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煤氣脫氯系統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表與電氣控制
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煤氣脫氯系統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表與電氣控制

時(shí)間:2017-12-21

 摘要:介紹了煤氣脫氯系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)中儀表的種類(lèi)、設(shè)計(jì)時(shí)選型的要點(diǎn)和系統(tǒng)的主要電氣控制方法。cUX壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

 
引   言
        高爐生產(chǎn)中由于煤的燃燒和鐵礦石的冶煉會(huì)產(chǎn)生大量腐蝕性氣體,氣體遇水后生成的物質(zhì)對(duì)設(shè)備和管道具有很強(qiáng)的腐蝕性。對(duì)煤氣管道腐蝕性#強(qiáng)的當(dāng)屬其中的氯離子,氯離子在水中容易與氫離子結(jié)合形成酸,有極高的極性促進(jìn)腐蝕反應(yīng),又有很強(qiáng)的穿透性,容易穿透金屬表面的保護(hù)膜,造成縫隙腐蝕和孔蝕。聯(lián)峰鋼廠長(zhǎng)期使用澳大利亞進(jìn)口礦石和煤,鐵石的品位和煤的燃燒值都較高,有著較高的經(jīng)濟(jì)效益,但原料中的氯元素含量較高,煤氣長(zhǎng)期呈酸性,對(duì)煤氣管道的腐蝕特別嚴(yán)重,管道半年左右就會(huì)因腐蝕而泄漏,需要經(jīng)常檢修和焊補(bǔ),嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到高爐生產(chǎn)和設(shè)備、人身安全。大峘集團(tuán)有限公司針對(duì)這一難題開(kāi)發(fā)出一套去除煤氣中氯離子的洗滌系統(tǒng)。
 
1  脫氯系統(tǒng)簡(jiǎn)介
        該項(xiàng)目是聯(lián)峰鋼廠新建1080m3高爐的配套工程,高爐煤氣經(jīng) TRT 后,通過(guò)脫氯裝置洗滌完畢后接回高爐煤氣總管。來(lái)自 TRT 的高爐煤氣由洗滌塔下部進(jìn)入洗滌塔內(nèi),下層噴槍組向洗滌塔內(nèi)噴大量霧化循環(huán)水將高爐煤氣中的氯離子部分洗入水中,中層噴槍組向洗滌塔內(nèi)噴大量霧化堿液與軟化水的混合水,高爐煤氣中的氯離子等酸性物質(zhì)與堿液發(fā)生中和反應(yīng),將煤氣中的氯離子清除,工業(yè)新水清洗高爐煤氣同時(shí)降溫,高爐煤氣再經(jīng)過(guò)塔上部的填料除機(jī)械水后,煤氣從洗滌塔頂部出來(lái)入主管網(wǎng)。配軟化水的脫氯工藝是當(dāng)今較先金的煤氣脫氯工藝。
 
2  系統(tǒng)控制
2.1  測(cè)量?jī)x表控制
   洗滌塔內(nèi)噴淋水通過(guò)重力回水,流入循環(huán)水池,經(jīng)循環(huán)泵再送至洗滌塔循環(huán)使用。為防止循環(huán)池內(nèi)的循環(huán)水氯離子含量增大,循環(huán)池內(nèi)循環(huán)水需部分外排,同時(shí)不斷補(bǔ)充工業(yè)新水進(jìn)行置換。脫氯設(shè)備安裝于高爐煤氣管道上,本系統(tǒng)主要是煤氣管道和水路管道。煤氣管道氣體腐蝕性強(qiáng),液體介質(zhì)也多數(shù)呈酸性或堿性,儀表多位于煤氣區(qū)域,所以為了保障系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行,儀表的選型特別關(guān)鍵。系統(tǒng)中測(cè)量?jī)x表種類(lèi)較多,有流量計(jì)、熱電阻、壓力變送器、液位開(kāi)關(guān)、液位變送器、 CO 報(bào)警器、pH 計(jì)等,
 
