氣化爐熱電偶、熱電阻

一、氣化爐熱電偶

（1） 概述

氣化爐爐內(nèi)溫度是氣化爐運(yùn)行***重要的參數(shù)之一，它反映了料漿在氣化爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的狀況。當(dāng)爐內(nèi)溫度較高，高于用于氣化的原料的灰熔點(diǎn)50～80℃時(shí)，碳轉(zhuǎn)化率高，渣的流動(dòng)性好，氣化爐運(yùn)行順利，但粗合成氣中的CO2含量增加，有效成分降低，加快耐火磚融蝕，降低了氣化爐的安全性。當(dāng)爐內(nèi)溫度較低，接近用于氣化原料的灰熔點(diǎn)時(shí)，碳轉(zhuǎn)化率低，渣的流動(dòng)性變差，排渣可能受阻，氣化爐運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，此時(shí)粗合成氣中的CO2含量降低，有效成分相對(duì)增加，而耐火磚融蝕速度降低，氣化爐的安全性好。總之，氣化爐內(nèi)溫度的高低影響以下因素：

① 氣化爐的碳轉(zhuǎn)化率，決定合成氣氣體成分的組成；

② 氣化爐運(yùn)行工況；③ 氣化爐壽命；④ 氣化爐安全。

因此，應(yīng)盡一切可能測(cè)量爐內(nèi)溫度，爐內(nèi)溫度測(cè)量分直接測(cè)量和間接測(cè)量?jī)煞N，直接測(cè)量又有升溫階段測(cè)量和運(yùn)行階段溫度測(cè)量。應(yīng)盡量采用直接測(cè)量氣化爐內(nèi)溫度，尤其新裝置、新原料、開車階段須***直接測(cè)量爐內(nèi)溫度。用于指導(dǎo)氣化爐工藝操作。

（2） 氣化爐爐內(nèi)高溫?zé)犭娕?/p>

1）升溫?zé)犭娕?/p>

在氣化爐開車階段，使用升溫（預(yù)熱）熱電偶，檢測(cè)氣化爐升溫曲線，并保證在投入料漿時(shí)爐內(nèi)溫度達(dá)1100℃。升溫?zé)犭娕伎刹捎肧分度（Pt－Pt-10Rh，即鉑－鉑10％銠）或R分度（Pt－Pt-13Rh，即鉑－鉑13％銠）熱電偶，而R分度熱電偶更合適一些，它的熱電勢(shì)更高，也可采用K分度熱電偶。爐內(nèi)溫度升溫預(yù)熱儀表量程為0～1315℃。

2）正常操作熱電偶

正常操作時(shí)直接測(cè)量爐內(nèi)溫度目前用B分度熱電偶，即雙鉑銠熱電偶，用鉑－30％銠和鉑－6％銠兩種合金絲做成熱電偶元件，它的長(zhǎng)期工作溫度為

1500℃，短期使用可達(dá)1700℃，在600℃～1500℃時(shí)，測(cè)溫?zé)犭娕荚葹?plusmn;0.5％或±4℃，但它在600℃以下時(shí)，幾乎沒(méi)有熱電勢(shì)。

多元料漿氣化工藝包對(duì)爐內(nèi)溫度測(cè)量?jī)x表要求為：

①在氣化爐高溫區(qū)上下兩個(gè)平面360°內(nèi)均勻分布兩兩相對(duì)的4個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。初次開車階段安裝4支熱電偶，以便監(jiān)測(cè)工藝燒嘴燃燒火焰的長(zhǎng)度，找出高溫區(qū)，以及判斷火焰是否在正中，檢驗(yàn)工藝燒嘴工作情況。氣化爐正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)有兩支至少有一支熱電偶正常工作。

②爐內(nèi)熱電偶采用雙套管組合式結(jié)構(gòu)，前端推薦用高溫耐磨陶瓷外套管，內(nèi)套管為剛玉套管。

③熱電偶安裝時(shí)縮回爐子向火面耐火磚約15mm，以降低熔融原料渣對(duì)熱電偶的沖刷，延長(zhǎng)熱電偶的使用壽命。

（3）氣化爐高溫?zé)犭娕嫉慕Y(jié)構(gòu)

氣化爐內(nèi)溫度較高，正常生產(chǎn)在1380℃。氣化爐是壓力容器，工作壓力為

6.5MPa。氣化爐耐火磚在運(yùn)行過(guò)程中不斷減薄，熱電偶的插入長(zhǎng)度也不是一個(gè)固定值，需在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量溫度計(jì)測(cè)量口處耐火磚的厚度，決定插入長(zhǎng)度，所以，氣化爐測(cè)溫?zé)犭娕际且粋€(gè)組合式結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足以下要求：

