產(chǎn)品分類(lèi)
- 上海自動(dòng)化儀表一廠(chǎng)壓力變送器差壓變送器微差壓變送器精小型壓力變送器擴(kuò)散硅壓力變送器單法蘭壓力變送器雙法蘭液位變送器節(jié)流裝置
- 上海自動(dòng)化儀表三廠(chǎng)熱電偶熱電阻端面熱電阻耐磨耐腐熱電偶電廠(chǎng)電站熱電偶耐磨耐腐熱電阻雙金屬溫度計(jì)一體化溫度變送器非接觸式溫度儀表儀表套管防爆熱電阻防爆熱電偶裝配式熱電偶法蘭式電熱偶鎧裝熱電阻
- 上海自動(dòng)化儀表四廠(chǎng)普通壓力表不銹鋼壓力表電接點(diǎn)壓力表特種壓力表雙針雙管壓力表精密壓力表隔膜壓力表膜片壓力表壓力表校驗(yàn)器活塞壓力計(jì)數(shù)字壓力表電感壓力變送器
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- 上海大華儀表廠(chǎng)XMT數(shù)顯調(diào)節(jié)儀中圓圖平衡記錄儀大圓圖自動(dòng)平衡記錄儀XWF中長(zhǎng)圖記錄儀EL小長(zhǎng)圖記錄儀EH中長(zhǎng)圖記錄儀記錄儀配件無(wú)紙記錄儀熱量顯示儀
- 上海遠(yuǎn)東儀表廠(chǎng)壓力控制器差壓控制器高壓控制器流量控制器微壓/微差壓控制器溫度控制器浮球液位控制器
- 上海轉(zhuǎn)速表廠(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速發(fā)生裝置轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速表轉(zhuǎn)速數(shù)字顯示儀轉(zhuǎn)速記錄儀接近開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)速變送器手持式離心轉(zhuǎn)速表手持式離心轉(zhuǎn)速表
- 上海自動(dòng)化儀表有限公司調(diào)節(jié)控制器壓力變送器智能數(shù)顯儀蝶閥孔板流量計(jì)
- 電感壓力變送器
- 單/雙法蘭差壓（液位）變送器
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新聞詳情
淺析：鍍金膜片壓變送器在煤氣爐化裝置合理應(yīng)用技巧概?述: 煤氣化是煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化的核心技術(shù)，其核心部件是造氣爐。造氣爐壓力屬于煤氣化工藝中的重要監(jiān)控參數(shù)，但其工況屬于高溫高壓場(chǎng)合，會(huì)導(dǎo)致常規(guī)壓力變送器的測(cè)量膜片出現(xiàn)氫脆現(xiàn)象。上海自動(dòng)化儀表有限公司自?xún)x三廠(chǎng)主要概述氫脆現(xiàn)象的基本情況，并提出解決措施。采用鍍金膜片型壓力變送器，可以防止高溫高壓工況下氫氣對(duì)膜片的滲透，有效解決了造氣爐壓力測(cè)量的問(wèn)題。 煤氣化是指煤或焦炭等固體燃料在高溫高壓條件下與氣化 劑反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為合成氣( 主要成分為氫氣及一氧化碳) 和少量殘 渣的過(guò)程。合成氣經(jīng)過(guò)變壓吸附后可提純出氫氣，因此煤氣化 是煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化的核心技術(shù)。煤氣化的核心部件是反應(yīng)器造氣爐，根據(jù)上海自動(dòng)化儀表三廠(chǎng)質(zhì)量管理中心和國(guó)家安全監(jiān)管總局安監(jiān)總管三［2013］3 號(hào)文件 對(duì)于新型煤化工工藝反應(yīng)的自控方案建議需要嚴(yán)格監(jiān)控反應(yīng)器造氣爐的壓力參數(shù)，確保生產(chǎn)安全。為了保障造氣合成效 率，目前常見(jiàn)的造氣爐工況均為高溫高壓工況且合成氣中氫氣含量較高; 因此造氣工況會(huì)造成壓力儀表的測(cè)量膜片出現(xiàn)氫脆 現(xiàn)象，導(dǎo)致壓力變送器出現(xiàn)測(cè)量誤差甚至損壞儀表。為此采用 新型的鍍金膜片型壓力變送器，可以防止氫氣滲透的影響，有 效解決上述問(wèn)題。 1 氫脆現(xiàn)象簡(jiǎn)介 氫是自然界非常小的原子，本身不具備腐蝕性但是滲透能力 極強(qiáng)。