一种用于氮气置换的料位报警系统及其使用方法与流程

1.本发明涉及煤气化技术领域，具体涉及一种用于氮气置换的料位报警系统及其使用方法。


背景技术：

2.近年来，随着人民生活水平的提高，安全生产越来越受到关注。特别是煤气化生产、医药化工生产中，经常使用到大量的溶媒，如反应釜中使用到溶媒，溶媒的加入给生产安全带来了极大的安全隐患，因此在生产过程中就必须使用氮气保护。
3.生产实际中，经常采用在封闭系统中设置氮气置换及放散管路，需要内部充氮置换时，氮气源从底部置换入口进入反应釜，内部气体从反应釜顶部放散管路排出；脱硫废水与除尘废水单独处理。
4.现有氮气置换工艺中，除尘系统只有差压变送器，无法进行反应釜(罐体)充氮气过程中压力数值的远程监控和实施监控。并且，差压变送器检测的数据为洁净室与含尘室压力差，无法测量反应釜压力。料位计初始状态为高报警，当实际物料达到料位计安装位置后，料位计报警输出。当线路出现问题、料位计失电或料位计损坏后，远程接收不到料位信号，此时无法判断：是因为实际料位没有浸没料位计安装位置导致没有料位信号，还是由于料位计失电或损坏导致没有料位信号；信号传递问题经常导致影响故障判断，影响故障发现的及时性，进而造成故障扩大化。因此这对正常生产带来了极大的安全隐患。


