气化炉在应用远传双法兰液位计过程中故障分析

　　目前在工业上，对生产过程中控制系统的要求越来越高，许多场合中都存在着一些很难进行的人工在线测量，作为水煤浆气化工艺的核心设的气化炉,在水煤浆生产过程中起到关键性的作用,合成气在气化炉的激冷室内完成降温、除灰、增湿。

　　气化急冷室内的激冷水要保持一定水位,不仅要满足合成气降温的需要,还要确保让下降管免受高温气体带来的热变形。

　　气化炉装置液位测量仪表的可靠性直接影响到气化种的安全运行,由此，对于生产装置中出现及可能出现的问题必须要做到有效的解决及预防。

　　今天本文主要对生产过程中可能影响测量的因素进行分析,简单介绍下远传双法兰液位计的选型、安装、日常维护、等方面,和如何延长远传双法兰液位计的使用寿命,减少了员工的劳动力,既满足装置长周期运行，同时也达到节约维修费用的目的。

　　一、气化炉装置双法兰液位计问题及原因分析

　　1.结垢及渣墙：粗合成气和熔融态灰渣进入激冷室的水浴中,激冷室水中含有大量灰渣介质,长期在下法兰取压管路及测量膜表面沉积,致使测量出现失准。为减少渣墙影响,原始设计时将气化炉液位下法兰取压管路倾斜45°,并在远传差压变送器选型时增加冲洗水装置。冲洗水由测量膜盒与工艺法兰连接处上部管路引入,采用气化装置除氧水泵供水,压力约8.5MPa左右。为了提高冲洗效果,一般不对该中洗水进行减压。冲洗水的压力、流量的大小对冲洗效果有一定的影响,在冲洗时一般不采用连续冲洗,可根据双法兰液位计工作情况进行,也可以定期冲洗〔一般一周一次〕,冲洗前将气化炉双法兰液位计联锁进行解除,防止冲洗过程中液位显示波动过大造成气化炉跳车。

　　2.测量膜意冲蚀：由于冲洗水压力较高,不论采用连续冲洗还是定期冲洗冲洗水接头喷出的高压水柱,对膜盒表面进行切割，轻者产生线状凹痕,重者将膜拿割裂开,這成膜损坏,造成致使双法兰液位计无法显示。

　　3.冲洗水接头漏：变送器厂家提供的冲洗水接头,在气化炉运行期间,由于振动、腐蚀及热胀冷等,容易造成接头松动,产生泄,需要日常紧急处理。但接头位于测量膜盒装置与工艺法兰之间，空间小不便于紧固，可根据现场实际情况加长接头尺寸,便于紧固。同时接头处由于系统长周期运行腐蚀,强度降低，有时会出现断裂现象,且由于测量介质较差的原因与气化炉连接的工艺根部阀一般不能完全关闭,导致大量高温黑水泄漏被迫停车处理。因此,每次进行气化炉例检时要对冲洗装置进行检查,发现问题及时处理。

　　4.膜盒魔蚀：膜材质一般为316不锈钢。不锈钢耐腐蚀性能较好,主要由于在不锈钢的表面形成看不见的氧化膜,使其发生钝态。该钝化膜的形成是不锈钢露在大气中与氧反应,或是与其他含氧的环境接触的结果。如票钝化膜被破坏,不锈钢材质将继续被腐蚀。在很多情况下,钝化膜仅仅在金属表面部被破坏，形成细小的孔或凹坑,产生无规律分布的小坑状腐蚀点,长时间会造成泄漏。同时激冷室内黑水含有CI-离子等,在270°C左右温度下产生点蚀，极易造成膜盒魔蚀泄漏。

　　5.膜皇氢脆：气化炉中含有H2,在高温、高压下,易造成氢脆现象。H2不是魔蚀性介质,但有很强的渗透性。氢分子很小,会进入金属的晶体格內,使金厘鼓泡也称氢脆(不同的金属由于其内在结构不一样,氢脆现象会有所不同)。变送器传感膜片厚约0.1mm,严重的会造成膜片破裂。材质为哈氏合金或316L等的膜片非常容易发生渗适,产生破裂。

