在線分析儀表在水煤漿氣化裝置中的應(yīng)用

姚奇燕（中石化寧波工程有限公司，浙江 寧波 315040）

在線分析儀表在水煤漿氣化裝置中的應(yīng)用

姚奇燕（中石化寧波工程有限公司，浙江 寧波 315040）

由于煤氣化裝置的運行狀況的復(fù)雜性,在線分析儀的設(shè)計和應(yīng)用一直是一個困難的問題,結(jié)合實際工程,通過對煤水漿氣化裝置的在線分析儀設(shè)計和分析系統(tǒng),包括抽樣傳動裝置、采樣、樣品預(yù)處理設(shè)備,廢氣排放,討論了在線分析儀器應(yīng)用水煤漿氣化裝置中應(yīng)用。

水煤漿氣化；在線分析儀表；樣品預(yù)處理

實際現(xiàn)場應(yīng)用的在線分析和樣品（一般為氣體、液體）及預(yù)處理裝置共同組成一個在線測量系統(tǒng)（分析儀表一般安裝在分析小屋或?qū)ｉT的分析儀表柜內(nèi)，預(yù)處理系統(tǒng)一般安裝在取樣點附近或者外掛于分析小屋外）以保證良好的環(huán)境適應(yīng)性和高可靠性。

1 在線質(zhì)量分析儀表的特點

在線分析質(zhì)量儀表就像一個小型的水煤漿氣化裝置，同時具備水、油、風(fēng)、電等輸入輸出設(shè)備，而且部分儀表分析設(shè)備要對被檢測的介質(zhì)進(jìn)行合理、科學(xué)的分析，電路要能夠使得在自動檢測過程中分析儀表對信號、程序、存儲、輸入與輸出、處理等常見應(yīng)用進(jìn)行時時監(jiān)控。當(dāng)被檢測介質(zhì)進(jìn)入在線分析儀表之前，要進(jìn)行降溫、脫水、過濾、定量等特殊處理。因此，在實際的應(yīng)用過程中，在線儀表分析一般同時具備控制器、采樣器和控制系統(tǒng)等部分。

水煤漿氣化裝置一般情況下會含有爆炸危險性的混合物質(zhì)，所以在線儀表設(shè)備必須具有防爆系統(tǒng)。對于油品的在線質(zhì)量分析儀表采用隔爆式防爆結(jié)構(gòu)，并同時將控制器、分析器裝到防爆箱內(nèi)，如果要進(jìn)行氣體分析時，還要使用安全型的防爆結(jié)構(gòu)。

在線分析儀表在實際的生產(chǎn)過程中，由于外部條件、溫度、電壓、磁場、電路可靠性、抗壓能力的限制會受到強烈的干擾。因此，在線分析儀表在工作的過程中會出現(xiàn)漂移、結(jié)焦的不利現(xiàn)象，所以要有一定的延緩或者補償?shù)拇胧?/p>

根據(jù)長期的在線分析儀表的使用情況，儀表設(shè)備使用的周期應(yīng)該盡量穩(wěn)定和持續(xù)實踐較長，還要縮小維修量。因此，基于在線分析儀表的工作特點，一般情況下具有體型笨重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格高的特點，而且在儀表的前期研發(fā)過程中程序也比較復(fù)雜，后期的維護費也較高，而最重要的是要使得在線分析儀表持續(xù)工作的時間較長而且維修的周期較固定，從而更好的提高儀表使用的可靠性。

2 在線分析儀表在水煤漿氣化裝置中的應(yīng)用

2.1 取樣裝置

通過采樣點取出樣品應(yīng)盡可能干凈,通過采樣系統(tǒng)后不會導(dǎo)致樣品的組成和含量出現(xiàn)大變化,在燃燒器冷卻水分離機器上部的低壓氮是很干凈的,所以抽樣方式,可以采用取樣管(探針)插入工藝管道的中心區(qū)域,在斜坡面使用探針背向流體,這種設(shè)計的目的是利用慣性分離原則,將探針周圍的粒子與流體分離,防止大量的固體粉塵在取樣管道中堆積成塊。

2.2 樣品傳輸

樣品轉(zhuǎn)移管道材料選擇為6毫米不銹鋼管,這樣可以防止樣品中的微量水氣體冷凝和物質(zhì)沉淀在管道中，如氨鹽結(jié)晶沉淀傳輸管道造成堵塞,使用低壓蒸汽(0.6MPa,220℃)管道進(jìn)行隔熱樣品。在裝置運行期間樣品采樣管道伴熱系統(tǒng)常開,樣品采樣管道伴熱應(yīng)該覆蓋所有角落,全面保溫。此外,為減短分析時間間隔，樣品采樣管道應(yīng)盡可能短(一般不超過30米)。

2.3 樣品預(yù)處理系統(tǒng)

2.3.1 CO紅外分析儀預(yù)處理裝置

跟蹤燃燒器的狀態(tài),有必要提高CO分析儀,為了實時分析，在旁邊設(shè)置采樣點。由于采樣點的壓力低,設(shè)計樣品預(yù)處理系統(tǒng)需要配備一個氣泵和快速傳輸管道,以便縮短樣品氣體的傳輸時間,從而提高CO分析的實時性能。

2.3.2 洗滌塔和甲烷紅外分析儀預(yù)處理裝置

為了保證分析儀系統(tǒng)的響應(yīng)時間,使用快速循環(huán)管道,通過設(shè)置過濾設(shè)備去除雜質(zhì),設(shè)置氣液分離器和制冷設(shè)備共同進(jìn)行排水,液體飽和溢出的水分和部分沉淀的雜質(zhì)通過分離罐和管道排放,排放后在進(jìn)行二次過濾,并配備穩(wěn)壓閥和流量計,使樣品達(dá)到要求的質(zhì)譜分析儀的工作壓力和流量,然后分成兩路通過采樣管道進(jìn)入質(zhì)譜分析儀和甲烷紅外分析儀分別進(jìn)行了分析。

2.4 尾氣排放

燒嘴冷卻回水分離罐放空管線中樣品氣主要為N2，樣氣比較單一和干凈，無污染，而且所需分析樣品氣量很小，所以快速回路及分析儀出口樣氣排放采取引至高點直接對大氣放空。

3 結(jié)語

隨著我國化工企業(yè)的快速發(fā)展，化工企業(yè)對于機械控制的先進(jìn)性要求也不斷提升，在石油化工業(yè)的生產(chǎn)中，化工分析儀表的應(yīng)用也逐漸廣泛起來。分析儀表具有其優(yōu)越的性能，分析儀表對于生產(chǎn)中的實時控制能力以及生產(chǎn)中的精度、連續(xù)控制性都有很大提升。不但在生產(chǎn)中表現(xiàn)的穩(wěn)定，還能減少工作人員的勞動強度，在很大程度上推動了化工企業(yè)的經(jīng)濟效益。分析儀表的應(yīng)用已經(jīng)成為化工的進(jìn)步性標(biāo)志，希望在不斷的研究中，為我國化工業(yè)的進(jìn)步起到更大的推動作用。

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