气化炉激冷室液位的测量与控制

●168.广州化工2010年38卷第3期气化炉激冷室液位的测量与控制杨云龙(西北化工研究院，陕西西安710054)摘要:气化炉激冷室液位的测量 与控制关系到气化炉及气化装置的安全,对于稳定料浆气化过程,延长气化炉的使用寿命具有重要的意义。本文介绍了气化炉激冷室液位的测量与控制方法,论述了用双法兰差压变送器测量气化炉激冷室液位时,变送器的量程和迁移量的计算方法以及保护双法兰差压变送器所采取的措施。关键词:气化炉;液位测量;差压变送器;量程;迁移量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在湿法料浆加压气化工艺中,氧气和料浆经烧嘴注人气化的温度较高 且含有大量的灰渣,液位测量仪表宜选用双发兰差炉内,在压力为015.0MPa、温度为1250C1450C的条件下料浆压变送器。双发兰差压变送器的正向取压发兰选用插人式法与氧气发生反应,生成以CO、CO2和H2为主要组分的粗合成兰,负向取压发兰选用平法兰。测量激冷室液位时,双法兰差压气。料浆气化过程中产生的温度高达1300C 1500的熔渣和粗变送器的安装方式如图1所示。由图1可见，差压变送器正向合成气进人气化炉下部的激冷室进行冷却。在激冷室内,粗合(以“ +”表示)取压发兰与激冷室下部的取压孔相连接,负向成气被激冷水冷却到操作压力下的饱和温度,再由激冷室底部(以“-”表示)取压发兰与激冷室上部取压孔相连接。为了防止经鼓泡洗涤后进入洗涤塔进-步洗涤除尘;熔渣经激冷水冷却正向取压孔堵塞,正向取压孔向下倾斜,正向取压孔的中心线和后变成细渣,再经渣水出口排出气化炉激冷室。如果气化炉激激冷室的轴线的 上夹角为60°。负向取压孔为水平取压孔。冷室内激冷水的液位过高则会使出气化炉的粗合成气带水;液位过低则不能把粗合成气和熔渣冷却到工艺要求的温度,同时P。会导致出气化炉的粗合成气严重带灰，达不到要求的洗涤除尘效果。只有当气化炉激冷室的液位处于湿法料浆加压气化工艺所要求的液位范围内时才能把温度高达1300C1500的熔渣和粗合成气冷却到工艺要求的温度,才能保证粗合成气的洗涤除尘效果。因此,气化炉激冷室液位是湿法料浆加压气化工艺测量和控制的重要参数,必须严格控制。激冷室的激冷水中不仅含有大量的灰渣和无机盐而且激冷室的操作压力和操作温度也较高,这些因素导致了气化炉激冷室液位难以测量和控制。本中国煤化工冷室液位示意图文论述气化炉激冷室液位的测量和控制方法以及保护双法兰差压变送器所采取的措施。下面.MHCNMHG和迁移量。当激冷室中的液位最高时,变送器正压室的压力P1+为:1气化炉激冷 室液位的测量方法P1. =Po + (h +h)pg -hpog气化炉正常工作时,激冷室的操作压力约为015. 0MPa,激当液位最低时,变送器正压室的压力P2.为:冷室中的激冷水温度约为200C260C。由于激冷室中的激冷水P2+ =Po - hpog2010年38卷第3期广州化工●169.变送器的量程为:用文丘里管,变送器采用双法兰差压变送器。OP=P+ -P2+ =(h +h2)pg为了提高气化炉激冷室液位测量的准确性和控制系统的可醚当液面最低时,变送器负压室的压力P.为:靠性,可在(化炉激冷室上安装三台量程相同的双发兰差压变詩P. =Po +h2P08送器,这三台变送器的负向取压孔和正向取压孔分别位于同一变送器的迁移量为:个水平面上。用这三台双发兰差压变送器同时测量气化炉激冷Q=P2+ -P_= -(h1pog+h2pog)= -(h +h2)PoB室的液位,然后对这三台变送器的输出信号取中值,用中值作为式中:po一激冷室压力 ,Pa气化炉激冷室液位的测量值。