气化炉测温热电偶的弊病及改善措施
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三 、气 化 炉 测 温 热 电偶 泄 漏 的原 因
气 化 炉 热 电 偶 保 护 管 在 ６ ． ５ ～８ ． ７ Ｍ ｐ ａ ，
１ ４ ０ ０～ １ ６ ０ ０ ℃ 的高 温 、高 压 下 ，不 仅 要 考 虑 材 质 问 题 ，
同时也应考 虑密封 防泄漏 问题 。使用单 位在购买热 电偶 备件时 ，一般 不再购买 与工艺连接 的法兰 、密封 接头 、 接线盒 ，热偶 等厂家 必须 提供 的瓷 环 、密封件 ，而是 由 使用者 自行 装配 。在 长周期运行 中 ，热电偶经 常出现泄 漏 ，分析原因如下 ： １ ． 瓷环 、密封填料质量 较差 ，在旋 紧时压碎 ，造成 高压合成气吹 出。 ２ ． 压 紧管多次使用 造成变形 ，长度减少 ，压紧接头 旋到根部 不能起到压 紧作用 ，致使填 料周边有 空隙 。一 旦 出现 泄漏 ，会逐 步将填料 、瓷环 吹净 ，造成 合成气从 密封子 Ｌ 径 内喷 出。该气体 温度较 高且为有毒 、有害气体 ， 无法堵漏 ，气化炉被迫停运 。 四、气化炉专 用多点热 电偶 的特点及效果 天津 市中环公司研发 的新型气化 炉专用多点热 电偶 ， 包括 多个测温 芯体 、四氟屏蔽 导线 、冷端保 护套 以及 法 兰 ，每个 测温芯体分 别连接各 自的 四氟屏蔽 导线 ，且 在 测 温芯体与 四氟屏蔽导线连接 处套装有 冷端保护套 ，冷 端保 护套 内灌装 有高温密封胶 ，法兰上制有 与测温 芯体 数 量相 同的通 过孔 ，每个测温 芯体分别穿 过各 自的通 过 孔 ，其在测温 芯体的外壁套装 一密封 螺栓 ，该密封 螺栓 的下部 与通过 孔啮合连 接 ，该 密封螺栓 的上部 内壁 与测
中图 分类 号 ：Ｔ Ｈ 文献 标 识 码 ：Ａ
引言 ：永煤 龙宇煤 化工年产 ５ ０万吨 甲醇项 目，是全 省规 模最大 的 “ 十一五 ”重 点项 目，该 项 目总投 资 ２ ８ ． ５ 亿元 ，设 计年 消耗煤炭 １ ２ ７万 吨。在全 国同等规模 的煤 化工建设项 目中工期最短 ， 较其他项 目节省 １ ４ 个月 时间； 全 国第一套壳牌 气化炉用 于制 甲醇 ，且 一次投料试 生产 成功 ；在 国内第 一个在煤化 工 中使用 国产大空分装 置 ； 采用 的干粉煤气化 技术使综合 能耗在 目前 国 内煤制 甲醇 装 置 中最低 ，且 是世界上首 套应用于大 型 甲醇生产 装置 上获得成 功的洁净 煤气 化技术 。 当前气 化炉测温热电偶存在 的弊病 在气化 装置 中，温度是 直接反 映气 化炉是否正 常运 行 的最重要 参数之一 。因为气化炉 内各 组分需要 在一个 严格 的温度控制范 围 （ １ ４ ０ ０～ １ ６ ０ ０ ￣ Ｃ）内才 能使碳 转化 率 高达 ９ ９ ％ 以上。生 成的合成气进入气化 炉 的激冷段 ， 与激冷气压缩机送来 的 ２ １ ０ ｃ Ｉ Ｃ 合成气混合 ，温度 由 １ ５ ０ ０ ｃ ｃ 降至 ９ ０ ０ ℃ ，合成气 中夹带 的熔融飞灰也 因温度降低 而固 化。而后通过输 气管 、气体返 回室及冷却 器 的其 它换热 段进行余热 回收 ，最后从 冷却器底 部 出 口排 出，温度降 至３ ４ ０ ℃左右 。 所 以对温度进行准确的测量 和严密的监控 ， 对于提 高生产效率 、延 长设 备使用 寿命 、确保装 置安全 生产 、提升 环保 意识具有 重大意义是 所有煤化 工生产企 业首 先要解决 的问题 。