技术实现要素：

5.基于现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于氮气置换的料位报警系统及其使用方法，其解决了故障发现不及时，导致故障扩大影响至更多仪表损坏的问题。
6.依据本发明技术方案的第一方面，提供一种用于氮气置换的料位报警系统，所述用于氮气置换的料位报警系统在做氮气置换时候，远程监视充入氮气过程中对容料仓的压力影响，将差压变送器的低压侧取样针形阀关闭，低压侧排污针形阀打开，此时差压变送器检测的数据为外界环境与含尘室压力差，近似为容料仓压力，从而可以远程测量容料仓压力。
7.所述一种用于氮气置换的料位报警系统包括差压变送器、低压侧取样针形阀、洁净室、含尘室和高压侧取样针形阀，洁净室为气体经过滤袋所到达的洁净室，洁净室室内保持为低压。
8.其中，低压侧取样针形阀安装在洁净室取样端口处，低压侧取样针形阀引出洁净室的低压侧待测介质。含尘室为前道工序气体直接进入的含尘室，含尘室室内为高压；高压侧取样针形阀安装在含尘室取样端口处，高压侧取样针形阀引出含尘室的高压侧待测介质。
9.优选地，差压变送器安装在管路中，其测量经由低压侧取样针形阀和高压侧取样针形阀取样所获得两腔室的压力差。
10.所述用于氮气置换的料位报警系统进一步包括信号处理和报警装置，其连接在差压变送器两端，信号处理和报警装置将差压变送器获取的压力信号进行处理，并输出给显示装置和传递给中央控制单元。更进一步地，其包括对焊式三通，对焊式三通用于连通分支管路。
11.依据本发明技术方案的第二方面，提供一种氮气置换的料位报警系统的使用方法，其包括以下步骤：
12.步骤s1，设置容料仓的初始参数，保证差压变送器、低压侧取样针形阀、洁净室、含尘室和高压侧取样针形阀的仪表管路畅通的条件下，使用手操器对差压变送器校准，设定差压变送器的正确量程；
13.步骤s2,检查用于氮气置换的料位报警系统的各个部件或组件的初始状态，确保用于氮气置换的料位报警系统中的各个阀门处于以下状态：
14.高压测取样针形阀、低压侧取样针形阀处于关闭状态；
15.高压侧排污针形阀、低压侧排污针形阀处于打开状态；
16.高压侧引入针形阀、低压侧引入针形阀处于打开状态；
17.步骤s3，氮气置换过程开始前，将低压侧取样针形阀关闭，低压侧排污针形阀打开，低压侧引入针形阀打开，差压变送器低压侧检测外界环境压力；
18.步骤s4，将高压侧取样针形阀打开，高压侧排污针形阀关闭，高压侧引入针形阀打开，变送器高压测检测容料仓腔室压力；
19.步骤s5，开始氮气置换，此时差压变送器测量值近似于容料仓内部压力，此时可远程监控容料仓内近似压力，完成整个置换过程；
20.步骤s6，氮气置换结束后，将各个阀门恢复为以下状态：
21.高压测取样针形阀、低压侧取样针形阀处于打开状态；
22.高压侧排污针形阀、低压侧排污针形阀处于关闭状态；
23.高压侧引入针形阀、低压侧引入针形阀处于打开状态；
24.容料仓开始正常生产，差压变送器测量洁净室与含尘室差压数值。
25.进一步地，步骤s2进一步包括，使用差压变送器对应的手操器进行压力变送器调零。
26.与现有技术相比，本发明的一种用于氮气置换的料位报警系统的有益效果为：
27.1、短时间内判断故障状态以及故障范围。
28.2、及时处理有效防止故障扩大。
29.3、置换惰性气体过程中实时监测容器内压力数据。
附图说明
30.图1为依据本发明的用于氮气置换的料位报警系统的原理示意图。
31.图2为积灰量没有淹没底料位状态的示意图。
32.图3为积灰量淹没低料位状态的示意图。
33.图4为积灰量淹没高低料位状态的示意图。
34.附图中的附图标记说明：差压变送器1、对焊式直通接头2、不锈钢取样管3、低压侧引入针形阀4、对焊式三通5、低压侧排污针形阀6、低压侧排污管7、低压侧取样针形阀8、洁
净室9、含尘室10、高压侧引入针形阀11、高压侧排污针形阀12、高压侧排污管13、高压侧取样针形阀14、料位计探杆21、灰量22、容料仓23、卸料阀24。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
36.本发明提供一种用于氮气置换的料位报警系统，其在做氮气置换时候，远程监视充入氮气过程中对容料仓的压力影响，将差压变送器的低压侧取样针形阀关闭，低压侧排污针形阀打开，此时差压变送器检测的数据为外界环境与含尘室压力差，近似为容料仓压力，从而可以远程测量容料仓压力。待氮气置换后，将阀门恢复至正常生产状态，至此氮气置换完成。
37.本发明的一种用于氮气置换的料位报警系统，其包括差压变送器1、低压侧取样针形阀8、洁净室9、含尘室10和高压侧取样针形阀14，洁净室9为气体经过滤袋所到达的洁净室，洁净室9室内保持为低压；低压侧取样针形阀8安装在洁净室9取样端口处，低压侧取样针形阀8引出洁净室9的低压侧待测介质；含尘室10为前道工序气体直接进入的含尘室，含尘室10室内为高压；高压侧取样针形阀14安装在含尘室10取样端口处，高压侧取样针形阀14引出含尘室10的高压侧待测介质；差压变送器1安装在管路中，其测量经由低压侧取样针形阀8和高压侧取样针形阀14取样所获得两腔室的压力差。
38.进一步地，一种用于氮气置换的料位报警系统包括信号处理和报警装置，其连接在差压变送器1两端，信号处理和报警装置将差压变送器1获取的压力信号进行处理，并输出给显示装置和传递给中央控制单元，优选地，当压力差大于设定的阈值时，信号处理和报警装置进行报警，优选包括声光报警，进一步地包括切断物料填充和处理，以避免使得损失进一步扩大化。所述差压变送器测量来自双侧导压管的差压，所述压差直接作用于差压变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给信号处理和报警装置，经过放大等处理变为标准电信号输出。在另外的实施例中，差压变送器1与节流元件相结合，利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量。本实施例中的差压变送器的性能指标如下：精度可达0.075％，量程比100：1，差压：调校量程从4inh2o至1000psi，表压：调校量程从4inh2o至1000psi，绝压：调校量程从150inh2o至1000psi。
