上海自動(dòng)化儀表有限公司介紹了隔離測量硫磺壓力的測量方法

液體硫磺的長周期壓力測量一直是國內(nèi)的難點(diǎn)，上海自動(dòng)化儀表有限公司介紹了隔離測量硫磺壓力的測量方法，安裝測量隔離介質(zhì)，給出測量裝置的基本組成。不僅能保障液體硫磺的測量裝置正常運(yùn)行，也能減輕了企業(yè)的維護(hù)成本。

液硫作為原料，在投料管線上的壓力是非常重要的參數(shù)，系統(tǒng)中配比的物料、進(jìn)反應(yīng)器的阻力的聯(lián)鎖保護(hù)條件均與之直接關(guān)聯(lián)，因此液硫壓力測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性決定投硫系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行，也影響著企業(yè)的安全生產(chǎn)，同時(shí)可以為企業(yè)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。為有效避免這一問題的發(fā)生，本文就壓力測量失效的原因進(jìn)行分析 ：

目前，大多數(shù)投硫系統(tǒng)采用的是硫磺—天然氣高溫反應(yīng)技術(shù)，其中反應(yīng)爐是進(jìn)行反應(yīng)的主要設(shè)備，反應(yīng)爐的硫磺進(jìn)爐阻力對(duì)投硫系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行有著極其重要的作用，但由于液體硫磺的特殊性，無法穩(wěn)定長周期的使用當(dāng)前主流的壓力表進(jìn)行測量。目前我國采用的遠(yuǎn)傳膜盒壓力表價(jià)格近5 000元，現(xiàn)場的膜盒壓力表價(jià)格也超出1 000元，價(jià)格較高，若是從國外進(jìn)口，則價(jià)格更高，所以對(duì)液硫壓力的測量研究就顯得很有必要。

1 液體硫磺工況的概況

硫磺不溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳，是一種物理性質(zhì)隨溫度而顯著變化的元素。硫磺在常溫下是固體，密度在2.1g/cm 3 ，熔點(diǎn)在119℃，沸點(diǎn)在444.6℃，我們使用的硫磺種類是單斜硫又稱 β- 硫。斜方硫和單斜硫都是由S8環(huán)狀分子組成，液態(tài)時(shí)為鏈狀分子組成，一般液硫的溫度在119~155℃時(shí)，其流動(dòng)性隨著溫度的升高而增強(qiáng)，當(dāng)溫度達(dá)到155~180℃時(shí)。此時(shí)液硫會(huì)通過八原子硫環(huán)的互連而形成長鏈硫分子，黏度隨之急劇增加，考慮到非常優(yōu)的能耗平衡，在132~158℃時(shí)黏度非常小，利于液硫的輸送。根據(jù)液體硫磺的這一特性為了使之保持較好的流動(dòng)性，以利于生產(chǎn)過程液硫的輸送，同時(shí)為了降低輸送的功率消耗，這些控制的依據(jù)根據(jù)圖1的硫磺黏度與溫度的關(guān)系而制定。液體硫磺通常在145~155℃下由管道輸送。管道伴熱系統(tǒng)將整個(gè)管長內(nèi)的液硫平均溫度保持在140~155℃。硫磺的非常低輸送溫度要求為122~125℃，因此在正常操作期間有18~30℃的安全裕量。

2 測量液硫壓力表的故障原因

1）目前國內(nèi)采用非常多的測量儀表是膜盒壓力表，因?yàn)檩斔凸芫€上的壓力計(jì)屬于伴熱末端，若工藝伴熱蒸汽壓力下降，溫度降低到硫磺的融化點(diǎn)以下，液硫?qū)⒗淠龤埩粼谀ず猩?，?dǎo)致膜盒yongjiu變形失去彈性甚至導(dǎo)致膜盒漏油。

2）膜片的厚度只有0.2~0.5mm，液硫泵的出口壓力表在的脈動(dòng)作用下以及液硫，亞硫酸等物質(zhì)具有很強(qiáng)的腐蝕性，液硫及亞硫酸，碳粉等會(huì)慢慢附著在膜盒表面，從而導(dǎo)致膜盒點(diǎn)狀腐蝕，緩沖液流失，使測量數(shù)據(jù)失真。