由于壳 牌气化 炉高温 、高压 、强 冲刷 、温度 骤变 的特殊 工况 ，测温 热 电偶经 常出现指示 波动 大、指 示断线 、热 电偶 接线盒 处泄漏 。结合 装置运 行时出现的问题 ，当前使用的热电偶存在如下弊病 ： １ ． 气化 炉发生非计 划停 车时 ，气化炉 内会发生 温度 和压力 的骤变 ，这对 热 电偶 的铠装 层保护管 的破坏相 当 严重 ，会 导致炉 内的 Ｈ 和 Ｃ Ｏ直接进入热 电偶 内部 ，使 热 电偶丝产生 “ 氢 脆 ”和 “ 碳 中毒” ，从 而丧失测 量温 度 的能力 。 ２ ． 热电偶 长时间处 在高温环境 中，保护管受损严 重 ， 质地 也变得脆 弱 ，一旦需要更 换其 中一 支温度 时 ，另外 的几 支很可能 因为检修作业 而损坏 ，因此 只要更换 一支 热 电偶 ，其余 的几 支就要 全部换 掉 ，更 换成本较大 。 ３ ． 炉 内物料 冲刷严重 ，气化 炉环形 空间及 内空 间的 热 电偶都需要 绕成 圆形 ，通 过 固定夹板将 多支热 电偶压 紧 ，如果热 电偶 的强度 和抗 热振性不 强 ，或者 固定 夹板 的螺丝没有 紧 固，再者就是 固定支点 过少 ，都会导 致热 电偶在极 短的时 间内便 被磨断或 冲折 。另外在用 夹板 固 定热 电偶 时 ，由于多 支热 电偶共用 一个支点 和夹板 ，若 是螺丝 紧固过 紧，很容 易导致热 电偶 被压断 ，使 用寿命 自然下降 。 ４ ． 气化 炉 内部压力较大 （ ４ ． Ｏ Ｍ ｐ ａ ），高温腐蚀性
一
、
气体极易发生泄漏 ，给安全生产带来 了极大 的隐患 。 ５ ． 由于气化 炉环形 空间及 内空 间的温度 都是 多点测 量 、双支测量 ，双路传输 （ 分别去 Ｄ Ｅ Ｓ和 Ｅ Ｓ Ｄ系统 ）， 参与重要 联锁 。而 当前使 用 的热 电偶 外部紧 固是 通过多 孔填 料进行压 紧密封 ，密封力度 过大 ，容易使 安装 的温 度全 部断掉 ，而用力 过小 ，开车运 行后高温合 成气就会 泄漏 ，此 时只能将安 装 的热 电偶全 部剪掉 ，进行 带压堵 漏 。这样 就导致一个 漏点毁掉 多支温度 ，导致 生产上存 在安全 隐患 。 二 、气化炉 专用测 温热电偶 必备 的性 能 １ ． 耐 高温 ，在 １ ４ ０ ０～ １ ６ ０ ０ ℃ 的高温下能正常稳定 的工作 。 ２ ． 耐 高压 ， 能承受 ２ ． ５～８ ． ７ Ｍ Ｐ ａ 的高压 而不被损 坏。 ３ ． 耐腐 蚀 ，能 同时抵抗氧化性 和还原性 气体 的双 重 腐蚀 。 ４ ． 抗冲刷 ，具有 一定 的机 械强度 和可调 整 的插 入 长 度 ，能抵抗 物料 、煤灰的长期 冲刷。 ５ ． 寿命长 ，所使 用 的热 电偶 能保证长 时间 的连续 工 作 ，减少 “ 非计 划停车”。
化 工 中 间体
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４ ・
２ ０ １ ５ 年第０ ６ 期
号化炉测 温热电偶硇弊病 及改 善措 旋
常 明 辉 橱 皇 芳
Ｉ 河南篾滤化工集 团 河南永堪源自４ ７ ６ ６ ０ ０）
摘要 ：在温度测量系统中 ， 最常用的就是热电１ 禺， 气化炉温度测量利用了热电偶特 ， 用特殊材料制成专用热电偶 进行测量 ， 从 而达到耐高温 、耐高压和耐磨损Ａ ％５ － － 性 。本文通过分析气化炉测温热电偶存在的问题 ， 阐述其解决的方 法和所采用的新型热电偶的使用效果 。 关键词 ：专用热电偶 ；密封 ；多点测 量