1）承受氣化爐壓力和高溫；

2）便于與氣化爐承壓爐體連接和安裝；

3）便于拆卸；

4）套管燒穿后，能夠保持密封，不使氣化爐高溫氣體由熱電偶處泄漏。 為滿足氣化爐內(nèi)高溫測(cè)量要求，一般采用雙套管結(jié)構(gòu)，外套管為高溫耐磨陶瓷管，內(nèi)套管用剛玉套管。為滿足氣化爐工作壓力的要求，便于安裝和拆卸熱電偶，氣化爐體上設(shè)有法蘭接管，熱電偶本身也設(shè)計(jì)成與氣化爐工作壓力等級(jí)一致的法蘭接管。為了制造成承壓測(cè)量元件，非金屬材料的陶瓷或剛玉套管只能組合固定在金屬法蘭套管上。

（4）氣化爐高溫?zé)犭娕嫉陌惭b和更換

氣化爐停車后，考慮到耐火材料與壓力容器的減壓效應(yīng)和熱脹冷縮問(wèn)題，氣化爐的泄壓和置換過(guò)程是緩慢進(jìn)行的，應(yīng)在爐子壓力基本降到大氣壓且置換后，趁熔融的爐渣尚未凝固下來(lái)，把溫度計(jì)由爐內(nèi)抽出來(lái)。若爐渣已凝固，熱電偶陶瓷套管已經(jīng)拔不出來(lái)，只能拔出后部的金屬部分，陶瓷套管一般用專用工具打入爐內(nèi)。

安裝新的熱電偶時(shí)，將組裝好的熱電偶放在專用的支架上，支架放在帶輪的小車上，使熱電偶剛好對(duì)準(zhǔn)氣化爐熱電偶設(shè)備接管正中。向爐內(nèi)緩慢推進(jìn)熱電偶，約每5分鐘10mm，使熱電偶避免遭受熱沖擊。

二、氣化爐爐壁溫度測(cè)量系統(tǒng)

（1）氣化爐爐壁溫度測(cè)量概述

以多元料漿氣化爐為壓力容器，爐內(nèi)正常溫度在1380℃左右，甚至高達(dá)1500℃。爐內(nèi)所襯爐磚在高溫時(shí)會(huì)熔蝕，受熱氣體和融渣的沖刷，耐火磚不斷變薄。在某些情況下，例如砌磚時(shí)的缺陷，爐磚會(huì)掉下，或熾熱氣體通過(guò)磚縫侵入。爐內(nèi)耐火磚的減薄甚至脫落或熾熱氣體通過(guò)磚縫侵入會(huì)使氣化爐爐壁表面溫度

升高，使受壓的氣化爐金屬外殼強(qiáng)度降低，許用應(yīng)力迅速下降，造成設(shè)備不安全，因此要求檢測(cè)氣化爐表面溫度并給予報(bào)警。另一個(gè)原因是，爐表面溫度反映了爐內(nèi)耐火磚減薄的程度，可預(yù)先確定更換耐火磚的時(shí)間。

對(duì)于氣化爐表面溫度的檢測(cè)，應(yīng)能檢測(cè)出每一塊耐火磚的工作情況，在爐子的筒體部分每隔200mm要設(shè)檢測(cè)點(diǎn)，拱頂部分為150mm，按工藝或設(shè)備的要求設(shè)置。一般采用分區(qū)測(cè)量平均溫度或***高溫度的方法，首先通過(guò)遠(yuǎn)傳式測(cè)溫元件，在控制室找出表面溫度異常的區(qū)域，然后用手持式測(cè)溫儀表，找出準(zhǔn)確溫度異常位置。

氣化爐表面溫度測(cè)量方法按目前的技術(shù)，可采用的方法主要有：

1）熱敏電阻模擬測(cè)量系統(tǒng)；

2）熱電偶模擬測(cè)量系統(tǒng)；

3）融鹽式開關(guān)測(cè)量系統(tǒng)。

以上溫度測(cè)量元件都是用鎧纜式，分別把熱敏電阻、熱電偶和導(dǎo)線用絕緣物質(zhì)外包以不銹鋼拉成φ3～φ5mm的鎧纜，制成每根5～30m的長(zhǎng)度作為一區(qū)，用專用螺栓和壓板纏繞固定于爐體和拱頂，遠(yuǎn)傳至控制室顯示和報(bào)警。熱電阻和熱電偶可測(cè)平均溫度或***高溫度，而融鹽式則達(dá)到某一溫度時(shí)融鹽熔化，形成導(dǎo)電狀態(tài)而在控制室報(bào)警，當(dāng)溫度下降后，恢復(fù)原狀。