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                                                          易发游戏

                                                          浅析煤气化装置仪表选型

                                                          发布日期:2016-4-18 浏览次数:1536
                                                          精选论文|煤气化设备仪表选型仪表控制工程网络分析

                                                          摘要: 煤气化过程是生产合成气产品的主要方式之一 。因此 ,煤气化装置的合理选择与整个煤化工厂是否能够长期 ,有效 ,稳定地运行有关 。煤气化过程的关键在于气体化学部分。由于其高温  ,高压 ,纯氧和高颗粒磨损 ,它已成为仪器选择的重点和难点。气体化工段的氧气阀,锁渣阀 ,易发游戏,合成气排气阀,煤浆流量测量仪和高温热电偶是最重要的仪器选择 ,也是煤化工设备仪表选型的核心。焦点 。

                                                          关键词: 煤气化;氧气阀;锁渣阀;易发游戏;合成气排气阀;煤浆流量计;高温热电偶

                                                          中图分类号:TP216文献标识码:A文章编号:1671-1041(2015)02-0035-04

                                                          1煤气化过程简介

                                                          易发游戏技术分为三类:固定床气化技术 ,流化床气化技术和气流床气化技术 。各种气化技术各有优缺点。其中,气流床加压气化技术大多采用纯氧气化剂 ,在高温高压下完成气化过程 ,碳转化率高,不产生焦油 ,萘和苯酚水等 。一种环保的气化技术 。这也是目前的主流流程计划。

                                                          本文以夹带流气化技术的工作条件为例,探讨煤气化设备关键仪器的选择。

                                                          流程图如图1所示 。

                                                          图1易发游戏流程示意图

                                                          图1气化过程流程图

                                                          TR

                                                          来自空气分离部分的高压氧气通过流量调节阀和截止阀以及来自煤浆制备部分的水煤浆 ,以一定的比例通过燃烧器进入气化器 ,并在6.5MPaG下反应和13000℃形成CO,H2,CO2和少量的CH4,H2S,COS和痕量的NH3  ,HCOOH和其他气化气体。

                                                          水煤浆和氧气在气化炉中的主要反应如下:

                                                          CmHnSr + m/2O2→mCO +(n/2-r)H2 + rH2S

                                                          CO + H2O H2 + CO2

                                                          通过旋风分离器和洗涤器进一步纯化粗合成气以进入下游部分。将气化炉中的固体和液体杂质分解成炉渣破碎机 ,通过循环压力和通过锁斗释放压力实现气化炉的结渣过程。进入炉渣池的黑水的上部被送到炉渣水处理部分 。

                                                          TR

                                                          2仪器选择

                                                          2.1氧气阀

                                                          专门为氧气管网设计的专用阀称为氧气阀 ,氧气阀分为氧气调节阀,氧气截止阀和氧气释放阀 。氧的化学性质非常活跃。它是一种强氧化剂和助燃剂。它可以被其他物质氧化,除了金,银和惰性气体,如氦 ,氖  ,氩 ,氪和氙 。反应。氧气被压缩后,在运输过程中  ,如果有油脂,氧化铁屑或小颗粒燃烧(煤粉 ,碳颗粒或有机纤维) ,气流移动,墙壁或车身被摩擦和撞击 ,它将被生成。大量的摩擦热会导致管道或设备燃烧和爆炸 。

                                                          燃烧的三个要素包括:氧化剂,可燃物和点火能 。由于氧本身是氧化剂,因此只能通过控制点火能量并选择合适的材料以增加可燃物的着火点来避免燃烧 。

                                                          根据EIGA-IGC 13-12 [1],氧气介质材料的选择取决于氧气体积含量,压力释放,中等冲击流速和温度  。根据操作条件和应用  ,流速进一步分为冲击流速和非冲击流速 。在非冲击流量下,对应于某种材料的适用温度,非冲击流量不超过非冲击流量曲线的流量,则可以使用相应的材料;类似地 ,在冲击流速下 ,相应的材料温度低于适用的温度 ,并且冲击流速不超过冲击流速曲线的流速 ,则可以使用相应的材料 。

