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壓力變送器在煤制甲醇氣化爐測量液位上的應(yīng)用

2010/2/1 13:33:00

一、概述

陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司是由陜西省投資集團(有限)公司控股的大型現(xiàn)代化煤化工企業(yè)，具備年產(chǎn)60萬噸精甲醇生產(chǎn)能力，是國內(nèi)已建成產(chǎn)能規(guī)模最大的煤制甲醇生產(chǎn)企業(yè)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(chǎn)量、安全起到至關(guān)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(lián)鎖跳車，儀控系統(tǒng)設(shè)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(zhì)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(chǎn)不穩(wěn)定。直到壓力升起來以后才可以恢復(fù)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(chǎn)生波動，系統(tǒng)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(yīng)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(xiàn)象。

氫氣不是腐蝕性介質(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)在的結(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(zhì)的問題非常容易發(fā)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(huán)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(xiàn)象。為了防止產(chǎn)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(xiàn)變送器的由于氫滲透頻繁損壞現(xiàn)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(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)，滿足長周期使用（圖3是已經(jīng)使用了4年多的金膜片）。