vns威尼斯vns9080-4886a威尼斯城官网

仪器仪表直供热线 18952302362
三畅创新研发仪表、助力工业自动化升级

煤气化装置自动化仪表选型研究

来源: 中海油惠州石化有限企业 编辑:徐海宝 发布日期:2020-06-29

 摘 要 :煤气化生产作为现阶段我国实现能源结构化调整的重要生产技术,其在煤化工生产中占据着核心地位。自动化仪表的应用不但可以提升生产稳定性,同时也可以降低人工成本与工作负荷,所以选择合适的自动化仪表是煤气化生产的重要部分。本文分别从压力测量仪表、温度测量仪表以及控制阀和物位检测仪表等多个角度对煤气化生产过程中自动化仪表的选型策略进行了探讨,希翼可以有效提升煤气化生产的稳定性,为行业发展提供思路与借鉴。

 
         我国作为一个多煤少油少气的国家,煤气化生产技术不但是国家能源结构化调整过程中的核心技术,同时也是确保能源生产安全的基本技术类型。在该技术应用过程中,具有技术成熟度较高、能量转化率好的特征,同时水煤浆运输过程中可以有效避免干粉运输的各种限制因素,提升了环境的适应性与运输的稳定性。在生产过程中,由于涉及复杂的生产工艺实现环节,需要借助于自动化仪表来进行生产过程控制,满足生产效益的实现需求。本文主要探讨了煤气化生产过程中自动化仪表的选型特征。
 
1 压力测量仪表选型
         压力测量表在煤气化生产中具有重要的作用。在生产各个环节中都需要涉及压力这个重要的参数,一般来说,煤气化生产过程中压力在5~7MPa,在这样的高压条件下要想保持压力测试的稳定性,需要做好设备的选型管理与管道的安全涉及。在常规条件下,压力测量仪表的测量需要根据介质来进行选择,弹簧管不锈钢压力表能够很好地满足煤气化生产的实际需求。在氧气介质当中,可以选择专用的变送器,通过黑水冲刷处理实验后能够满足基本的煤气化生产要求即可。另外,需要避免仪表出现堵塞问题,增设膜片进行加厚处理,配合冲洗环来满足设计的实际使用要求。必要时,还可以选择哈氏合金材料来满足耐腐蚀的设计要求。
 
2 温度测量仪表选型
         煤气化生产过程中对于温度参数的监控具有很高的要求,这不但直接关系到生产的产量与稳定性,同时也影响到生产工艺的安全性。作为使用较为广泛的仪表,温度测量仪表的选型主要以稳定、安全以及寿命长为设计要求。在煤气化生产过程中,非常为关键的温度监控环节是气化炉的内部温度,该测试划分为内测与外侧测温两个主要组成部分。燃烧时内部具有高温高压的环境特征,在生产过程中温度可以达到1 400℃以上。这样的恶劣使用环境对于测量仪表的材质与设计水平提出了很高的技术要求。热电偶保护管要同时满足双层结构的设计要求,同时选择耐磨、耐高温高压的材料。其中,B型高温热电偶能够满足长期高温工作的要求,但是在低温条件下测量效果较差,具体内容如表1所示。
热电偶适用温度范围
         煤气化生产过程中炉壁的测温点测量同样十分重要,一旦出现炉壁温度异常上升,可能会导致外壳强度遭受影响,进而使得气化炉进入到不安全的工作状态当中,该部分的保护管需要进行适当的硬化处理,通过表面喷涂热处理的方式进行强化可以达到实际的使用要求。
 
3 物位检测仪表选型
         物位检测仪表的选型主要考虑到煤气化生产过程中的计量需要,特别是满足生产过程中物料位置的控制需求,以确保生产进程中设备使用安全以及生产顺序稳定。在选型控制方面,优先选择压差变送处理设备来满足生产的实际需求,该设备能够尽可能满足煤气化生产的过程控制要求,如果有特殊需求,也可以匹配其他类型的物位检测仪表。比如说煤浆槽当中存在煤浆黏稠度较高的情况,采取传统的压差变送设备进行检验,难度较高,如果能够借助于非接触雷达液位计来进行测量,则效果要好很多。此外渣脱水罐液位,罐体高度对于一般差压变送器测量精度很难保证,选用雷达液位计和伺服料位计测量能满足多变的测量环境。仪表选择过程中需要考虑到耐腐蚀的客观要求,同时选择哈氏合金 C 膜片来参与构建,提升液位测量的整体效果。核料位计在测量过滤器收集的灰焦物料效果尤为明显。
 