39.在优选的实施例中，一种用于氮气置换的料位报警系统进一步包括对焊式三通5，对焊式三通用于连通分支管路；更进一步地，分别在低压侧取样针形阀8外侧(远离洁净室9的一侧)设置第一对焊式三通，以及在高压侧取样针形阀14外侧(远离含尘室10的一侧)设置第二对焊式三通。第一对焊式三通经由低压侧排污针形阀6连接有低压侧排污管7，第二对焊式三通经由高压侧排污针形阀12连接有高压侧排污管13，
40.低压侧排污针形阀6用于打开阀门低压侧开始排污，低压侧排污管7用于排除管路堵塞杂质。高压侧排污针形阀12用于打开阀门高压侧开始排污，高压侧排污管13用于排除管路堵塞杂质。在本发明的实施例中，选择微流量的针形阀作为阀门，而不选择本行业通用的球阀，其优势在于针型阀具有安装拆卸方便、连接紧固、有利于防火、防爆和耐压能力高、密封性能良好、使用寿命长，尤其是针型阀的密封性良好,,即使密封面损坏后,也只需要更
换易损零件,即可继续使用。
41.在进一步的实施例中，在差压变送器1两端设置安装有对焊式直通接头2，在第一对焊式三通和差压变送器1之间设置有不锈钢取样管3和低压侧引入针形阀4，在第二对焊式三通和差压变送器1之间设置有不锈钢取样管3和高压侧引入针形阀11，
42.所述对焊式直通接头用于差压变送器与不锈钢取样管连接，不锈钢取样管用于引出待测介质。低压侧引入针形阀用于切断低压气路，将待测介质引入差压变送器。高压侧引入针形阀用于切断高压气路，将待测介质引入差压变送器。
43.本发明一种用于氮气置换的料位报警系统用于料位安装初期报警检测和生产过程中的检测，在安装初期由于未生产不会产生物料，实际料位都为低状态，用于氮气置换的料位报警系统远程会收到料位计报警信号；若某个料位信号消失，有三种可能，料位计失电、线路出现故障、料位计损坏，用于氮气置换的料位报警系统都可以及时发现问题。在生产过程中，正常情况下，实际物料都不会浸没料位计(低报警)；由于高料位是一个非正常的状态，当实际物料达到料位计安装位置后，高料位信号消失(低报警)，输灰系统启动，经过一定时间料位信号就会恢复，若一段时间过后料位信号无变化，则用于氮气置换的料位报警系统可以判断料位计不正常，需及时检查。具体如图2、图3和图4所示。
44.图2为积灰量没有淹没底料位状态的示意图，图3为积灰量淹没低料位状态的示意图，图4为积灰量淹没高低料位状态的示意图。
45.如图2所示，积灰量没有淹没底料位状态。在容料仓23中，低料位l1指示检测灰斗积灰低限位置，高料位l2用于指示检测灰斗积灰高限位置。使用料位计探杆21检测积灰位置的有效长度。如图2所示，生产过程中产生的灰量22位于灰斗积灰低限位置的低料位l1之下，本实施例装置使用卸料阀24排泄生产过程中的积灰。卸料阀24安装在容料仓23的底部。
46.如图3所示，积灰量淹没低料位状态。在容料仓23中，积灰量超过了低料位l1，且低于高料位l2。如图4所示，积灰量淹没高低料位状态，在容料仓23中积灰量超过了高料位l2。
47.本发明的氮气置换的料位报警系统的使用方法如下，其包括以下步骤：
48.步骤s1，设置容料仓的初始参数，保证差压变送器1、低压侧取样针形阀8、洁净室9、含尘室10和高压侧取样针形阀14的仪表管路畅通的条件下，使用手操器对差压变送器1校准，设定差压变送器的正确量程；
49.步骤s2,检查用于氮气置换的料位报警系统的各个部件或组件的初始状态，确保用于氮气置换的料位报警系统中的各个阀门处于以下状态：
50.高压测取样针形阀、低压侧取样针形阀处于关闭状态。
51.高压侧排污针形阀、低压侧排污针形阀处于打开状态。
52.高压侧引入针形阀、低压侧引入针形阀处于打开状态。
53.使用差压变送器对应的手操器进行压力变送器调零。
54.步骤s3，氮气置换过程开始前，将低压侧取样针形阀关闭，低压侧排污针形阀打开，低压侧引入针形阀打开，差压变送器低压侧检测外界环境压力；
55.步骤s4，将高压侧取样针形阀打开，高压侧排污针形阀关闭，高压侧引入针形阀打开，变送器高压测检测容料仓腔室压力；
56.步骤s5，开始氮气置换，此时差压变送器测量值近似于容料仓内部压力，此时可远程监控容料仓内近似压力，完成整个置换过程。
57.步骤s6，氮气置换结束后，将各个阀门恢复为以下状态：
58.高压测取样针形阀、低压侧取样针形阀处于打开状态；
59.高压侧排污针形阀、低压侧排污针形阀处于关闭状态；
60.高压侧引入针形阀、低压侧引入针形阀处于打开状态；
61.容料仓开始正常生产，差压变送器测量洁净室与含尘室差压数值。
62.更进一步地，用于氮气置换的料位报警系统实现料位报警，其包括如下步骤：
63.步骤w1，设置低料位l1的料位计和高料位l2的料位计参数均为低报警，即物料没有淹没料位计探杆21时产生报警；
64.步骤w2，生产过程中当积灰量低于低料位l1时，高料位和低料位均产生报警状态且传递给中控平台，中控平台接收到料位信号说明各个仪表正常。
65.步骤w3，当中控平台接收不到料位信号时候，有两种可能：(1)容料仓罐体内物料或积灰超过了低料位l1且低于高料位l2，(2)仪表线路不正常或损坏；
66.步骤w4，为了验证步骤w3中的可能性，打开卸料阀24开始卸料，经过几轮的卸料如果料位计恢复，则说明仪表准确，否则仪表损坏，应及时检修防止故障范围扩大。
67.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在不脱离本发明技术原理的前提下，可以在形式和细节中做出各种各样的修改，都属于本发明保护的范围。另外，不应当将本发明的保护范围仅仅限制于下述具体结构或部件或具体参数。

