礦漿流量計在水煤漿氣化爐儀表設備國產化中應用的說明

點擊次數：2385 發布時間：2020-09-16 14:50:09

水煤漿是70年代興起的新型煤基液體燃料，由65%的煤、34%的水和1%的化學添加劑，經過一定的工藝流程加工而成，是一種新型、高效、清潔的煤基燃料，是燃料家庭的新成員，它具有石油一樣的流動性，熱值相當于油的一半，被稱為液態煤炭產品。水煤漿技術包括水煤漿制備、儲運、燃燒、添加劑等關鍵技術，是一項涉及多門學科的系統技術，水煤漿具有燃燒效率高、污染物排放低等特點，其灰分及含硫量低，燃燒時火焰中心溫度較低，燃燒效率高，煙塵、SO2及**X排放量都低于燃油和燃煤。許多**基于長期的能源戰略考慮，將其作為以煤代油的燃料技術進行研究、開發和儲備，且已實現商業化使用。可用于電站鍋爐、工業鍋爐和工業窯爐代油、代氣、代煤燃燒，是當今潔凈煤技術的重要組成部分。
發展編輯，中國的水煤漿技術優先于國外，我國的水煤漿研究工作起步于70年代末，80年代初，于1983年5月攻關研制出了*一批水煤漿試燃燒成功，這種新能源在中國的能源戰略中占有非常重要的地位。
水煤漿加壓氣化工藝對煤種的適應性較廣，可用于合成氨、電石法乙炔加工、煤焦油化工、甲醇及碳一化學和醋酸醋酐下游產品等領域，特別是用于化肥生產，成本低、效益高。本文主要介紹水煤漿氣化爐部分儀表設備國產化應用效果，如礦漿流量計、楔形流量計、高溫熱偶等。由于水煤漿氣化工藝自身的特點，決定著整個生產過程必須實現自動控制，儀表就成了實現自動控制的關鍵，它必須適應生產中的各種變化，并不斷改進。水煤漿氣化爐儀表重要設備多為進口，價格昂貴。一旦在生產上出了問題，如果靠從國外購買，經濟上無法保證，時間上更是耽誤不起。向國外定購一臺設備，至少需要三個月或半年時間，生產是等不及的。所以，逐步研究水煤漿氣化爐儀表裝備國產化是很有必要的。
1、國產礦漿流量計測量煤漿流量的應用
煤漿流量測量的準確性直接影響四噴嘴對置式氣化爐的安全穩定運行，同時也是氣化爐產出合成氣產量控制的一個關鍵因素。我公司的三臺四噴嘴對置式氣化爐煤漿管線使用的礦漿流量計，運行期間不同程度的出現流量波動較大的現象，有的直接導致流量指示為零。儀表人員進行了現場檢查，發現煤漿管線使用的礦漿流量計測量管道內部襯里不同程度的出現鼓包、龜裂現象。
針對礦漿流量計內部襯里出現的這種情況，車間組織人員進行分析，并與工藝車間、礦漿流量計生產廠家進行交流溝通，*終判斷導致此種情況產生的原因可能為：
1）煤漿管線未設置呼氣閥，由于煤漿泵與氣化爐煤漿管線入口高度差較大，在氣化爐開停車過程中，管道內容易產生負壓而造成鼓包、裂紋現象。
2）煤漿管線溫度過高，尤其是夏天煤漿管線內部溫度可達到80℃左右，而目前礦漿流量計內部襯里采用的材料是聚氨酯橡膠，耐受*高流體溫度也就80℃，由于長期處于溫度極限范圍處，易導致襯里的老化、龜裂。
3）煤漿在使用過程中夾雜有雜醇油，造成煤漿的偏酸性，礦漿流量計內部襯里材料為聚氨酯橡膠，耐酸、堿性能較差，長期使用，易產生鼓包、裂紋現象。
根據與礦漿流量計生產廠家交流，結合我公司現場煤漿管線礦漿流量計的使用現狀以及工藝運行指標，決定進行礦漿流量計內部襯里的改造試驗，選擇更適合目前我公司現場實際工況的襯里材料，通過研究比較，*終選擇了特氟隆PFA作為礦漿流量計的內部襯里材料。克服了由于高溫的熱膨脹、腐蝕及負壓對襯里的損壞。
由于煤漿管線礦漿流量計數量較多，正在逐步更換原礦漿流量計聚氨酯襯里為PFA襯里，此項工作還需一段時間完成。
2、國產楔形流量計測量灰水、黑水流量的應用
水煤漿氣化爐裝置使用了比較多的楔形流量計，經過幾年的運行時間檢驗，已有部分楔形流量計楔形塊磨損，嚴重的發生測量管磨漏現象。
通過對故障楔形流量計的分析，認為解決辦法主要可以從兩方面考慮：一是，由于灰水或黑水內夾雜的顆粒物較多，摩擦增大，而楔形流量計的楔形流量塊設計為空心，加之測量管道未噴涂耐磨材料，流體在楔形塊處遇到阻力，會加大對楔形塊和測量管路的沖刷，從而造成楔形流量計損壞，目前的解決方法是將楔形塊使用實心耐磨材料制成，同時將測量管路噴涂耐磨材料，降低流體對測量管路的沖刷。
二是，考慮進行重新選型，由于楔形流量計存在楔形塊，在流體的流動過程中受到阻礙，易產生對楔形塊及測量管路的沖刷，而考慮選用文丘里、噴嘴或礦漿流量計，測量管路比較平緩，不會產生較大的流體沖刷，易延長流量計的使用壽命。
3、國產高溫熱偶測量氣化爐爐膛溫度的應用
自氣化爐2005年投產運行以來，氣化爐爐膛溫度一直是氣化爐投料時重要的監控點，先后也選用了不同的高溫熱偶制造廠家，如德士古、沈陽黎明、重慶川儀研究所、德士克、昆山優利德等，目前正在使用的是昆山優利德生產的高溫熱偶，在選用質量好的制造廠家的同時，也在安裝過程中注意方法，由開車初期的使用壽命為一兩個星期到現在的至少三個月。
結合以往的使用經驗，高溫熱偶的使用壽命一方面與高溫熱偶的質量有關，其質量的優劣與其熱偶套管材質的選擇、結構形式及密封形式均有關系。熱偶套管的材質決定了其耐溫、耐沖刷的使用壽命；結構形式一般有固定式和可調節長短兩種，一般隨著氣化爐的運行，不同時期的氣化爐內爐磚厚度會有所區別，選擇可調節長度的高溫熱偶可使熱偶插入深度不致于過長，從而可延長使用壽命；密封形式決定其安全性能，決定其在損壞的狀態下是否會發生泄露，一旦氣化爐在運行過程中高溫熱偶由于高溫、沖刷損壞發生泄漏的話，必須進行停車處理，這樣就會造成嚴重的經濟損失。另一方面與安裝過程有關系，插入深度是否選擇合適，*好與內壁爐磚保持同一平面，避免插入過深縮短熱偶使用壽命；熱偶孔孔徑是否疏通大小合適，孔徑太小或不均勻容易損傷高溫熱偶，縮短其使用壽命；密封件的安裝是否合適，緊固件是否緊固到位，均與高溫熱偶的使用壽命及安全性能有關系。