                                                          由于仪表阀是节流阀,因此仪表阀的流速定义为冲击流速。以低于设计温度150°C的碳钢和低于设计温度200°C的不锈钢为例。冲击流速率方程如表1所示 。

                                                          表1碳钢 ,不锈钢冲击流动曲线方程表

                                                          Africa 1碳矮钢Slovak,不锈video冲击速Tourist曲线方程图

                                                          当流速超过冲击曲线的流速时,应考虑豁免材料。有关常见材料的压力和最小厚度  ,请参见表2 。

                                                          表2免除压力和最小厚度的常用材料表

                                                          表2常用材料无压力和最小厚度表

                                                          值得注意的是,在EIGA-IGC 1 3 - 1 2和EIGA-IG C13-02中,对各种材料的豁免压力和壁厚进行了许多修改,例如Inconel 600的豁免压力(厚度:不是指定) 。从6.9Mpa(1000psig)到Inconel600(厚度:3.18mm(0.12 5“))的免除压力是8. 6 1 M pa(1 2 5 0 psig); Inconel 625(厚度:3.18mm(0.125))))豁免压力从8.7Mpa(1250psig)变为Inconel625(厚度:3.18mm(0.125“))豁免压力6.9Mpa(1000psig)。由于EIGAIGC13-02 [2]在过去10年的应用期 ,国内许多设计压力小于8.7 MPa的Inconel625具有许多成功的驱动和运行性能;但是 ,Inconel 625不再适用于新标准8.7 MPa,Inconel 600已在中国使用。应用程序相对较少。因此 ,在压力为8.7Mpa且阀芯冲击速度快的某些情况下,设计人员应考虑使用压力较高的蒙乃尔合金材料,以确保氧气管道的安全。比Monel Inconel的硬度更软 ,在高压下需要考虑满足提高磅的要求。

                                                          易发游戏包为例,以氧气调节阀为例:氧气量为99.6%,工作压力为8.7MpaG ,管道流量为6.3m/s,温度为30°C 。从表1和表2可以看出  ,在目前的工作条件下,它只能在镍合金材料中选择。考虑到阀芯和阀座,MonelK-500经过选择和硬化处理,阀杆选择具有更高强度的Inconel X-750 。选择MonelK-500 。应当注意 ,如果选择蒙乃尔合金,由于其铜含量,在长期使用期间可能发生氧化 ,并且阀体的颜色可能变为黑色或红色。

                                                          考虑到气化器的回火和防火 ,选择特殊的石墨填料  。氧气切割阀的密封水平必须符合VI级双向密封,氧气调节阀一般可根据工作条件达到IV级。必须严格计算阀门的直径 ,因为阀门的尺寸与流过阀芯的流体的流速密切相关。

                                                          值得注意的是 ,所有氧气阀必须脱水,脱油和脱脂。欧洲标准允许的最大油含量为500 mg/m2 ,压力为30 bar。阀门需要防火和氧化(钝化),以确保内壁光滑,无毛刺  。阀门选择本身应选择一个简单的流路 ,

                                                          打开和关闭阀门时没有锋利的截止阀类型  。

                                                          TR

                                                          2.2易发游戏

                                                          具有高含量细颗粒悬浮液(颗粒如煤渣)和酸性气体的介质称为黑水;沉淀后具有少量颗粒物质的介质称为灰水 。黑水对阀门和节流装置具有高度腐蚀性 ,并且很容易在节流部分堵塞阀门和管道。因为它含有酸性气体 ,所以它也具有一定的腐蚀性 。

                                                          从图1可以看出,煤气化易发游戏主要集中在气化炉出口处的矿渣水高压闪蒸罐 ,旋风分离器处的黑水管道和洗涤器出口处 ,以及渣水处理部分的易发游戏。

                                                          随着高压差和高流速 ,介质也被介质磨损  ,并且可能发生闪蒸,空化或甚至阻塞流动 。例如 ,在渣水条件下,从气化冷却室底部流出的黑水在进入高压闪蒸罐之前从6.58MPa(G)降低到1.8MPa(G) ,并且闪蒸是不可避免的[3] ] 。

                                                          传统的单座阀流道很复杂,容易积聚杂质,导致阀门卡住。在黑水工作状态下 ,内部零件可能会长时间损坏或脱落。另外 ,单座阀防闪,空化通常选择迷宫笼或多级降压阀阀芯,因为黑水容易堵塞 ,所以不适合这种情况。选用角阀 ,阀内件采用碳化钨硬化,阀口采用喇叭口扩口,更好地适应当前的工作环境。随着国内厂家对这种阀门制造能力的提高,国产角阀已经有了一定的水平,性价比更高 ,并且有很多使用性能。

                                                          对于低压闪蒸罐出口处的黑水控制阀和真空闪蒸罐的出口,由于压差小,也可以使用偏心旋转阀,阀芯采用碳化钨喷涂甚至在杂质颗粒的高速下也可以进行等效的硬化处理。它可以在冲刷下永久工作 。而且 ,偏心旋转阀流道类似于管道 ,流体阻力小,循环能力强 ,不堵塞,适用于这种工况。

                                                          TR

                                                          2.3锁渣阀

                                                          渣锁阀是指排渣安全阀,锁斗入口阀和锁桶出口阀。锁桶的顺序控制包括压力释放,结渣 ,充电和炉渣收集的四个过程 。锁渣阀参与锁斗的顺序控制程序,其优缺点与锁斗的正常运行和工艺生产的安全性有关。稳定 。

