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煤气化装置工况下压力变送器测量膜片的选型

时间:2022-02-19 16:28:55 点击:858次

气化炉压力参数直接关系到造气工段稳定运行和安全生产,是操作过程自动化控制中的一个重要工艺指标。它直接参与了气化炉安全联锁停车动作,因此压力仪表选型需要得到重视,选择技术可靠且使用寿命较长的仪表来确保采集有效准确的工艺参数。气化炉压力测量基本选型采用压力变送器得到诸多设计单位及用户企业的共识,但是忽视氢脆现象、不注意压力变送器测量膜片选型的案例时有发生,这种情况需要引起重视并值得深思。
根据相关资料,目前常见的气流床造气炉测点处工况温度参数为250℃,工况压力参数为3.75MPa,合成气中氢气含量不低于30%(摩尔分数),则合成气中氢气分压不小于1.125MPa(3.75MPa×30%=1.125MPa)。该工况属于高温临氢场合,即流体最高操作温度超过200℃且流体中氢分压超过0.7MPa的工艺环境。高温临氢场合下金属设备极易发生氢脆现象,并且随着环境温度、压力及氢气浓度的增加,氢脆现象会愈加显著(其中环境温度是最为关键的影响因素)。因此造气炉压力变送器的测量膜片需要具备防止氢气渗透的功能,减小氢脆现象的影响。
由于金具备细密的晶格点阵,因此氢不易渗透或溶解在金材料内部。此外金是非常稳定的金属元素,具备良好的抗腐蚀性能及延展性,可以制作成极薄的抗腐蚀涂层。针对这种特性,目前全球诸多知名的压力变送器供应商(日本横河、日本富士电机、美国霍尼韦尔、淮安嘉可)研发了镀金膜片型压力变送器,通过镀金涂层可以对测量膜片形成保护膜,有效隔离并防止氢气渗透,从而显著降低了氢脆现象的影响。该工艺采用高温长时间烧结技术,在压力变送器隔离膜片(材质为316L奥氏体不锈钢)表层镀上一层黄金镀层(减少氢渗透作用),黄金镀层基面再镀上一层陶瓷镀膜(用于隔离氢)。这种双层镀膜质地致 密均匀、坚固耐腐、不受应力影响,镀层极薄(通常不足3μmm)不影响测量精度,较之纯金膜片造价低廉且性能不受影响。采用镀金膜片型压力变送器,能够满足煤造气装置造气炉的工艺要求,适宜于高温临氢场合下长期使用。这种新式的压力变送器在煤造气行业已得到逐步推广,根据企业反馈结果使用性能和仪表寿命明显优于普通的压力变送器。

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