如圖1所示。下面分別介紹在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段各種儀表的選型要點(diǎn)。
測(cè)量?jī)x表流程圖
2.1.1  電磁流量計(jì)
         電磁流量計(jì)主要用于測(cè)量軟化水、工業(yè)新水、循環(huán)水、廢水的排放流量,流量計(jì)安裝于煤氣區(qū)域,需選用防爆型。此外流量計(jì)還需考慮電極材質(zhì)和襯里材質(zhì),電極材質(zhì)選用哈氏合金,適用于弱酸、弱堿、海水、鹽水等場(chǎng)合;襯里材質(zhì)選用聚四氟乙烯 PTEF ,它是塑料中化學(xué)性質(zhì)#為穩(wěn)定的一種材料,能耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸和王水,以及濃堿和各種有機(jī)溶劑,聚四氟乙烯在工作壓力下不會(huì)變形。在安裝時(shí),法蘭連接螺釘應(yīng)均勻擰緊,如果用力不均,聚四氟乙烯管的翻邊容易壓壞,因此,安裝時(shí)#好用力矩扳手均勻地?cái)Q緊連接螺栓,安裝的位置應(yīng)避免振動(dòng)和電磁干擾,同時(shí)保證流量計(jì)前、后直管段的距離符合安裝要求。
 
2.1.2  熱電阻
        主要用于測(cè)量軟化水、工業(yè)新水、循環(huán)水、回水及煤氣進(jìn)出口介質(zhì)溫度,熱電阻安裝于煤氣區(qū)域,選用防爆型 WZP - 240 系列,由于水中含有沙粒和小金屬顆粒,保護(hù)管選用耐磨型材質(zhì)。安裝時(shí)為了使熱電阻的測(cè)量端與被測(cè)介質(zhì)之間有充分的熱交換,應(yīng)合理選擇測(cè)量點(diǎn)的位置,盡量避免在閥門(mén)、彎頭及管道和設(shè)備的死角附近裝設(shè)熱電阻,熱電阻安裝的位置同時(shí)應(yīng)考慮檢修和維護(hù)方便。
 
2.1.3  壓力變送器
        壓力變送器主要用于測(cè)量軟化水、工業(yè)新水、循環(huán)水、回水及煤氣進(jìn)出口介質(zhì)壓力,測(cè)壓點(diǎn)位于煤氣區(qū)域,選用防爆型產(chǎn)品。安裝時(shí)應(yīng)區(qū)別測(cè)量氣體和液體:測(cè)量氣體壓力時(shí),取壓點(diǎn)應(yīng)在工藝管道的上半部,測(cè)量液體壓力時(shí),取壓點(diǎn)應(yīng)在工藝管道的下半部與工藝管道的水平中心線成0°~45°夾角的范圍內(nèi)。 壓力變送器安裝位置應(yīng)光線充足,操作和維護(hù)方便,不宜安裝在振動(dòng)、潮濕、高溫、有腐蝕性和強(qiáng)磁場(chǎng)干擾的地方,否則會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果和變送器的壽命。壓力變送器安裝位置應(yīng)盡可能靠近取源部件。變送器的安裝高度宜與取壓點(diǎn)高度一致,尤其是測(cè)量液體介質(zhì)和氣體介質(zhì)。
 
2.1.4  液位開(kāi)關(guān)
        主要測(cè)量軟化水池、新水池、循環(huán)水池的高低液位。液位開(kāi)關(guān)測(cè)量水池液位,選用浮球式液位開(kāi)關(guān),高低液位分別設(shè)兩檔,用來(lái)監(jiān)測(cè)水池的液位狀況并控制進(jìn)出口泵的啟停,液位開(kāi)關(guān)本體材質(zhì)選用 316L不銹鋼,防爆。安裝采用水池頂部法蘭安裝,由于液位開(kāi)關(guān)浮球桿較長(zhǎng),為了防止在水流沖擊時(shí)產(chǎn)生晃動(dòng),需在水池底部再加設(shè)一固定點(diǎn),以確保液位開(kāi)關(guān)使用過(guò)程中的可靠。
 
2.1.5 CO 報(bào)警儀
        泵房和控制室裝設(shè) CO 報(bào)警儀,用來(lái)測(cè)量該區(qū)域的 CO 濃 度。選用 固 定安裝式,量 程 0~2000ppm , DC24V供電,帶遠(yuǎn)傳信號(hào)接至PLC,設(shè)定高于50ppm 報(bào)警。
 
2.1.6  液位變送器
        液位變送器用來(lái)測(cè)量洗滌塔水的液位。因?yàn)橄礈焖䞍?nèi)通煤氣,有壓力,所以不能直接測(cè)洗滌塔的液位,采用雙法蘭液位計(jì),上、下法蘭分別安裝于洗滌塔的上、下部,上部與煤氣相通,下部連接塔內(nèi)液體,法蘭測(cè)壓膜片通過(guò)毛細(xì)導(dǎo)壓管與變送器相連,這樣測(cè)出來(lái)的值可以消除煤氣壓力對(duì)液位的影響。
 
