氣化爐激冷室液位的測(cè)量與控制

1、2010年38卷第3期廣州化工 169 氣化爐激冷室液位的測(cè)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(cè)呈與控制關(guān)系到氣化爐及氣化裝置的安全,對(duì)于穩(wěn)定料漿U化過(guò)程，延長(zhǎng)氣化爐的使用壽命具 有乖要的競(jìng)義本文介紹了氣化爐激冷宰液位的測(cè)忻與控制方法.論述了用雙法弋芳?jí)鹤兯推鳒y(cè)帯化爐激冷案液位時(shí)變送器的 危程和遷移就的計(jì)算方法以及保護(hù)雙法蘭差壓變送器所采取的措施。關(guān)鍵詞：氣化爐;液位測(cè)盤(pán);差壓變送器;址程;遷移址The Measurement and Control of Liquid Level in the Quenching Chamber of a Gasi

2、fierYANG Yun - long(Northwest Research Institute of Chemical Industryt Shaanxi Xian 710054, China)Abstract: The measurement and control of liquid level in the quenching chamber of a gasifier was concerned with the safety of a gasifier and a gasification unit, and was significant to stabilize slurry

3、gasification and extend operating life of a gasifier The measurement and control of the liquid level in the quenching chamber of a gasifier were introduced, and the calculation of the measuring range and displacement of the transmitter as well as the protection for the instrument were illustrated wh

4、en measuring the liquid level with double flange transmitters for different pressures.Key words： gasifier； liquid level measurement; transmitter for different pressure; measuring range； displacement2010年38卷第3期廣州化工 169 2010年38卷第3期廣州化工 169 在濕法料漿加壓氣化工藝中，領(lǐng)氣和料漿經(jīng)燒嘴注人氣化 爐內(nèi)在壓力為0 -l50MPa、溫度為1250弋- 1450*的條件下

5、料漿與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成以CO.CO.和U2為主要組分的粗合 成飩。料漿氣化過(guò)程中產(chǎn)生的溫度髙達(dá)1300* - 1500（：的熔渣 和粗合成氣進(jìn)入代化爐F部的激冷室進(jìn)行冷卻。在激冷室內(nèi). 粗合成氣被激冷水冷卻到操作壓力下的飽和溫度再由激冷室 底部經(jīng)鼓泡洗滌后進(jìn)入洗滌塔進(jìn)一步洗滌除塵;熔浹經(jīng)激冷水 冷卻后變成細(xì)浹，再經(jīng)渣水出口排出氣化爐激冷室。如果氣化 爐激冷室內(nèi)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)會(huì)導(dǎo)致出氣化爐的粗合成氣嚴(yán)重帶灰，達(dá)不到要求的洗滌 除塵效果。只有當(dāng)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(nèi)

6、時(shí)才能把溫度奇達(dá)1300 1500*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(cè)帛和控制的巫要參數(shù)必須嚴(yán)格控制。激冷室的激冷水 中不僅含有大曲的灰液和無(wú)機(jī)鹽而且激冷空的操作壓力和操作 溫度也較髙,這些因索導(dǎo)致了氣化爐激冷室液位難以測(cè)笊和控 制。本文論述氣化爐激冷室液位的測(cè)鳳和控制方法以及保護(hù)雙 法蘭蓋壓變送器所采取的措施1氣化爐激冷室液位的測(cè)量方法氣化爐止常工作時(shí)，激冷室的操作壓力約為o 15.0MPa, 激冷家中的激冷水溫度約為200弋 260兀。由j：激冷室中的激 冷水的溫度較髙口含冇大魅的灰液，液位測(cè)駅儀表宜選用

7、雙發(fā) 蘭差壓變送器。雙發(fā)蘭差壓變送器的止向取壓發(fā)蘭選用插入式 法蘭,負(fù)向取壓發(fā)蘭選用平法蘭。測(cè)蛍激冷宗液位時(shí)，雙法蘭差 壓變送器的安裝方式如圖1所示。由圖1可見(jiàn)，差壓變送器止向 （以7”表示）取壓發(fā)蘭與激冷室F祁的取壓孔相連接，負(fù)向 （以7表示）取壓發(fā)蘭與激冷室上部取壓孔相連接。為了防止 正向取壓孔堵寒,正向取壓孔向下傾斜，正向取壓孔的中心線和 激冷室的軸線的上夾角為60。負(fù)向取壓孔為水平取壓孔。下面il算雙發(fā)蘭差壓變送器的覽程和遷移備。當(dāng)激冷室中 的液位最奇時(shí)變送器正壓室的壓力匕為：P“ =Po +5 +h2）pg-hlPog當(dāng)液位最低時(shí)變送器正壓室的圧力P?為：卩2=Po -h】pog變送

8、器的fit程為：AP = PU -P?. =(h| +h2)pg當(dāng)液面最低時(shí)變送器負(fù)壓室的壓力P.為：P. =Po *h2Pog變送器的遷移1ft為：Q = P?P- = -(hipog + hjpog) = -(hj +h?)pog式中:Po激冷室壓力，P&p一激冷水密度切Po變送器膜盒中的填充液密度Ag/m3g重力加速度由上血的計(jì)算可知，用雙法蘭差壓變送器測(cè)址氣化爐激冷 室的液位時(shí),變送器的西程和遷移就與變送器的正向和負(fù)向取 壓孔之間的距離成正比，而與變送器主機(jī)的安裝位置無(wú)關(guān)，變送 器的零點(diǎn)遷移為負(fù)遷移。2氣化爐激冷室液位的控制方法測(cè)建久化爐激冷室液位的目的是為了控制激冷室液位，使 激冷室