　　6.高温及真空环境：在气化炉烘炉阶段,开工抽引使气化内达到一定的负压。这时变送器膜拿内处于真空状态。在变送器中,为了传递被测介质的压力,其填充介质要求膨胀系数小、无腐蚀、有不可压缩性及耐高温的特性。其隔离膜片具有耐蚀性，且刚度小,变送器在高温环境，氟油体积会发生膨胀,则膨胀产生的附加压强使远传离膜片发生变形。再加上真空环境，远传隔离膜片向外凸出,膜片变形使测量不准，影响变送器的正常使用。

　　二、气化炉装置双法兰液位计防治对策分析

　　1.激冷室内工况复杂,工艺条件非常苛刻对双法兰液位计本体性能要求极高,所以在远传双法兰液位计采购时,对其技术要求为耐高温、高压、防氢、防真空、防腐蚀、带冲洗等。防真空设计膜片进行全焊接,即毛细管到法兰的连接处、膜头到毛细管连接处全部进行焊接；防高温设计即膜拿充填液要选择相应的耐高温充填液。为了防止产生析氢腐蚀,变送器采用了镀金膜片变送器,可以减少变送器由于氢渗透频损坏现象,镀金膜片一般采用高温长时间烧结工艺使得金质膜层均匀化、金质膜层无应力,从而降低了氢扩散效应,延长了使用周期。

　　2.只是单纯提高变送器本体性能还远远不够,由此连通器原理,在气化炉原测量取压口处增加一台平衡筒，平衡筒体采用3寸材质316不锈钢管制成，与工艺阀门出口法兰连接采用2寸材质316不锈钢管,考虑到对管路的疏通，正对取压口处加1/2寸冲洗水管进行定期冲洗,筒体上端使用盲法兰密封,下端塔加排污阀,变送器连接法兰与原取压口为90º方向焊接。增加平衡筒后,冲洗水长期或短期使用都不会对膜进行冲蚀,同时冲洗水相对较为干净,少量冲洗水可以使下测量膜盒液部分变得相对清洁，同时接液部分温度明显降低(激冷室内液体约270℃,冲洗水温度约110℃),使膜盒内氟油工作温度相对较低，即降低了液体CI-离子等对膜盒的腐蚀,又减少了接头部分，由于温变大易泄漏的问题。

　　3.针对真空环境，除在采购时技术要求在真空场合使用外,同时还要保证在工艺烘炉时,关闭远传双法兰液位计与气化炉连接的工艺阀门.尽量壁免在真空场合使用，工艺人员可以根据现场就地磁翻板液位计观察液位,确保正常烘炉,延长远传双法兰液位计的使用寿命。

　　三、生产过程中远传双法兰液位计常见故障不准的问题处理方式

　　1.根部阀故障

　　装置开车期间,气化炉双法兰液位计显示不准确,现场冲洗无效果,停车后拆检双法兰液位计校验合格,检查发现根部阀故障,旐转根部阀手轮,阀球不动作,根部阀处于全关位,造成双法兰液位计显示不准。处理方法为气化炉例检时进行更换阀门。

　　2.取压管堵

　　由于气化炉装置中的激冷水是含有大量灰渣的黑水,如果不是定期对气化炉远传双法三液位计进行冲洗,取压管容易堵,造成指示不准确。处理方法为开车期间严格执行气化炉远传双法三液位计的定期冲洗制度。同时停车期间要做好平衡筒及取压管的清洗疏通工作,确保顺畅。

　　3.投料后出现漏点

　　由于安装时紧固不到位,投料后取压口处出现漏点。处理方法关闭气化炉液位根部阀,紧固漏点法兰,必要时更换垫片,如根部阀无法关闭时进行带压堵漏或进行停车处理。

　　气化炉装置的液位是一个十分重要的控制工艺,测量参数直接影响到气化炉的安全运行。希望通过以上的描述对气化远传双法兰液位计的问题分析和防范措施的故障排查,延长了双法兰液位计的使用性能和寿命,降低了维修费用,也为气化装置的安全稳定长周期运行提供了重要依据。