由于氫原子的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于金屬原子，因此在高溫高壓作用下氫氣可以解離成氫原子并滲透進(jìn)入金屬材料的晶格點(diǎn) 陣的間隙位置。這一滲透過(guò)程主要經(jīng)歷如下步驟［1］: ( 1) 氫氣 ( H2 ) 與金屬材料( M) 表面發(fā)生碰撞，此時(shí)金屬材料( M) 表面物 理吸附微量氫氣( H2 ) 形成混合物( H2M) ，即 H2 + M→H2M。 ( 2) 混合物( H2M) 與金屬材料( M) 外表面繼續(xù)反應(yīng)，形成吸附著在金屬外表面的氫原子( HadM) ，這一過(guò)程被稱(chēng)為化學(xué)吸附過(guò)程，并且高溫高壓的條件可促進(jìn)化學(xué)吸附過(guò)程，即 H2M + M→2HadM。 ( 3) 當(dāng)金屬材料( M) 外表面吸附氫原子( HadM) 達(dá)到 飽和后會(huì)逐步溶解擴(kuò)散，形成滲透在材料內(nèi)部原子氫( MHad) ， 即 HadM→MHad。 ( 4) 環(huán)境溫度和壓力降低后原子氫( MHad ) 逐 步析出，在金屬材料( M) 內(nèi)部重組成氫分子( H2 ) ，即 2Had M→2M + H2。由于氫分子的尺寸遠(yuǎn)大于氫原子，因此氫分子殘留在 金屬材料內(nèi)部無(wú)法“逃逸”，金屬材料內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)裂紋導(dǎo)致材料脆化; 這種情況被稱(chēng)為氫脆現(xiàn)象。 2 氫脆現(xiàn)象對(duì)壓力變送器的影響 壓力變送器是一種將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化成電動(dòng)信號(hào)進(jìn)行控制和遠(yuǎn)傳的設(shè)備［2］，其核心元件是單晶硅諧振式傳感器及測(cè)量膜 盒。壓力變送器工作時(shí)測(cè)量膜盒的測(cè)量膜片接觸測(cè)量介質(zhì)，通 過(guò)測(cè)量膜片內(nèi)側(cè)密封灌充的硅油傳導(dǎo)液將測(cè)量壓力傳遞到微 型真空腔體的彈性元件( 諧振梁) 上，導(dǎo)致彈性元件發(fā)生微小形 變位移，其位移程度與壓力成正比關(guān)系。壓力變送器通過(guò)單晶硅諧振式傳感器及微處理器將形變位移程度轉(zhuǎn)變?yōu)?4 ～ 20mA遠(yuǎn)傳電信號(hào)，可用于測(cè)量介質(zhì)壓力。為了減少傳遞過(guò)程中的壓 力損耗并防止受到測(cè)量介質(zhì)腐蝕，一般選擇采用具有一定彈性 和防腐蝕性能的金屬薄壁材料( 厚度介于 40 ～ 80μm 之間，各設(shè) 備供貨商略有不同) 制作成測(cè)量膜片，常見(jiàn)的測(cè)量膜片材質(zhì)有 316L 不銹鋼、哈氏合金、鉭、鈦等諸多類(lèi)型。由于測(cè)量膜片厚度 不足 0． 1mm，常規(guī)的壓力變送器在惡劣工況( 高溫高壓且存在較高濃度氫氣的場(chǎng)合) 下極易出現(xiàn)氫脆現(xiàn)象并受到影響，導(dǎo)致 測(cè)量膜片韌性退化失去彈性，出現(xiàn)空腔鼓包或者裂紋［3］。隨著 時(shí)間推移氫分子甚至可以穿透測(cè)量膜片進(jìn)入隔離硅油傳導(dǎo)液， 出現(xiàn)氣泡增加了壓力傳遞過(guò)程中的損耗，還會(huì)直接干擾壓力變 送器的測(cè)量效果，導(dǎo)致壓力變送器零點(diǎn)漂移、輸出不穩(wěn)定，出現(xiàn) 測(cè)量誤差令壓力測(cè)量參數(shù)波動(dòng)，更為嚴(yán)重的情況下甚至損壞儀表造成事故發(fā)生。 3 煤氣化裝置工況下壓力變送器測(cè)量膜片的選型 3． 1 工藝狀況上海自動(dòng)化儀表有限公司作簡(jiǎn)單簡(jiǎn)介 工業(yè)煤氣化技術(shù)為保障連續(xù)化不間斷生產(chǎn)、提高合成氣產(chǎn) 量規(guī)模，通常是在造氣爐中以水作為氣化劑，在高溫高壓條件令煤炭與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成合成氣( 主要成分為氫氣及一氧 化碳，此外含有少量二氧化碳及其它微量雜質(zhì)) ，主要反應(yīng)方程式是 C + H2O CO + H 幑幐 2 及 C + 2H2O CO 幑幐 2 + 2H2。www.shhzy3.cn?