9、的液位保持在設(shè)定值上。激冷室液位控制系統(tǒng)一般選用 串級(jí)控制系統(tǒng)。圖2為氣化爐激冷室液位控制系統(tǒng)的框圖。由 圖2可見(jiàn)，氣化爐激冷室腋位控制系統(tǒng)是由激冷室液位和激冷 室排岀的黑水的流凰構(gòu)成的串級(jí)控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，激冷 室液位為主被控變城激冷家排出的黑水流斌為副被控變址。 為了消除調(diào)節(jié)閥前后壓力干擾及自衡作用對(duì)流址的影響，在系 統(tǒng)中設(shè)計(jì)了黑水流童控制副回路。當(dāng)黑水流凰測(cè)雖值變化時(shí). 黑水流量調(diào)節(jié)器改變調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，使激冷室排出的黑水的流 就穩(wěn)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 冷室的液位高度,從而使液位調(diào)節(jié)器的輸出發(fā)生變化，即黑水流 fit調(diào)節(jié)器的給定值發(fā)生變化。這就進(jìn)一步加連了

10、控制系統(tǒng)克服 擾動(dòng)的調(diào)節(jié)過(guò)程，使主被控變肚回復(fù)到設(shè)定值上。在本控制系 統(tǒng)中，主調(diào)節(jié)器通過(guò)主環(huán)能及時(shí)地調(diào)節(jié)副調(diào)節(jié)器的給定值，使黑 水流址變化而保持液位穩(wěn)定；副調(diào)節(jié)器-方面接受主調(diào)節(jié)器的 輸出信號(hào)，同時(shí)根據(jù)黑水流44測(cè)量值的變化調(diào)節(jié)激冷室排出的 黑水流朮,使黑水流戢跟蹤流議給定值的變化，址終使激冷室液 位恢復(fù)到給定值上。液位給定值蔽位調(diào)節(jié)器調(diào)件1A激 冷 空流域變送器卜 I雙法蘭差壓變送為 I雙法蘭羞壓變送器I雙法蘭差壓變送可-中值選樣岳一圖2氣化爐激冷室液位控制系統(tǒng)的框圖用文丘里曾變送器采用雙法蘭差壓變送器。為了提奇氣化爐激冷室液位測(cè)址的準(zhǔn)確性和控制系統(tǒng)的可 靠性,可在氣化爐滋冷室上安裝三臺(tái)址程

11、相同的雙發(fā)蘭差壓變 送器,這三臺(tái)變送器的負(fù)向取壓孔和止向取壓孔分別位于同一 個(gè)水平面上。用這三臺(tái)雙發(fā)蘭差壓變送器同時(shí)測(cè)蚩氣化爐激冷 空的液位，然后對(duì)這三臺(tái)變送器的輸出信號(hào)取中值用中值作為 氣化爐激冷空液位的測(cè)址值。有些生產(chǎn)廠家采用兩臺(tái)雙方法蘭差壓變送器和一臺(tái)浮筒液 位計(jì)測(cè)雖氣化爐激冷室液位，或者用兩臺(tái)浮簡(jiǎn)液位計(jì)和一臺(tái)雙 法蘭差壓變送器瀝蛍氣化爐激冷室的液位，然后再對(duì)這三臺(tái)液 位計(jì)的輸出信號(hào)取中值用中值作為氣化爐激冷宅液位的測(cè)最 值。和雙法蘭差圧變送器相比,浮筒液位計(jì)的安裝較為復(fù)雜，更 重要的是浮筒液位計(jì)在使用一段時(shí)間后激冷水中溶解的無(wú)機(jī) 鹽或其他雜質(zhì)會(huì)沉淀在測(cè)量浮子上，使浮子的斎雖增加,從而導(dǎo)

12、 致浮筒液位計(jì)示值不準(zhǔn)確?？偟膩?lái)說(shuō)，采用三臺(tái)雙法蘭差壓變 送器測(cè)撻激冷室液位用中值作為氣化爐激冷室液位的測(cè)址值 的測(cè)駄方法能滿足測(cè)量精度及控制系統(tǒng)可靠性的要求。3雙法蘭差壓變送器膜盒的保護(hù)措施雙法蘭差壓變送器與被測(cè)介質(zhì)接觸部分所用膜片的材質(zhì)通 常為含鉗不銹鋼lCr!8Nil2Mo2Tio 一般悄況下，這種膜片可 與被測(cè)介質(zhì)直接接觸。但由于氣化爐激冷室的操作壓力和操作 溫度較高且激冷室中的激冷水含有大呈的灰渣所以冃前國(guó)內(nèi) 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(fù) 壓室的測(cè)量膜盒，以防膜盒腐蝕和變送器取壓孔的堵塞。采用 這種方法，一方面能除掉變送器膜盒上的沉降物,另一方面可對(duì) 變送器的膜盒降溫。這樣不僅可提高變送器測(cè)最的準(zhǔn)確性且可 延長(zhǎng)變送簽的使用壽命。4結(jié)語(yǔ)氣化爐激冷室液位的測(cè)雖與控制關(guān)系到氣化爐及氣化裝置 的安全，對(duì)于穩(wěn)定料漿氣化過(guò)程，延長(zhǎng)氣化爐的使用壽命具有重 要的意義。用三臺(tái)世程相同的雙法蘭差壓變送器外加密封水吹 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(cè)址問(wèn) 題J用雙法蘭差壓變送器測(cè)就氣化爐激冷室液位時(shí)必須對(duì)其進(jìn) 行零點(diǎn)遷移零點(diǎn)遷移為負(fù)遷移。變送器的盤(pán)程和遷移量與變 送器的正向和負(fù)向取壓孔之間的距離成正比，而與變送器主機(jī) 的安裝位宜無(wú)關(guān)。根據(jù)氣化爐激