高溫熱電偶對煤氣化爐溫度的測量

摘要:用高溫熱電偶測量煤氣化爐溫度,高溫熱偶的使用壽命及穩(wěn)定準確測量能是工藝操作人員及時準確地掌握爐內(nèi)溫度狀況,，確保生產(chǎn)安全的重要保證,。
1概述
　　在氣化爐運行過程中,氣化爐爐膛溫度是非常重要的工藝參數(shù),，對氣化爐的安全穩(wěn)定效益運行具有極其重要的作用,是爐膛溫度的直接工藝反映,氣化溫度控制的好壞,，將直接影響著氣化爐爐襯的壽命長短,從而影響裝置的長周期運行,所以氣化爐溫度是氣化爐控制的重要指標，對氣化爐安全,長周期平穩(wěn)運行也起著重要的作用,。所以對氣化爐溫度的準確測量至關重要。榆林甲醇廠用“鉑銠30-鉑銠6"(B型)高溫熱電偶對煤氣化爐溫度進行測量,。
2高溫熱偶使用過程存在問題
　　榆林甲醇廠氣化裝置采用德士古高溫氣流床氣化爐,08年氣化爐投運至2013年底,，高溫熱偶故障率高使用壽命低,消耗有200多支,費用約400萬元。由于高溫熱偶使用壽命短,導致每次停車必須更換高溫熱偶,，在氣化爐溫低于600℃的情況下更換高溫熱偶,，極易造成爐膛耐火磚的損壞,給公司造成更大的損失，具體故障原因有以下幾個方面,。
2.1氣化爐熱電偶的前部為高溫陶瓷保護管,由于高溫陶瓷耐高溫但不耐敲擊,，在氣化爐開停車期間受到高壓爐渣的沖擊、沖刷導致破碎,。
2.2熱電偶從氣化爐外壁,經(jīng)殼體,、隔熱層、三層耐火磚插入燃燒室,由于各耐火材料的熱膨脹系數(shù)不同,熱電偶經(jīng)常因各耐火層熱膨脹不同出現(xiàn)的擠壓力而損壞,。
2.3當水煤漿氣化爐正常運行時,熱電偶保護管已粘滿爐渣,。爐渣一方面使保護管的強度降低,另一方面這些呈熔融狀態(tài)的附著物布滿保護管的表面，當出現(xiàn)氣化爐非正常開,、停車時,，由于附著物的熱膨脹系數(shù)與保護管不同,會使熱電偶保護管破碎而造成熱電偶的損壞。
2.4在高溫熱偶的拆裝過程中,熱偶孔的清理千凈程度,、拆卸爐溫條件,、安裝爐溫條件、安裝熱偶時注意的密封細節(jié),、熱偶伸縮長度要求等,，直接影響到高溫熱偶的使用壽命和安全.運行。
3提升高溫熱偶使用壽命,減少故障率
3.1使用專業(yè)工具,制定相關操作法,進行標準化作業(yè)
(1)拆高溫熱電偶,疏通熱偶安裝孔必須在氣化爐溫度不低于800℃時,制作專用鋼釬,鋼釬打通后,用DN40mm的不銹鋼管錘擊轉動疏通,直至孔徑滿足安裝要求,。
(2)密封組件安裝,。①將熱偶和熱偶管進行連接,連接時應先安裝鎖緊卡套,再將熱偶和熱偶連接管進行連接,將熱偶的長度調(diào)整至測量長度,并將鎖緊卡套緊固防止熱偶長度再發(fā)生變化。②熱偶長度調(diào)整好后按照以下順序安裝其他附件:a,、套入鋁墊片b.套入安裝接頭并緊固c.套入-一個瓷管d.套入火山灰一個(小頭朝里大頭朝外)e,、套入瓷管兩個f、套入銷子g.套入壓緊螺絲并將其壓緊,。③在放好瓷管火山灰進行緊固時應將熱偶放置于熱偶口內(nèi),并對角帶上螺絲后對壓緊螺帽進行緊固,，以確保緊固到位,防止因火山灰未緊固到位發(fā)生回火事故。④在壓緊螺帽緊固好以后不可再用扳手擰轉接頭或調(diào)整熱偶的長度,防止熱偶絲因絞線造成損壞,。
(3)在每次安裝熱偶時,測量好熱偶安裝孔深度.正確調(diào)節(jié)熱偶長度,把握好熱偶插入爐膛深度,。經(jīng)過幾年的經(jīng)驗總結,，在保證熱電偶偶可靠指示溫度的前提下，尋求最佳的縮進值,，以緩解氣化爐內(nèi)沖刷,，提高熱偶使用壽命，目前高溫熱偶安裝保護套管內(nèi)縮15~20mm,。
3.2科學選擇熱電偶,減小沖刷
　　限制高溫熱偶使用壽命的主要部件是保護套管,保護套管的選材及加工工藝,直接影響著高溫熱偶的使用壽命,。目前國內(nèi)生產(chǎn)的氣化爐專用高溫熱偶，其材質(zhì)有二硅化鉬(MoSi2)保護套管,，剛玉(Al203)保護套管,，以及碳化硅(SIC)保護套管等。由于三種材質(zhì)的機械強度碳化硅(SiC)>剛玉(Al203)>二硅化鉬(MoSi2),綜合材質(zhì)強度與成本考慮,，最終選擇剛玉套管,，可以適當?shù)奶岣邿崤嫉氖褂脡勖?br /> 3.3工藝人員精心操作，嚴格控制爐溫
　　在正常生產(chǎn)條件下,，耐火磚表面有一層煤渣層,，實際上渣層是動態(tài)的，溫度低渣層較厚,溫度高渣層較薄,，適當厚的渣層可以減緩高溫氣體和熔渣的沖刷,。在運行過程中還避免過氧的情況,氧氣波動后直接造成爐溫的波動,氧氣突然升高后,造成爐溫突然升高,高溫熱偶由于熱脹冷縮的應力作用,保護套管迅速膨脹，很容易造成破損,導致最終熱偶損壞,。
　　在氣化爐運行過程中,經(jīng)常會出現(xiàn)堵渣情況,，為了進行熔渣,工藝操作人員會采取降低煤漿負荷,相對提高氧氣煤漿比例，使得氣化爐爐溫升高,，從而達到熔渣的目的;同時,后續(xù)工段有時會出現(xiàn)突然降低負荷的現(xiàn)象,導致氣化爐內(nèi)壓力迅速升高,。在開停車的過程中由于更換燒嘴,會使冷空氣進入爐內(nèi)，造成爐內(nèi)溫度的急驟變化,在投料過程的短時間內(nèi),爐內(nèi)溫度升得比較快,。
這些因素都是導致氣化爐高溫熱偶受到強烈沖擊,，最終損壞的重要原因。為了提高氣化爐運行的安全穩(wěn)定,對工藝聯(lián)鎖系統(tǒng)適當改進,提高自動控制系統(tǒng)的正確性和可靠性,同時提高工藝人員的操作水平,將工藝參數(shù)控制的更加穩(wěn)定,、安全,。
4結語
　　雖然氣化爐熱電偶使用周期較早期開車期間延長了很多，但目前用熱電偶水煤漿氣化爐溫度仍然是一項世界性的難題,，國內(nèi)許多科研機構也在研發(fā),。希望在不久的將來,有更好的特殊材料應用于保護套管的制造,提高熱電偶的整體性能，延長使用時間,同時減輕勞動強度,節(jié)約企業(yè)費用,。