隨著 技術(shù)不斷改進(jìn)，目前大規(guī)模煤氣化技術(shù)主要分成三種技術(shù)方案，即氣流床氣化技術(shù)、流化床氣化技術(shù)及固定床氣化技術(shù)［4］， 其核心部件是造氣爐。以德士古( Texaco) 、殼牌( Shell) 為代表 的氣流床造氣爐技術(shù)可靠、工藝成熟，具備轉(zhuǎn)化效率高、自動(dòng)化 生產(chǎn)連續(xù)性好、產(chǎn)量穩(wěn)定、煤種適應(yīng)范圍廣泛等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目 前煤氣化技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的主流趨勢(shì)。根據(jù)相關(guān)企業(yè)的自控 方案，氣化爐上有諸多儀表測(cè)點(diǎn)( 如溫度、壓力、流量等) ，需要 采集壓力參數(shù)并遠(yuǎn)傳至造氣裝置的自控系統(tǒng)中。 3． 2 壓力變送器測(cè)量膜片的選型 氣化爐壓力參數(shù)直接關(guān)系到造氣工段穩(wěn)定運(yùn)行和安全生 產(chǎn)，是操作過(guò)程自動(dòng)化控制中的一個(gè)重要工藝指標(biāo)。它直接參 與了氣化爐安全聯(lián)鎖停車(chē)動(dòng)作，因此壓力儀表選型需要得到重 視，選擇技術(shù)可靠且使用壽命較長(zhǎng)的儀表來(lái)確保采集有效準(zhǔn)確的工藝參數(shù)。氣化爐壓力測(cè)量基本選型采用壓力變送器得到 諸多設(shè)計(jì)單位及用戶(hù)企業(yè)的共識(shí)，但是忽視氫脆現(xiàn)象、不注意 壓力變送器測(cè)量膜片選型的案例時(shí)有發(fā)生，這種情況需要引起 重視并值得深思。 根據(jù)相關(guān)資料，目前常見(jiàn)的氣流床造氣爐測(cè)點(diǎn)處工況溫度參數(shù)為 250℃，工況壓力參數(shù)為 3． 75MPa，合成氣中氫氣含量不 低于 30% ( 摩爾分?jǐn)?shù)) ，則合成氣中氫氣分壓不小于 1． 125MPa( 3． 75MPa × 30% = 1． 125MPa) 。該工況屬于高溫臨氫場(chǎng)合，即 流體非常高操作溫度超過(guò) 200℃ 且流體中氫分壓超過(guò) 0． 7MPa 的 工藝環(huán)境［5］。高溫臨氫場(chǎng)合下金屬設(shè)備極易發(fā)生氫脆現(xiàn)象，并 且隨著環(huán)境溫度、壓力及氫氣濃度的增加，氫脆現(xiàn)象會(huì)愈加顯 著( 其中環(huán)境溫度是非常為關(guān)鍵的影響因素) 。因此造氣爐壓力 變送器的測(cè)量膜片需要具備防止氫氣滲透的功能，減小氫脆現(xiàn) 象的影響。 由于金具備細(xì)密的晶格點(diǎn)陣，因此氫不易滲透或溶解在金材料內(nèi)部。此外金是非常穩(wěn)定的金屬元素，具備良好的抗腐蝕 性能及延展性，可以制作成極薄的抗腐蝕涂層。針對(duì)這種特 性，目前全球諸多知名的壓力變送器供應(yīng)商( 日本橫河、日本富 士電機(jī)、美國(guó)霍尼韋爾) 研發(fā)了鍍金膜片型壓力變送器，通過(guò)鍍 金涂層可以對(duì)測(cè)量膜片形成保護(hù)膜，有效隔離并防止氫氣滲 透，從而顯著降低了氫脆現(xiàn)象的影響。該工藝采用高溫長(zhǎng)時(shí)間燒結(jié)技術(shù)，在壓力變送器隔離膜片( 材質(zhì)為 316L 奧氏體不銹 鋼) 表層鍍上一層黃金鍍層( 減少氫滲透作用) ，黃金鍍層基面 再鍍上一層陶瓷鍍膜( 用于隔離氫) ［6］。這種雙層鍍膜質(zhì)地致 密均勻、堅(jiān)固耐腐、不受應(yīng)力影響，鍍層極薄( 通常不足 3μmm) 不影響測(cè)量精度，較之純金膜片造價(jià)低廉且性能不受影響。采 用鍍金膜片型壓力變送器，能夠滿(mǎn)足煤造氣裝置造氣爐的工藝 要求，適宜于高溫臨氫場(chǎng)合下長(zhǎng)期使用。這種新式的壓力變送器在煤造氣行業(yè)已得到逐步推廣，根據(jù)企業(yè)反饋結(jié)果使用性能 和儀表壽命明顯優(yōu)于普通的壓力變送器。 4 結(jié)語(yǔ) 合理對(duì)壓力儀表選型，是確保生產(chǎn)安全的重要手段。本文提及的鍍金膜片型壓力變送器也適用于石化行業(yè)( 如加氫、制氫裝置) 的高溫臨氫場(chǎng)合，為類(lèi)似工程壓力儀表選型及設(shè)計(jì)提供一定的參考和借鑒。
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