根部閥處于全關(guān)位，造成液位計(jì)顯示不準(zhǔn)。處理方法為氣化爐例檢時(shí)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(duì)氣化爐遠(yuǎn)傳液位計(jì)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(jì)的定期沖洗制度。同時(shí)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(diǎn)

        由于安裝時(shí)緊固不到位，投料后取壓口處出現(xiàn)漏點(diǎn)。處理方法關(guān)閉氣化爐液位根部閥，緊固漏點(diǎn)法蘭，必要時(shí)更換墊片，如根部閥無法關(guān)閉時(shí)進(jìn)行帶壓堵漏或進(jìn)行停車處理。

 

四、結(jié)束語

        氣化爐裝置的液位是一個(gè)十分重要的控制參數(shù)，直接影響到氣化爐的安全運(yùn)行。通過上述對(duì)氣化爐遠(yuǎn)傳液位計(jì)的問題分析和防范措施的落實(shí)，延長了三暢液位計(jì)的使用性能和壽命，降低了維修費(fèi)用，也為氣化裝置的安全穩(wěn)定長周期運(yùn)行提供了重要依據(jù)。