礦漿流量計在水煤漿氣化爐儀表設備國產(chǎn)化中應用的說(shuō)明

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(xué)添加劑，經(jīng)過(guò)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(dòng)性，熱值相當于油的一半，被稱(chēng)為液態(tài)煤炭產(chǎn)品。水煤漿技術(shù)包括水煤漿制備、儲運、燃燒、添加劑等關(guān)鍵技術(shù)，是一項涉及多門(mén)學(xué)科的系統技術(shù)，水煤漿具有燃燒效率高、污染物排放低等特點(diǎn)，其灰分及含硫量低，燃燒時(shí)火焰中心溫度較低，燃燒效率高，煙塵、SO2及NOX排放量都低于燃油和燃煤。許多國家基于長(cháng)期的能源戰略考慮，將其作為以煤代油的燃料技術(shù)進(jìn)行研究、開(kāi)發(fā)和儲備，且已實(shí)現商業(yè)化使用?？捎糜陔娬惧仩t、工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐代油、代氣、代煤燃燒，是當今潔凈煤技術(shù)的重要組成部分。
發(fā)展編輯，中國的水煤漿技術(shù)優(yōu)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(guān)研制出了第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(xué)和醋酸醋酐下游產(chǎn)品等領(lǐng)域，特別是用于化肥生產(chǎn)，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(chǎn)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(diǎn)，決定著(zhù)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程必須實(shí)現自動(dòng)控制，儀表就成了實(shí)現自動(dòng)控制的關(guān)鍵，它必須適應生產(chǎn)中的各種變化，并不斷改進(jìn)。水煤漿氣化爐儀表重要設備多為進(jìn)口，價(jià)格昂貴。一旦在生產(chǎn)上出了問(wèn)題，如果靠從國外購買(mǎi)，經(jīng)濟上無(wú)法保證，時(shí)間上更是耽誤不起。向國外定購一臺設備，至少需要三個(gè)月或半年時(shí)間，生產(chǎn)是等不及的。所以，逐步研究水煤漿氣化爐儀表裝備國產(chǎn)化是很有必要的。
1、國產(chǎn)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(shí)也是氣化爐產(chǎn)出合成氣產(chǎn)量控制的一個(gè)關(guān)鍵因素。我公司的三臺四噴嘴對置式氣化爐煤漿管線(xiàn)使用的礦漿流量計，運行期間不同程度的出現流量波動(dòng)較大的現象，有的直接導致流量指示為零。儀表人員進(jìn)行了現場(chǎng)檢查，發(fā)現煤漿管線(xiàn)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(chē)間組織人員進(jìn)行分析，并與工藝車(chē)間、礦漿流量計生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行交流溝通，最終判斷導致此種情況產(chǎn)生的原因可能為：
1）煤漿管線(xiàn)未設置呼氣閥，由于煤漿泵與氣化爐煤漿管線(xiàn)入口高度差較大，在氣化爐開(kāi)停車(chē)過(guò)程中，管道內容易產(chǎn)生負壓而造成鼓包、裂紋現象。
2）煤漿管線(xiàn)溫度過(guò)高，尤其是夏天煤漿管線(xiàn)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，耐受最高流體溫度也就80℃，由于長(cháng)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(guò)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(cháng)期使用，易產(chǎn)生鼓包、裂紋現象。
根據與礦漿流量計生產(chǎn)廠(chǎng)家交流，結合我公司現場(chǎng)煤漿管線(xiàn)礦漿流量計的使用現狀以及工藝運行指標，決定進(jìn)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(chǎng)實(shí)際工況的襯里材料，通過(guò)研究比較，最終選擇了特氟隆PFA作為礦漿流量計的內部襯里材料?？朔擞捎诟邷氐臒崤蛎?、腐蝕及負壓對襯里的損壞。
由于煤漿管線(xiàn)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(shí)間完成。
2、國產(chǎn)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(jīng)過(guò)幾年的運行時(shí)間檢驗，已有部分楔形流量計楔形塊磨損，嚴重的發(fā)生測量管磨漏現象。
通過(guò)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(huì )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(shí)心耐磨材料制成，同時(shí)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(jìn)行重新選型，由于楔形流量計存在楔形塊，在流體的流動(dòng)過(guò)程中受到阻礙，易產(chǎn)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(huì )產(chǎn)生較大的流體沖刷，易延長(cháng)流量計的使用壽命。
3、國產(chǎn)高溫熱偶測量氣化爐爐膛溫度的應用
自氣化爐2005年投產(chǎn)運行以來(lái)，氣化爐爐膛溫度一直是氣化爐投料時(shí)重要的監控點(diǎn)，先后也選用了不同的高溫熱偶制造廠(chǎng)家，如德士古、沈陽(yáng)黎明、重慶川儀研究所、德士克、昆山優(yōu)利德等，目前正在使用的是昆山優(yōu)利德生產(chǎn)的高溫熱偶，在選用質(zhì)量好的制造廠(chǎng)家的同時(shí)，也在安裝過(guò)程中注意方法，由開(kāi)車(chē)初期的使用壽命為一兩個(gè)星期到現在的至少三個(gè)月。
結合以往的使用經(jīng)驗，高溫熱偶的使用壽命一方面與高溫熱偶的質(zhì)量有關(guān)，其質(zhì)量的優(yōu)劣與其熱偶套管材質(zhì)的選擇、結構形式及密封形式均有關(guān)系。熱偶套管的材質(zhì)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(cháng)短兩種，一般隨著(zhù)氣化爐的運行，不同時(shí)期的氣化爐內爐磚厚度會(huì )有所區別，選擇可調節長(cháng)度的高溫熱偶可使熱偶插入深度不致于過(guò)長(cháng)，從而可延長(cháng)使用壽命；密封形式?jīng)Q定其安全性能，決定其在損壞的狀態(tài)下是否會(huì )發(fā)生泄露，一旦氣化爐在運行過(guò)程中高溫熱偶由于高溫、沖刷損壞發(fā)生泄漏的話(huà)，必須進(jìn)行停車(chē)處理，這樣就會(huì )造成嚴重的經(jīng)濟損失。另一方面與安裝過(guò)程有關(guān)系，插入深度是否選擇合適，最好與內壁爐磚保持同一平面，避免插入過(guò)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(guān)系。

1. 結束語(yǔ)

儀表設備均是在不斷的經(jīng)驗積累基礎上慢慢趨于完善，最貴的儀表設備不一定就是最好的，最適合現場(chǎng)工況的儀表設備才是最好的，我們也一直致力于完善水煤漿氣化爐裝置上的儀表設備，使它更好、更長(cháng)時(shí)間的用于現場(chǎng)工藝介質(zhì)測量。

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