                                                          锁渣阀类似于易发游戏 ,介质为黑水或灰水 ,不同之处在于锁渣阀的直径为DN400mm,额定压力为900LB  。为了确保气化器中的压力稳定 ,需要双向密封。

                                                          全通径固定球阀不仅满足介质流体的要求 ,而且实现双向密封。双作用气缸配有储气罐,以确保执行器的正常运行 。阀体采用WCB(流道衬套双钢喷涂WC)制成  ,阀芯和阀座采用316SS硬化处理。阀门还必须符合NACE MR0175标准 ,因为介质中含有硫 。由于参与锁定控制,对阀门的操作时间有一定的要求 ,这些要求根据工艺包装略有不同,通常小于8s 。

                                                          TR

                                                          2.4合成气排气阀

                                                          合成气排气阀是洗涤器顶部出口管线与割炬之间的两个阀门,如图2所示 。通过分程调节,可以在驱动状态下小阀门调节,流量小;当气化器正在滚动或下游故障被阻塞时 ,为了确保主压力的稳定性,使用双阀调节。

                                                          工作条件:在气化器的粗气体被旋风分离并用洗涤塔洗涤后,介质是相对清洁的合成气。工作温度达到240°C,工作压力接近6.4MpaG ,压降高达6Mpa 。计算后 ,阀门有流动阻塞。

                                                          为了应对上述情况,选择GLOBE阀门,阀芯和阀座硬化,选择石墨填料和散热阀盖 。由于差压较大  ,使用平衡的套筒阀芯来减小阀门执行器的尺寸  。

                                                          迷宫式阀芯可有效降低闪蒸危险,延长阀门的使用寿命,并起到降噪的作用。如果阀门的降噪效果不明显 ,则需要在阀门后面增加一个降噪板 ,以减少噪音污染。值得注意的是 ,如果炉子的直径大于32米,则GLOBE不再适用。

                                                          TR

                                                          2.5煤浆流量测量仪

                                                          由于煤浆的流动对节流阀的侵蚀更加严重并且易于沉淀 ,因此不能通过使用诸如孔板或涡街的节流元件来测量煤浆的流速 。易发游戏通常用于测量煤浆的瞬时流量,煤浆进料泵速度用于计算流量。

                                                          水煤浆的工作条件:高压(高达10MpaG),流速低,浆料浓度大,金属颗粒 ,耐磨性,电导率大于10μs/cm 。因此,煤浆的电磁要求远高于一般的易发游戏。

                                                          首先 ,煤浆易发游戏应采用耐高压的衬里材料,可进行流体挤压和冲刷 。 PTFE耐磨性(ETFE)耐磨性高于四氟乙烯(PTFE)材料 ,并且可以与PFA相同。它符合负压 ,更耐磨损,抗撕裂和腐蚀。它是煤泥条件的理想材料。接下来,电极材料选自哈氏合金C.最后,高压条件需要特别注意,因为用于高压应用的易发游戏可从少数供应商处获得 。易发游戏可以水平或垂直安装 ,但管道必须装满介质。

                                                          TR

                                                          2.6高温热电偶

                                                          气化器的高温热电偶是指在气化器被驱动后用于测量炉温的三个热电偶。

                                                          气化炉中的反应温度高达1300℃。高温热电偶的使用是在高温  ,高压,高腐蚀 ,强氧化还原环境下,对热电偶保护管的耐压性和材料提出了很高的要求。普通的热电偶不再足以满足测量需求 。

                                                          高温热电偶采用“B”型标准热电偶材料(铂铱30铂铱6)  ,可长期在1600℃的高温环境下使用 ,可承受1800°C的温度。很短的时间。热电偶保护套由金属陶瓷材料制成 ,如二硅化钼[4]。

                                                          随着气化炉的长期使用 ,随着焦化洗涤,炉壁衬里的厚度将逐渐变薄 ,并且内壁将向外膨胀。为了确保传感器前端在内壁处的最佳测量位置,可以根据炉内耐火砖的冲刷程度调节热电偶的长度 。通过用带有直角钩的工具钩住炉砖的内壁,即从炉砖的内壁到热环的外边缘的长度,可以从热电偶孔测量特定的长度。炉体,使热电偶避免直接冲刷 ,通常热电偶顶部从炉砖内壁缩回10~15mm  。

                                                          热电偶法兰由15CrMo材料制成 。热电偶法兰采用高温 ,高压,高强度密封材料,防止热耦合破坏后炉内压力泄漏 ,采用压力密封接线方式。压力水平与气化器的压力水平相同 。

                                                          TR

                                                          3结论

                                                          在煤气化项目中 ,自动控制仪表的质量直接关系到生产运行的安全性和稳定性  。根据实施项目的经验 ,本文根据工况分析了煤气化装置的仪表选择 ,并在现场得到了很好的应用 。为在这种条件下为同行选择工具提供参考。