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使用单位:陕西神木化学工业有限公司

气化炉在德士古工艺煤制甲醇中处于核心位置,气化炉液位控制状况对煤气化的效果、能耗、产量、安全起到至关重要的作用,直接影响到装置的效益水平。

气化工段中气化炉液位是操作控制中一个很重要的指标,直接参与气化炉安全联锁跳车。其液位测量采用双法兰差压变送器,正常工况下,操作压力3.75MPa,操作温度220℃,介质中含有一定量的氢气。自从气化炉开车后3个月,每次投料,液位计波动很大,造成生产不稳定。直到压力升起来以后才可以恢复正常指示,当时分析原因是由于变送器自身缺陷造成的,因为双法兰差压变送器当静压力低时容易产生波动,系统停车检修,对在线使用的所有双法兰变送器的膜片进行检查,液位计双法兰变送器法兰膜片全部破裂

 


图1变送器膜片破裂

通过对工艺的分析,由于气化炉中含有氢气H2,而H2在高温、高压下,易造成氢脆现象。

氢气不是腐蚀性介质,但有很强的渗透性.氢分子很小,会进入金属的晶体格内,使金属鼓泡,也称“氢脆”(不同的金属由于其内在的结构不一样,氢脆现象会有所不同)。

变送器传感器膜片一般只有0.1mm左右厚.,严重的会造成膜片破裂。哈氏合金膜片或316L等由于材质的问题非常容易发生渗透,而膜片破裂的变送器都是使用316L和哈氏合金膜片。

但在这种工况下,普通的金属膜片极易由于析氢腐蚀而损坏,这是因为在高温高压环境下,氢气易于进入普通金属膜片中,造成变送器的膜片鼓包、破裂等现象。为了防止产生析氢腐蚀,气化炉液位变送器采用了西门子的镀金膜片变送器(见图2),没有出现变送器的由于氢渗透频繁损坏现象,这样使用效果很好。西门子的金膜片是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,从而显著降低了氢扩散效应,满足长周期使用(图3是已经使用了4年多的金膜片)。

 

图2气化炉液位变送器 图3 西门子变送器的金膜片

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