3）泵出口憋壓，導(dǎo)致出口壓力過高，擊穿隔膜的膜盒導(dǎo)致膜盒漏油損壞。

4）泵的啟停、開停工也會(huì)導(dǎo)致硫磺的冷凝以至于損壞膜盒壓力表。因此，膜盒壓力表也無法適應(yīng)系統(tǒng)開停工的影響。

3 解決的方案

因?yàn)橐毫虻奶匦?，以及為滿足輸送液硫壓力在2.5~3.3MPa，溫度135~150℃的寬尺度工況情況下使用，首先想到的是利用非接觸式測量。

3.1 液硫管道設(shè)計(jì)的壓力測量方案

液體硫的密度見表1。

液硫溫度135~150℃，查表1得出液體硫磺的密度一般在1792.3~1 779.7kg/m 3 。因?yàn)橐毫蛟?19℃就會(huì)凝固，輸送液硫壓力在2.5~3.3MPa，溫度在135~150℃，所以在壓力表選型設(shè)計(jì)安裝時(shí)，應(yīng)考慮到液硫的密度較大，黏度較高，壓力高，容易與儀表部件粘連，所以首先排除了吹氣式壓力表的選型安裝方案?，F(xiàn)階段國內(nèi)常用的液硫泵出口及管線的壓力測量儀表大多選用隔離液測量法和隔膜壓力表測量法，目前只有隔膜壓力表測量法能用時(shí)間在3個(gè)月以上。所以本次實(shí)驗(yàn)是隔離傳壓測量的改進(jìn)與應(yīng)用。

3.2 設(shè)計(jì)考慮因素

隔離測量的要素有三點(diǎn) ：①保證液硫不凝固②液硫不接觸壓力表 ；③隔離介質(zhì)和液硫不反應(yīng)，且具有耐高溫、較好的安定性、黏度高以及密度區(qū)別于液硫。

3.3 隔離液的選定

有鑒于正常隔離液會(huì)冷卻液硫?qū)е聼o法測量，現(xiàn)經(jīng)多次長久實(shí)驗(yàn)利用潤滑脂固有的特性作為隔離介質(zhì)。通過查閱比對(duì)發(fā)現(xiàn)白色全氟聚醚潤滑脂專用于高溫、高負(fù)載、化學(xué)腐蝕環(huán)境中的使用，具有極佳的化學(xué)惰性、耐久性和低揮發(fā)性。適用溫度范圍：-50~280℃，在25℃，0.1mm 時(shí)，錐入度為270，適合作為隔離介質(zhì)。因改變了壓力表結(jié)構(gòu)形式，形成液硫與潤滑脂直接接觸，為避免出現(xiàn)有異常情況發(fā)生，查閱了相關(guān)潤滑油 MSDS 資料，并針對(duì)結(jié)構(gòu)形式可能出現(xiàn)的問題，做了一系列實(shí)驗(yàn)和采取了相關(guān)措施 ：

為防止有異常情況，將潤滑脂與液硫在200℃的溫度下進(jìn)行加熱試驗(yàn)，潤滑脂未出現(xiàn)分解或其他異常現(xiàn)象 ；而且考慮到潤滑脂與液硫是直接接觸，為防止因設(shè)備停止運(yùn)行時(shí)，潤滑脂滑落至液硫內(nèi)，將冷凝圈注滿潤滑脂，并實(shí)驗(yàn)其黏性，30min 內(nèi)沒有滑落現(xiàn)象 ；且冷凝圈內(nèi)容積較小（100mL），此劑量的潤滑脂如混入液硫進(jìn)入反應(yīng)爐內(nèi)，不會(huì)影響整個(gè)反應(yīng)過程和生產(chǎn)工藝。

3.4 安裝操作

建議安裝結(jié)構(gòu)見圖2。

（1） 根 部 閥 門 為 蒸 汽 保 溫 球 閥 DN25/50PN63，1 是DN50PN63法蘭 DN50PN63（法蘭標(biāo)準(zhǔn)按照 HG20592標(biāo)準(zhǔn)）

（2）1是對(duì)焊異徑接頭 DN50-φ14

（3）2是 φ14對(duì)焊等徑三通 DN10PN63截止閥

（4）3是 DN10PN63截止閥

（5）4是冷凝圈 φ14*3L=650

（6）5和6分別是對(duì)焊式壓力表接頭 M20*1.5/φ14 PN63及墊片

3.5 操作的要點(diǎn)

關(guān)閉保溫球閥，拆除壓力表，松開1連接閥門的法蘭，能夠使油脂排出空氣減少測量的誤差，使用加油槍通過3加潤滑脂。直至油脂冒出。填充滿測量管路。上緊1法蘭、安裝好壓力表、關(guān)閉3截止閥。開啟保溫球閥。

4 結(jié)論

此測量結(jié)構(gòu)已經(jīng)實(shí)際長周期應(yīng)用，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。上海自動(dòng)化儀表有限公司不僅能對(duì)正常運(yùn)行期間液硫管道的壓力進(jìn)行長周期實(shí)時(shí)識(shí)別，而且極大增強(qiáng)了試車和開車階段的故障排除能力，從經(jīng)濟(jì)上、安全上、維修量上得到了顯著效果。