气 化 炉 热 电 偶 保 护 管 在 ６ ． ５ ～８ ． ７ Ｍ ｐ ａ ，
１ ４ ０ ０～ １ ６ ０ ０ ℃ 的高 温 、高 压 下 ，不 仅 要 考 虑 材 质 问 题 ，
同时也应考 虑密封 防泄漏 问题 。使用单 位在购买热 电偶 备件时 ，一般 不再购买 与工艺连接 的法兰 、密封 接头 、 接线盒 ，热偶 等厂家 必须 提供 的瓷 环 、密封件 ，而是 由 使用者 自行 装配 。在 长周期运行 中 ，热电偶经 常出现泄 漏 ，分析原因如下 ： １ ． 瓷环 、密封填料质量 较差 ，在旋 紧时压碎 ，造成 高压合成气吹 出。 ２ ． 压 紧管多次使用 造成变形 ，长度减少 ，压紧接头 旋到根部 不能起到压 紧作用 ，致使填 料周边有 空隙 。一 旦 出现 泄漏 ，会逐 步将填料 、瓷环 吹净 ，造成 合成气从 密封子 Ｌ 径 内喷 出。该气体 温度较 高且为有毒 、有害气体 ， 无法堵漏 ，气化炉被迫停运 。 四、气化炉专 用多点热 电偶 的特点及效果 天津 市中环公司研发 的新型气化 炉专用多点热 电偶 ， 包括 多个测温 芯体 、四氟屏蔽 导线 、冷端保 护套 以及 法 兰 ，每个 测温芯体分 别连接各 自的 四氟屏蔽 导线 ，且 在 测 温芯体与 四氟屏蔽导线连接 处套装有 冷端保护套 ，冷 端保 护套 内灌装 有高温密封胶 ，法兰上制有 与测温 芯体 数 量相 同的通 过孔 ，每个测温 芯体分别穿 过各 自的通 过 孔 ，其在测温 芯体的外壁套装 一密封 螺栓 ，该密封 螺栓 的下部 与通过 孔啮合连 接 ，该 密封螺栓 的上部 内壁 与测
中图 分类 号 ：Ｔ Ｈ 文献 标 识 码 ：Ａ
引言 ：永煤 龙宇煤 化工年产 ５ ０万吨 甲醇项 目，是全 省规 模最大 的 “ 十一五 ”重 点项 目，该 项 目总投 资 ２ ８ ． ５ 亿元 ，设 计年 消耗煤炭 １ ２ ７万 吨。在全 国同等规模 的煤 化工建设项 目中工期最短 ， 较其他项 目节省 １ ４ 个月 时间； 全 国第一套壳牌 气化炉用 于制 甲醇 ，且 一次投料试 生产 成功 ；在 国内第 一个在煤化 工 中使用 国产大空分装 置 ； 采用 的干粉煤气化 技术使综合 能耗在 目前 国 内煤制 甲醇 装 置 中最低 ，且 是世界上首 套应用于大 型 甲醇生产 装置 上获得成 功的洁净 煤气 化技术 。 当前气 化炉测温热电偶存在 的弊病 在气化 装置 中，温度是 直接反 映气 化炉是否正 常运 行 的最重要 参数之一 。因为气化炉 内各 组分需要 在一个 严格 的温度控制范 围 （ １ ４ ０ ０～ １ ６ ０ ０ ￣ Ｃ）内才 能使碳 转化 率 高达 ９ ９ ％ 以上。生 成的合成气进入气化 炉 的激冷段 ， 与激冷气压缩机送来 的 ２ １ ０ ｃ Ｉ Ｃ 合成气混合 ，温度 由 １ ５ ０ ０ ｃ ｃ 降至 ９ ０ ０ ℃ ，合成气 中夹带 的熔融飞灰也 因温度降低 而固 化。而后通过输 气管 、气体返 回室及冷却 器 的其 它换热 段进行余热 回收 ，最后从 冷却器底 部 出 口排 出，温度降 至３ ４ ０ ℃左右 。 所 以对温度进行准确的测量 和严密的监控 ， 对于提 高生产效率 、延 长设 备使用 寿命 、确保装 置安全 生产 、提升 环保 意识具有 重大意义是 所有煤化 工生产企 业首 先要解决 的问题 。由于壳 牌气化 炉高温 、高压 、强 冲刷 、温度 骤变 的特殊 工况 ，测温 热 电偶经 常出现指示 波动 大、指 示断线 、热 电偶 接线盒 处泄漏 。