氣化爐激冷室液位的測量與控制

●168.廣州化工2010年38卷第3期氣化爐激冷室液位的測量與控制楊云龍(西北化工研究院，陜西西安710054)摘要:氣化爐激冷室液位的測量 與控制關(guān)系到氣化爐及氣化裝置的安全,對于穩定料漿氣化過(guò)程,延長(cháng)氣化爐的使用壽命具有重要的意義。本文介紹了氣化爐激冷室液位的測量與控制方法,論述了用雙法蘭差壓變送器測量氣化爐激冷室液位時(shí),變送器的量程和遷移量的計算方法以及保護雙法蘭差壓變送器所采取的措施。關(guān)鍵詞:氣化爐;液位測量;差壓變送器;量程;遷移量The Measurement and Control of Liquid Level in the Quenching Chamber of a GasifierYANG Yun - long( Northwest Research Institute of Chemical Industry, Shaanxi Xi' an 710054, China)Abstract: The measurement and control of liquid level in the quenching chamber of a gasifier was concerned with thesafety of a gasifier and a gasification unit, and was signifcant to stabilize slury gasification and extend operating life of agasifer. The measurement and control of the liquid level in the quenching chamber of a gasifier were introduced, and thecalculation of the measuring range and displacement of the transmitter as well as the protection for the instrument were il-lustrated when measuring the liquid level with double fange transmitters for different pressures.Key words: gasifier; liquid level measurement; transmitter for different pressure; measuring range; displacement在濕法料漿加壓氣化工藝中,氧氣和料漿經(jīng)燒嘴注人氣化的溫度較高 且含有大量的灰渣,液位測量?jì)x表宜選用雙發(fā)蘭差爐內,在壓力為015.0MPa、溫度為1250C1450C的條件下料漿壓變送器。雙發(fā)蘭差壓變送器的正向取壓發(fā)蘭選用插人式法與氧氣發(fā)生反應,生成以CO、CO2和H2為主要組分的粗合成蘭,負向取壓發(fā)蘭選用平法蘭。測量激冷室液位時(shí),雙法蘭差壓氣。料漿氣化過(guò)程中產(chǎn)生的溫度高達1300C 1500的熔渣和粗變送器的安裝方式如圖1所示。由圖1可見(jiàn)，差壓變送器正向合成氣進(jìn)人氣化爐下部的激冷室進(jìn)行冷卻。在激冷室內,粗合(以“ +”表示)取壓發(fā)蘭與激冷室下部的取壓孔相連接,負向成氣被激冷水冷卻到操作壓力下的飽和溫度,再由激冷室底部(以“-”表示)取壓發(fā)蘭與激冷室上部取壓孔相連接。為了防止經(jīng)鼓泡洗滌后進(jìn)入洗滌塔進(jìn)-步洗滌除塵;熔渣經(jīng)激冷水冷卻正向取壓孔堵塞,正向取壓孔向下傾斜,正向取壓孔的中心線(xiàn)和后變成細渣,再經(jīng)渣水出口排出氣化爐激冷室。如果氣化爐激激冷室的軸線(xiàn)的 上夾角為60°。負向取壓孔為水平取壓孔。冷室內激冷水的液位過(guò)高則會(huì )使出氣化爐的粗合成氣帶水;液位過(guò)低則不能把粗合成氣和熔渣冷卻到工藝要求的溫度,同時(shí)P。會(huì )導致出氣化爐的粗合成氣嚴重帶灰，達不到要求的洗滌除塵效果。只有當氣化爐激冷室的液位處于濕法料漿加壓氣化工藝所要求的液位范圍內時(shí)才能把溫度高達1300C1500的熔渣和粗合成氣冷卻到工藝要求的溫度,才能保證粗合成氣的洗滌除塵效果。因此,氣化爐激冷室液位是濕法料漿加壓氣化工藝測量和控制的重要參數,必須嚴格控制。激冷室的激冷水中不僅含有大量的灰渣和無(wú)機鹽而且激冷室的操作壓力和操作溫度也較高,這些因素導致了氣化爐激冷室液位難以測量和控制。本中國煤化工冷室液位示意圖文論述氣化爐激冷室液位的測量和控制方法以及保護雙法蘭差壓變送器所采取的措施。下面.MHCNMHG和遷移量。當激冷室中的液位最高時(shí),變送器正壓室的壓力P1+為:1氣化爐激冷 室液位的測量方法P1. =Po + (h +h)pg -hpog氣化爐正常工作時(shí),激冷室的操作壓力約為015. 0MPa,激當液位最低時(shí),變送器正壓室的壓力P2.為:冷室中的激冷水溫度約為200C260C。