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电磁流量计在水煤浆气化炉仪表设备国产化中应用的说明

水煤浆是70年代兴起的新型煤基液体燃料,由65%的煤、34%的水和1%的化学添加剂,经过一定的工艺流程加工而成,是一种新型、高效、清洁的煤基燃料,是燃料家庭的新成员,它具有石油一样的流动性,热值相当于油的一半,被称为液态煤炭产品。水煤浆技术包括水煤浆制备、储运、燃烧、添加剂等关键技术,是一项涉及多门学科的系统技术,水煤浆具有燃烧效率高、污染物排放低等特点,其灰分及含硫量低,燃烧时火焰中心温度较低,燃烧效率高,烟尘、SO2及NOX排放量都低于燃油和燃煤。许多国家基于长期的能源战略考虑,将其作为以煤代油的燃料技术进行研究、开发和储备,且已实现商业化使用。可用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代油、代气、代煤燃烧,是当今洁净煤技术的重要组成部分。

发展编辑,中国的水煤浆技术优先于国外,我国的水煤浆研究工作起步于70年代末,80年代初,于1983年5月攻关研制出了第一批水煤浆试燃烧成功,这种新能源在中国的能源战略中占有非常重要的地位。

  水煤浆加压气化工艺对煤种的适应性较广,可用于合成氨、电石法乙炔加工、煤焦油化工、甲醇及碳一化学和醋酸醋酐下游产品等领域,特别是用于化肥生产,成本低、效益高。本文主要介绍水煤浆气化炉部分仪表设备国产化应用效果,如电磁流量计、楔形流量计、高温热偶等。 由于水煤浆气化工艺自身的特点,决定着整个生产过程必须实现自动控制,仪表就成了实现自动控制的关键,它必须适应生产中的各种变化,并不断改进。水煤浆气化炉仪表重要设备多为进口,价格昂贵。一旦在生产上出了问题,如果靠从国外购买,经济上无法保证,时间上更是耽误不起。向国外定购一台设备,至少需要三个月或半年时间,生产是等不及的。所以,逐步研究水煤浆气化炉仪表装备国产化是很有必要的。

水煤浆电磁流量计

  1 国产电磁流量计测量煤浆流量的应用

  煤浆流量测量的准确性直接影响四喷嘴对置式气化炉的安全稳定运行,同时也是气化炉产出合成气产量控制的一个关键因素。我公司的三台四喷嘴对置式气化炉煤浆管线使用的电磁流量计,运行期间不同程度的出现流量波动较大的现象,有的直接导致流量指示为零。仪表人员进行了现场检查,发现煤浆管线使用的电磁流量计测量管道内部衬里不同程度的出现鼓包、龟裂现象。

  针对电磁流量计内部衬里出现的这种情况,车间组织人员进行分析,并与工艺车间、电磁流量计生产厂家进行交流沟通,最终判断导致此种情况产

  生的原因可能为:

  1)煤浆管线未设置呼气阀,由于煤浆泵与气化炉煤浆管线入口高度差较大,在气化炉开停车过程中,管道内容易产生负压而造成鼓包、裂纹现象。

  2)煤浆管线温度过高,尤其是夏天煤浆管线内部温度可达到80℃左右,而目前电磁流量计内部衬里采用的材料是聚氨酯橡胶,耐受最高流体温度也就80℃,由于长期处于温度极限范围处,易导致衬里的老化、龟裂。

  3)煤浆在使用过程中夹杂有杂醇油,造成煤浆的偏酸性,电磁流量计内部衬里材料为聚氨酯橡胶,耐酸、碱性能较差,长期使用,易产生鼓包、裂纹现象。

  根据与电磁流量计生产厂家交流,结合我公司现场煤浆管线电磁流量计的使用现状以及工艺运行指标,决定进行电磁流量计内部衬里的改造试验,选择更适合目前我公司现场实际工况的衬里材料,通过研究比较,最终选择了特氟隆PFA作为电磁流量计的内部衬里材料。克服了由于高温的热膨胀、腐蚀及负压对衬里的损坏。

由于煤浆管线电磁流量计数量较多,正在逐步更换原电磁流量计聚氨酯衬里为PFA衬里,此项工作还需一段时间完成。

  2 国产楔形流量计测量灰水、黑水流量的应用

  水煤浆气化炉装置使用了比较多的楔形流量计,经过几年的运行时间检验,已有部分楔形流量计楔形块磨损,严重的发生测量管磨漏现象。

  通过对故障楔形流量计的分析,认为解决办法主要可以从两方面考虑:一是,由于灰水或黑水内夹杂的颗粒物较多,摩擦增大,而楔形流量计的楔形流量块设计为空心,加之测量管道未喷涂耐磨材料,流体在楔形块处遇到阻力,会加大对楔形块和测量管路的冲刷,从而造成楔形流量计损坏,目前的解决方法是将楔形块使用实心耐磨材料制成,同时将测量管路喷涂耐磨材料,降低流体对测量管路的冲刷。

  二是,考虑进行重新选型,由于楔形流量计存在楔形块,在流体的流动过程中受到阻碍,易产生对楔形块及测量管路的冲刷,而考虑选用文丘里、喷嘴或电磁流量计,测量管路比较平缓,不会产生较大的流体冲刷,易延长流量计的使用寿命。

  3 国产高温热偶测量气化炉炉膛温度的应用

  自气化炉2005年投产运行以来,气化炉炉膛温度一直是气化炉投料时重要的监控点,先后也选用了不同的高温热偶制造厂家,如德士古、沈阳黎明、重庆川仪研究所、德士克、昆山优利德等,目前正在使用的是昆山优利德生产的高温热偶,在选用质量好的制造厂家的同时,也在安装过程中注意方法,由开车初期的使用寿命为一两个星期到现在的至少三个月。

  结合以往的使用经验,高温热偶的使用寿命一方面与高温热偶的质量有关,其质量的优劣与其热偶套管材质的选择、结构形式及密封形式均有关系。热偶套管的材质决定了其耐温、耐冲刷的使用寿命;结构形式一般有固定式和可调节长短两种,一般随着气化炉的运行,不同时期的气化炉内炉砖厚度会有所区别,选择可调节长度的高温热偶可使热偶插入深度不致于过长,从而可延长使用寿命;密封形式决定其安全性能,决定其在损坏的状态下是否会发生泄露,一旦气化炉在运行过程中高温热偶由于高温、冲刷损坏发生泄漏的话,必须进行停车处理,这样就会造成严重的经济损失。另一方面与安装过程有关系,插入深度是否选择合适,最好与内壁炉砖保持同一平面,避免插入过深缩短热偶使用寿命;热偶孔孔径是否疏通大小合适,孔径太小或不均匀容易损伤高温热偶,缩短其使用寿命;密封件的安装是否合适,紧固件是否紧固到位,均与高温热偶的使用寿命及安全性能有关系。

  4 结束语

  仪表设备均是在不断的经验积累基础上慢慢趋于完善,最贵的仪表设备不一定就是最好的,最适合现场工况的仪表设备才是最好的,我们也一直致力于完善水煤浆气化炉装置上的仪表设备,使它更好、更长时间的用于现场工艺介质测量。

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