结合 装置运 行时出现的问题 ，当前使用的热电偶存在如下弊病 ： １ ． 气化 炉发生非计 划停 车时 ，气化炉 内会发生 温度 和压力 的骤变 ，这对 热 电偶 的铠装 层保护管 的破坏相 当 严重 ，会 导致炉 内的 Ｈ 和 Ｃ Ｏ直接进入热 电偶 内部 ，使 热 电偶丝产生 “ 氢 脆 ”和 “ 碳 中毒” ，从 而丧失测 量温 度 的能力 。 ２ ． 热电偶 长时间处 在高温环境 中，保护管受损严 重 ， 质地 也变得脆 弱 ，一旦需要更 换其 中一 支温度 时 ，另外 的几 支很可能 因为检修作业 而损坏 ，因此 只要更换 一支 热 电偶 ，其余 的几 支就要 全部换 掉 ，更 换成本较大 。 ３ ． 炉 内物料 冲刷严重 ，气化 炉环形 空间及 内空 间的 热 电偶都需要 绕成 圆形 ，通 过 固定夹板将 多支热 电偶压 紧 ，如果热 电偶 的强度 和抗 热振性不 强 ，或者 固定 夹板 的螺丝没有 紧 固，再者就是 固定支点 过少 ，都会导 致热 电偶在极 短的时 间内便 被磨断或 冲折 。另外在用 夹板 固 定热 电偶 时 ，由于多 支热 电偶共用 一个支点 和夹板 ，若 是螺丝 紧固过 紧，很容 易导致热 电偶 被压断 ，使 用寿命 自然下降 。 ４ ． 气化 炉 内部压力较大 （ ４ ． Ｏ Ｍ ｐ ａ ），高温腐蚀性
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气体极易发生泄漏 ，给安全生产带来 了极大 的隐患 。 ５ ． 由于气化 炉环形 空间及 内空 间的温度 都是 多点测 量 、双支测量 ，双路传输 （ 分别去 Ｄ Ｅ Ｓ和 Ｅ Ｓ Ｄ系统 ）， 参与重要 联锁 。而 当前使 用 的热 电偶 外部紧 固是 通过多 孔填 料进行压 紧密封 ，密封力度 过大 ，容易使 安装 的温 度全 部断掉 ，而用力 过小 ，开车运 行后高温合 成气就会 泄漏 ，此 时只能将安 装 的热 电偶全 部剪掉 ，进行 带压堵 漏 。这样 就导致一个 漏点毁掉 多支温度 ，导致 生产上存 在安全 隐患 。 二 、气化炉 专用测 温热电偶 必备 的性 能 １ ． 耐 高温 ，在 １ ４ ０ ０～ １ ６ ０ ０ ℃ 的高温下能正常稳定 的工作 。 ２ ． 耐 高压 ， 能承受 ２ ． ５～８ ． ７ Ｍ Ｐ ａ 的高压 而不被损 坏。 ３ ． 耐腐 蚀 ，能 同时抵抗氧化性 和还原性 气体 的双 重 腐蚀 。 ４ ． 抗冲刷 ，具有 一定 的机 械强度 和可调 整 的插 入 长 度 ，能抵抗 物料 、煤灰的长期 冲刷。 ５ ． 寿命长 ，所使 用 的热 电偶 能保证长 时间 的连续 工 作 ，减少 “ 非计 划停车”。
化 工 中 间体
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２ ０ １ ５ 年第０ ６ 期
号化炉测 温热电偶硇弊病 及改 善措 旋
常 明 辉 橱 皇 芳
Ｉ 河南篾滤化工集 团 河南永堪源自４ ７ ６ ６ ０ ０）
摘要 ：在温度测量系统中 ， 最常用的就是热电１ 禺， 气化炉温度测量利用了热电偶特 ， 用特殊材料制成专用热电偶 进行测量 ， 从 而达到耐高温 、耐高压和耐磨损Ａ ％５ － － 性 。本文通过分析气化炉测温热电偶存在的问题 ， 阐述其解决的方 法和所采用的新型热电偶的使用效果 。 关键词 ：专用热电偶 ；密封 ；多点测 量