激冷水密度,kg/m'有些生产厂家采用两台双方法兰差压变送器和- - 台浮简液P变送器膜盒中的填充液密度, kg/m2'位计测量气化炉激冷室液位,或者用两台浮简液位计和一- 台双g重力加速度 ,m/s32法兰差压变送器测量气化炉激冷室的液位,然后再对这三台液由上面的计算可知,用双法兰差压变送器测量气化炉激冷位计的输出信号取中值,用中值作为气化炉激冷室液位的测量室的液位时,变送器的量程和迁移量与变送器的正向和负向取值。和双法兰差压变送器相比,浮简液位计的安装较为复杂,更压孔之间的距离成正比，而与变送器主机的安装位置无关,变送重要的是浮 简液位计在使用一-段时间后 ,激冷水中溶解的无机器的零点迁移为负迁移。盐或其他杂质会沉淀在测量浮子上,使浮子的重量增加,从而导致浮简液位计示值不准确。总的来说,采用三台双法兰差压变2气化炉激冷 室液位的控制方法送器测量激冷室液位,用中值作为气化炉激冷室液位的测量值测量气化炉激冷室液位的目的是为了控制激玲室液位，使的测 量方法能满足测量精度及控制系统可靠性的要求。激冷室的液位保持在设定值上。激冷室液位控制系统- -般选用3双法兰差压变送器膜盒的保护措施串级控制系统。图2为气化炉激冷室液位控制系统的框图。由图2可见,气化炉激冷室液位控制系统是由激冷室液位和激冷双法兰差压变送器与被测介质接触部分所用膜片的材质通室排出的黑水的流量构成的申级控制系统。在该系统中，激冷常为含铺不锈钢一1Gr18Ni12Mo2Ti。 一般情况下,这种膜片可室液位为主被控变量,激冷室排出的黑水流量为副被控变量。与被测介质直接接触。但由于气化炉激冷室的操作压力和操作为了消除调节阀前后压力干扰及自衡作用对流量的影响,在系温度较高且激冷室中的激冷水含有大量的灰渣,所以目前国内统中设计了黑水流量控制副回路。当黑水流量测量值变化时,的湿法料浆加压气化装置用密封水吹扫双法兰差压变送器正负黑水流量调节器改变调节阀的开度,使激冷室排出的黑水的流压室的测量膜盒,以防膜盒腐蚀和变送器取压孔的堵塞。采用量稳定。与此同时,激冷室排出的黑水流量的变化会影响到激这种方法,一方面能除掉变送器膜盒上的沉降物,另-方面可对冷室的液位高度,从而使液位调节器的输出发生变化,即黑水流变送器的膜盒降温。这样不仅可提高变送器测量的准确性且可量调节器的给定值发生变化。这就进一一步加速了控制系统克服延长变送器的使用寿命。扰动的调节过程,使主被控变量回复到设定值上。在本控制系4结语统中,主调节器通过主环能及时地调节副调节器的给定值,使黑水流量变化而保持液位稳定;副调节器- . 方面接受主调节器的气化炉激冷室液位的测量与控制关系到气化炉及气化装置输出信号,同时根据黑水流量测量值的变化调节激冷室排出的的安全,对于稳定料浆气化过程 ,延长气化炉的使用寿命具有重黑水流量,使黑水流量跟踪流量给定值的变化,最终使激冷室液要的意义。用三台量程相同的双法兰差压变送器外加密封水吹位恢复到给定值上。扫变送器膜盒的方法能较好地解决气化炉激冷室液位的测量问题。用双法兰差压变送器测量气化炉激冷室液位时必须对其进液位给定值、管|流量数微冷室行零点迁移,零点迁移为负迁移。变送器的量程和迁移量与变送器的正向和负向取压孔之间的距离成正比，而与变送器主机的安装位置无关。根据气化炉激冷室液位控制系统的框图结构,也可以说气化炉激冷室液位控制系统是均匀控制系统。在-流量变送器+实际生产中,可通过设置主副调节器的控制参数而兼顾激冷室双法兰差压变送器液位和激冷水流量的控制精度。双法兰美压变送器[1]陆德民 石油化工白动控制设计手册(第三版) [ M].北京:化学工中国煤化工圄2气化炉激冷室液位控制系统的框图YHCNMHG在本系统中,流量计-般采用差压式流量计,其节流元件采