由于激冷室中的激冷水P2+ =Po - hpog2010年38卷第3期廣州化工●169.變送器的量程為:用文丘里管,變送器采用雙法蘭差壓變送器。OP=P+ -P2+ =(h +h2)pg為了提高氣化爐激冷室液位測量的準確性和控制系統的可醚當液面最低時(shí),變送器負壓室的壓力P.為:靠性,可在(化爐激冷室上安裝三臺量程相同的雙發(fā)蘭差壓變詩(shī)P. =Po +h2P08送器,這三臺變送器的負向取壓孔和正向取壓孔分別位于同一變送器的遷移量為:個(gè)水平面上。用這三臺雙發(fā)蘭差壓變送器同時(shí)測量氣化爐激冷Q=P2+ -P_= -(h1pog+h2pog)= -(h +h2)PoB室的液位,然后對這三臺變送器的輸出信號取中值,用中值作為式中:po一激冷室壓力 ,Pa氣化爐激冷室液位的測量值。激冷水密度,kg/m'有些生產(chǎn)廠(chǎng)家采用兩臺雙方法蘭差壓變送器和- - 臺浮簡(jiǎn)液P變送器膜盒中的填充液密度, kg/m2'位計測量氣化爐激冷室液位,或者用兩臺浮簡(jiǎn)液位計和一- 臺雙g重力加速度 ,m/s32法蘭差壓變送器測量氣化爐激冷室的液位,然后再對這三臺液由上面的計算可知,用雙法蘭差壓變送器測量氣化爐激冷位計的輸出信號取中值,用中值作為氣化爐激冷室液位的測量室的液位時(shí),變送器的量程和遷移量與變送器的正向和負向取值。和雙法蘭差壓變送器相比,浮簡(jiǎn)液位計的安裝較為復雜,更壓孔之間的距離成正比，而與變送器主機的安裝位置無(wú)關(guān),變送重要的是浮 簡(jiǎn)液位計在使用一-段時(shí)間后 ,激冷水中溶解的無(wú)機器的零點(diǎn)遷移為負遷移。鹽或其他雜質(zhì)會(huì )沉淀在測量浮子上,使浮子的重量增加,從而導致浮簡(jiǎn)液位計示值不準確?？偟膩?lái)說(shuō),采用三臺雙法蘭差壓變2氣化爐激冷 室液位的控制方法送器測量激冷室液位,用中值作為氣化爐激冷室液位的測量值測量氣化爐激冷室液位的目的是為了控制激玲室液位，使的測 量方法能滿(mǎn)足測量精度及控制系統可靠性的要求。激冷室的液位保持在設定值上。激冷室液位控制系統- -般選用3雙法蘭差壓變送器膜盒的保護措施串級控制系統。圖2為氣化爐激冷室液位控制系統的框圖。由圖2可見(jiàn),氣化爐激冷室液位控制系統是由激冷室液位和激冷雙法蘭差壓變送器與被測介質(zhì)接觸部分所用膜片的材質(zhì)通室排出的黑水的流量構成的申級控制系統。在該系統中，激冷常為含鋪不銹鋼一1Gr18Ni12Mo2Ti。 一般情況下,這種膜片可室液位為主被控變量,激冷室排出的黑水流量為副被控變量。與被測介質(zhì)直接接觸。但由于氣化爐激冷室的操作壓力和操作為了消除調節閥前后壓力干擾及自衡作用對流量的影響,在系溫度較高且激冷室中的激冷水含有大量的灰渣,所以目前國內統中設計了黑水流量控制副回路。當黑水流量測量值變化時(shí),的濕法料漿加壓氣化裝置用密封水吹掃雙法蘭差壓變送器正負黑水流量調節器改變調節閥的開(kāi)度,使激冷室排出的黑水的流壓室的測量膜盒,以防膜盒腐蝕和變送器取壓孔的堵塞。采用量穩定。與此同時(shí),激冷室排出的黑水流量的變化會(huì )影響到激這種方法,一方面能除掉變送器膜盒上的沉降物,另-方面可對冷室的液位高度,從而使液位調節器的輸出發(fā)生變化,即黑水流變送器的膜盒降溫。這樣不僅可提高變送器測量的準確性且可量調節器的給定值發(fā)生變化。這就進(jìn)一一步加速了控制系統克服延長(cháng)變送器的使用壽命。擾動(dòng)的調節過(guò)程,使主被控變量回復到設定值上。在本控制系4結語(yǔ)統中,主調節器通過(guò)主環(huán)能及時(shí)地調節副調節器的給定值,使黑水流量變化而保持液位穩定;副調節器- . 方面接受主調節器的氣化爐激冷室液位的測量與控制關(guān)系到氣化爐及氣化裝置輸出信號,同時(shí)根據黑水流量測量值的變化調節激冷室排出的的安全,對于穩定料漿氣化過(guò)程 ,延長(cháng)氣化爐的使用壽命具有重黑水流量,使黑水流量跟蹤流量給定值的變化,最終使激冷室液要的意義。用三臺量程相同的雙法蘭差壓變送器外加密封水吹位恢復到給定值上。掃變送器膜盒的方法能較好地解決氣化爐激冷室液位的測量問(wèn)題。用雙法蘭差壓變送器測量氣化爐激冷室液位時(shí)必須對其進(jìn)液位給定值、管|流量數微冷室行零點(diǎn)遷移,零點(diǎn)遷移為負遷移。變送器的量程和遷移量與變送器的正向和負向取壓孔之間的距離成正比，而與變送器主機的安裝位置無(wú)關(guān)。根據氣化爐激冷室液位控制系統的框圖結構,也可以說(shuō)氣化爐激冷室液位控制系統是均勻控制系統。在-流量變送器+實(shí)際生產(chǎn)中,可通過(guò)設置主副調節器的控制參數而兼顧激冷室雙法蘭差壓變送器液位和激冷水流量的控制精度。雙法蘭美壓變送器[1]陸德民 石油化工白動(dòng)控制設計手冊(第三版) [ M].北京:化學(xué)工中國煤化工圄2氣化爐激冷室液位控制系統的框圖YHCNMHG在本系統中,流量計-般采用差壓式流量計,其節流元件采