4 控制阀选型
         控制阀在煤气化生产中属于必不可少的部分,其选择过程中需要综合考虑到阀体、阀芯的结构特征,以提升整体的调节效果。为了实际的使用寿命,还需要根据实际的使用环境来进行选型,简单划分如下几个方面进行分析 :其一,氧气切断阀。氧气切断阀主要针对高压氧气运输过程进行控制,一旦出现系统故障可以及时进行氧气的完全切断,从而避免各种安全事故的发生。由于生产工艺的稳定性要求,该阀门的调节速度要求较高,等待时间需要小于2s。可以通过球阀等模式来满足生产的实际需求。在氧气管线的吹扫方面,可通过除油脱脂技术来进行改善 ;其二,氧气调节阀。氧气调节阀在材质选择上与切断阀接近,但是由于其主要用于调
节氧气进料达到控制精确炉温的目的,所以需要精度非常高,线性度非常好的定位器,以匹配煤浆流量达到投自动的目的;其三,合成气阀。合成气阀主要用于粗煤气的运输开闭及控压工作,由于该生产过程涉及高温、高压的环境,同时下游也容易出现气流阻塞等问题,所以需要考虑多个方面的要求来进行材料的选择。
         一般来说,硬密封球阀可以达到设计的硬度与强度要求,在放空后,阀门的前后压差较高,密封要求也会相应地增加,所以可以选择口径较小的阀门来满足设计的实际要求;其四,高压渣水阀。高压渣水阀具有成分复杂、气化炉渣水温度较高等问题。由于阀门的动作十分频繁,所以很多情况下都需要承受较高的压差,同时对控制安全也会产生一些细微的影响。渣水本身具有很强的渗透性能,容易导致阀门卡塞,需要特别选择一些弹性良好的机构来满足灰渣问题的处理要求。其五,超高压蒸汽阀。超高压蒸汽压力高,温度高,压差高,阀体受冲击压力大。所以超高压蒸汽阀门及填料材质要求耐高温,抗冲刷,阀体构造耐冲击性强。
 
5 流量仪表选型
         煤气化生产过程中涉及大量的流量监测工作,通过流量监测能够确保物料消耗、产量稳定对比,满足生产质量的控制要求。在进行流量仪表选型时,首先需要做好煤浆流量的测量工作。实际上,煤浆本身具有黏稠、易沉淀的特征,所以不能够直接采取压差处理模式来进行测量,需要借助于电磁流量计等仪表设备来进行测量。结合煤浆的流速特征与耐压性能特征,材料的磨损需要以控制流速为基本条件,采用专门的衬里设计模式来满足耐腐蚀、耐磨损的使用要求。气化炉装置在配置阶段会出现大量的氧化铁锈,需要在流量仪表使用过程中避免出现测量波动稳定,进行定期的维修养护 ;
         其次,氧气流量监测。氧气在煤气化生产作为重要的原材料,其需要做好安全管理与科学流量监测。一般来说,介质接触区域要求做到内部光滑且脱脂处理。对于节流部分的材质则应该保持良好的导热性能与导电性能 ;
         非常后,渣水测量仪表。测量渣水的仪表主要考虑到耐冲刷与耐腐蚀两个层面的要求,可以采取双法兰变送器来进行测量,并添加冲洗水设备来避免出现管道堵塞的问题,并提升整体的耐腐蚀性、耐磨损性能,更好地适应煤气化生产的实际需求。
 
6 结语
         综上所述,煤气化生产过程中对于自动化仪表的稳定性、适应性具有较高的要求,通过科学选择针对性较强的自动化仪表,不但可以降低后期维护的成本与精力,同时也可以有效延长使用的寿命,获得良好的经济效益。在进行仪表选择时,应该以设备的特征、科学特点以及使用经验进行综合分析,以提升安全性能与工艺精准度为客观要求,为促进水煤浆气化工艺的进步与发展奠定坚实的基础。

 

咨询热线

0517-86998326

vns威尼斯vns9080|4886a威尼斯城官网

XML 地图 | Sitemap 地图