技术特征：
1.一种用于氮气置换的料位报警系统，其特征在于，所述用于氮气置换的料位报警系统在做氮气置换时候，远程监视充入氮气过程中对容料仓的压力影响，将差压变送器的低压侧取样针形阀关闭，低压侧排污针形阀打开，此时差压变送器检测的数据为外界环境与含尘室压力差，近似为容料仓压力，从而可以远程测量容料仓压力。2.根据权利要求1所述的一种用于氮气置换的料位报警系统，其特征在于：其包括差压变送器、低压侧取样针形阀、洁净室、含尘室和高压侧取样针形阀，洁净室为气体经过滤袋所到达的洁净室，洁净室室内保持为低压。3.根据权利要求2所述的一种用于氮气置换的料位报警系统，其特征在于：低压侧取样针形阀安装在洁净室取样端口处，低压侧取样针形阀引出洁净室的低压侧待测介质。4.根据权利要求3所述的一种用于氮气置换的料位报警系统，其特征在于：含尘室为前道工序气体直接进入的含尘室，含尘室室内为高压；高压侧取样针形阀安装在含尘室取样端口处，高压侧取样针形阀引出含尘室的高压侧待测介质。5.根据权利要求1所述的一种用于氮气置换的料位报警系统，其特征在于，差压变送器安装在管路中，其测量经由低压侧取样针形阀和高压侧取样针形阀取样所获得两腔室的压力差。6.根据权利要求1所述的一种用于氮气置换的料位报警系统，其特征在于，其进一步包括信号处理和报警装置，其连接在差压变送器两端，信号处理和报警装置将差压变送器获取的压力信号进行处理，并输出给显示装置和传递给中央控制单元。7.根据权利要求4所述的一种用于氮气置换的料位报警系统，其特征在于，其进一步包括对焊式三通，对焊式三通用于连通分支管路。8.一种氮气置换的料位报警系统的使用方法，其包括以下步骤：步骤s1，设置容料仓的初始参数，保证差压变送器、低压侧取样针形阀、洁净室、含尘室和高压侧取样针形阀的仪表管路畅通的条件下，使用手操器对差压变送器校准，设定差压变送器的正确量程；步骤s2,检查用于氮气置换的料位报警系统的各个部件或组件的初始状态，确保用于氮气置换的料位报警系统中的各个阀门处于以下状态：高压测取样针形阀、低压侧取样针形阀处于关闭状态；高压侧排污针形阀、低压侧排污针形阀处于打开状态；高压侧引入针形阀、低压侧引入针形阀处于打开状态；步骤s3，氮气置换过程开始前，将低压侧取样针形阀关闭，低压侧排污针形阀打开，低压侧引入针形阀打开，差压变送器低压侧检测外界环境压力；步骤s4，将高压侧取样针形阀打开，高压侧排污针形阀关闭，高压侧引入针形阀打开，变送器高压测检测容料仓腔室压力；步骤s5，开始氮气置换，此时差压变送器测量值近似于容料仓内部压力，此时可远程监控容料仓内近似压力，完成整个置换过程；步骤s6，氮气置换结束后，将各个阀门恢复为以下状态：高压测取样针形阀、低压侧取样针形阀处于打开状态；高压侧排污针形阀、低压侧排污针形阀处于关闭状态；高压侧引入针形阀、低压侧引入针形阀处于打开状态；
容料仓开始正常生产，差压变送器测量洁净室与含尘室差压数值。9.根据权利要求8所述的氮气置换的料位报警系统的使用方法，其特征在于，步骤s2进一步包括，使用差压变送器对应的手操器进行压力变送器调零。

技术总结
本发明提供一种用于氮气置换的料位报警系统及其使用方法，所述用于氮气置换的料位报警系统在做氮气置换时候，远程监视充入氮气过程中对容料仓的压力影响，将差压变送器的低压侧取样针形阀关闭，低压侧排污针形阀打开，此时差压变送器检测的数据为外界环境与含尘室压力差，近似为容料仓压力，从而可以远程测量容料仓压力。用于氮气置换的料位报警系统能够短时间内判断故障状态以及故障范围，及时处理有效防止故障扩大；并且置换惰性气体过程中，能够实时监测容器内压力数据。能够实时监测容器内压力数据。能够实时监测容器内压力数据。


技术研发人员：周列 邵华
受保护的技术使用者：上海境业环保能源科技股份有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2022/3/8