2.1.7 pH 計(jì)
        pH 計(jì)用來(lái)測(cè)量洗滌后煤氣冷凝水的 pH 值,可以反映煤氣噴淋洗滌的效果。 pH 計(jì)安裝于疏水器出口,pH 計(jì)包括水分析變送器、pH 數(shù)字電極和電極電纜三部分;pH計(jì)選用進(jìn)口品牌產(chǎn)品,訂貨時(shí)需考慮供貨時(shí)間周期問(wèn)題。 pH 數(shù)字電極安裝后必須保持管道處于有水狀態(tài),不能斷水,否則電極會(huì)失效,所以應(yīng)該等設(shè)備調(diào)試完生產(chǎn)前再將電極安裝就位;電極屬于消耗件,為了保證測(cè)量精度,半年左右需更換。
 
2.1.8  注意事項(xiàng)
        洗滌塔和煤氣管道施工完成后需進(jìn)行打壓試驗(yàn),合格后方可接入主煤氣管道;取源部件安裝在設(shè)備或管道上,安裝取源部件的開(kāi)孔和焊接工作必須在設(shè)備或管道的防腐、襯里和壓力試驗(yàn)前進(jìn)行,完畢后應(yīng)隨同設(shè)備和管道一并進(jìn)行壓力試驗(yàn)。
 
2.2  電氣控制
2.2.1  冷凝水pH 值控制
        目標(biāo)值是將冷凝水PH 值控制在中性稍微偏堿性一點(diǎn),堿液泵選用計(jì)量泵,通過(guò)調(diào)節(jié)堿液泵的流量,控制堿液的噴淋量,達(dá)到煤氣脫氯洗滌的效果。設(shè)備運(yùn)行中從堿液泵的調(diào)節(jié)到冷凝水 PH 值的變化時(shí)間較長(zhǎng),大約需要 1h 左右,控制時(shí)調(diào)節(jié)的時(shí)間需要長(zhǎng)一點(diǎn),防止由于加堿量的頻繁變化造成冷凝水pH 值的波動(dòng)。
 
2.2.2  煤氣閥門(mén)控制
        系統(tǒng)設(shè)水封切斷閥1臺(tái),設(shè)在高爐煤氣主管網(wǎng),洗滌塔進(jìn)出口處設(shè)電動(dòng)蝶閥和電動(dòng)盲板閥各1臺(tái)及盲板各1臺(tái)。當(dāng)高爐煤氣脫氯系統(tǒng)故障時(shí),打開(kāi)主管網(wǎng)處水封切斷閥,關(guān)閉洗滌塔進(jìn)出口處電動(dòng)蝶閥和電動(dòng)盲板閥,高爐煤氣即可從主管網(wǎng)通過(guò)。煤氣的閥門(mén)設(shè)有聯(lián)鎖裝置,關(guān)閉一路管道時(shí)需確保另一路煤氣管道處于通路狀態(tài),防止發(fā)生煤氣堵管。
 
2.2.3  液位控制
        軟化水池、新水池、循環(huán)水池裝設(shè)有液位開(kāi)關(guān),根據(jù)工藝要求設(shè)置有高、高高、低、低低四檔液位,通過(guò)液位開(kāi)關(guān)來(lái)控制給水及排水泵運(yùn)行,保證水池液位處于正常液位。
 
3  結(jié)束語(yǔ)
        經(jīng)過(guò)與工藝部門(mén)的密切配合,精心選擇各類(lèi)儀表的規(guī)格和型號(hào),生產(chǎn)時(shí)儀表能很好地滿足現(xiàn)場(chǎng)工況環(huán)境和生產(chǎn)要求,測(cè)量值準(zhǔn)確可靠,從而保證了系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行。近些年公司在聯(lián)峰鋼廠已先后完成了 5 套煤氣脫氯項(xiàng)目,有的屬于新建高爐的配套項(xiàng)目,有的屬于原有高爐的改造項(xiàng)目,從目前運(yùn)行狀況來(lái)看,煤氣出口冷凝水的 pH 值基本能控制在7~7.2之間,保持弱堿性狀態(tài),煤氣管道的腐蝕狀況大有改善,有效地保障了高爐的正常運(yùn)行。
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