技术

 摘要：镀金膜片压力变送器在气化炉工艺中的应用

   关键词：双法兰差压变送器、氢渗透、氢腐蚀、膜片鼓包、金膜片、316L、

            哈氏合金

 

Application of pressure transmitter for gasifier

level in methanol by coal

        

                          Yuan zhen tao

                     ( Shen mu chemical Ltd)

 

Abstract:  application of pressure transmitter with diaphragm covered with gold

in gasifier process

Key words: differential pressure with diaphragm seal of flange、hydrogen diffusion、

            hydrogen  corrosion、diaphragm bulge、gold diaphragm、316L、

            hastelloy

 

一、概述

陕西神木化学工业有限公司是由陕西省投资集团(有限)公司控股的大型现代化煤化工企业，具备年产60万吨精甲醇生产能力，是国内已建成产能规模最大的煤制甲醇生产企业之一。

 

气化炉在德士古工艺煤制甲醇中处于核心位置，气化炉液位控制状况对煤气化的效果、能耗、产量、安全起到至关重要的作用，直接影响到装置的效益水平。

 

 

二、气化工段工艺特点

 

气化工段中气化炉液位是操作控制中一个很重要的指标，直接参与气化炉安全联锁跳车，仪控系统设计三选二，增加了可靠性。其液位测量采用双法兰差压变送器，正常工况下，操作压力3.75MPa，操作温度220℃，介质中含有一定量的氢气。自从气化炉开车后3个月，每次投料，液位计波动很大，造成生产不稳定。直到压力升起来以后才可以恢复正常指示，当时分析原因是由于变送器自身缺陷造成的，因为双法兰差压变送器当静压力低时容易产生波动，系统停车检修，对在线使用的所有双法兰变送器的膜片进行检查，液位计双法兰变送器法兰膜片全部破裂（图1）。

 

图1变送器膜片破裂

 

 

三、变送器膜片损坏原因分析及应对解决方案

 

通过对工艺的分析，由于气化炉中含有氢气H2，而H2在高温、高压下，易造成氢脆现象。

 

氢气不是腐蚀性介质,但有很强的渗透性.氢分子很小,会进入金属的晶体格内,使金属鼓泡,也称“氢脆”（不同的金属由于其内在的结构不一样，氢脆现象会有所不同）。

 

变送器传感器膜片一般只有0.1mm左右厚.，严重的会造成膜片破裂。哈氏合金膜片或316L等由于材质的问题非常容易发生渗透，而膜片破裂的变送器都是使用316L和哈氏合金膜片。

 

但在这种工况下，普通的金属膜片极易由于析氢腐蚀而损坏，这是因为在高温高压环境下，氢气易于进入普通金属膜片中，造成变送器的膜片鼓包、破裂等现象。为了防止产生析氢腐蚀，气化炉液位变送器采用了西门子的镀金膜片变送器（见图2），没有出现变送器的由于氢渗透频繁损坏现象，这样使用效果很好。西门子的金膜片是采用高温长时间烧结工艺，使得金质膜层均匀化、金质膜层无应力，从而显著降低了氢扩散效应，满足长周期使用（图3是已经使用了4年多的金膜片）。

 

          

  图2气化炉液位变送器                  图3 西门子变送器的金膜片

 

从镀金膜片投入使用后，05年至今，使用四年仍然运行良好，对气化炉的长期稳定运行、装置的效益水平的提高提供保证。

 

 

参考文献

[1] 左景伊，左禹；腐蚀数据与选材手册，化学工业出版社