劉漢杰,齊 瑞,陳明平,張 波,馬文鵬

(1.天津市中環(huán)溫度儀表有限公司,天津 300101;2.中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院三院,天津 300074; 3.兗礦國宏化工有限公司,山東鄒城 273500;4.神華寧煤集團(tuán)煤化工分公司,寧夏靈武 750411)

特殊場合中溫度測量的解決方案

劉漢杰1,齊 瑞2,陳明平3,張 波3,馬文鵬4

(1.天津市中環(huán)溫度儀表有限公司,天津 300101;2.中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院三院,天津 300074; 3.兗礦國宏化工有限公司,山東鄒城 273500;4.神華寧煤集團(tuán)煤化工分公司,寧夏靈武 750411)

氣化爐、反應(yīng)器等裝置是煤化工、化工行業(yè)中最具代表性的裝置,因其工況的特殊性,溫度測量尤其重要,因而對溫度計(jì)也提出了更高更苛刻的要求。比如氣化爐用溫度計(jì)的長度可調(diào)性,反應(yīng)器用溫度計(jì)的多點(diǎn)抽芯性等。通過對不同行業(yè)中代表性裝置特殊工況的特點(diǎn)進(jìn)行列舉和分析,針對性地闡述了在特殊工況下,進(jìn)行溫度測量的解決方案,以及選用溫度計(jì)時(shí)所應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)特性和選擇材料時(shí)應(yīng)遵循的原則,并對有代表性的溫度計(jì)產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行了描述,對用戶在測量方案的選取和對溫度計(jì)進(jìn)行選用和評價(jià)時(shí)起到了實(shí)質(zhì)性的指導(dǎo)作用。

溫度計(jì);氣化爐;反應(yīng)器;轉(zhuǎn)化爐;合成塔

0 引 言

對溫度的準(zhǔn)確測量和嚴(yán)格控制是確保工藝正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素,其將直接影響工藝過程是否在理想的條件下進(jìn)行,甚至?xí)绊懙秸w設(shè)備的使用壽命、安全生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)。目前在各個(gè)領(lǐng)域中,較具代表性的有煤化工行業(yè)的德士古(TEXACO)氣化爐和殼牌(Shell)氣化爐;石化行業(yè)的加氫反應(yīng)器、合成塔和轉(zhuǎn)化爐等。這些工況均因其爐體構(gòu)造、內(nèi)部介質(zhì)、反應(yīng)過程、操作條件具有極高的特殊性,所以對相應(yīng)溫度計(jì)的選擇也凸顯其特殊的重要性和復(fù)雜性。筆者憑借多年豐富的經(jīng)驗(yàn),將具有代表性和典型性的工況,以及相應(yīng)溫度計(jì)的選擇原則和注意事項(xiàng)與大家探討,旨在為不同用戶提供具參考性的指導(dǎo)建議。

1 煤化工行業(yè)

1.1 TEXACO氣化爐

1.1.1 工況特點(diǎn)

代表現(xiàn)場為寧夏煤業(yè)集團(tuán)250 kt/a甲醇裝置,神華包頭和內(nèi)蒙古久泰能源的煤制烯烴項(xiàng)目等。

以上現(xiàn)場采用TEXACO急冷流程、全廢鍋流程,是目前世界最先進(jìn)的節(jié)能工藝。TEXACO氣化爐具有高溫、高壓、氧化性和還原性氣氛共存、強(qiáng)沖刷、溫度壓力驟變等特殊工況。燃燒室操作溫度為1 350～1 500℃,操作壓力2.5～8.7 MPa。焰氣含有 CO,H2,CO2,H2O,CH4,Ar,N2及H2S等組分;煤灰熔點(diǎn)為1 310～1 370℃。燃燒室殼體與內(nèi)襯耐火磚因受熱膨脹系數(shù)不同,易發(fā)生相互剪切。最關(guān)鍵的是氣化爐內(nèi)沖刷磨損極為嚴(yán)重,所以溫度計(jì)的測點(diǎn)必須位于距爐墻內(nèi)壁 15～ 25 mm處。但是爐壁在砌制過程中難以保證均勻一致,加之爐內(nèi)沖刷和磨損的存在,爐壁在生產(chǎn)進(jìn)程中會發(fā)生不可避免的逐漸減薄的變化。

1.1.2 對溫度計(jì)的性能要求

由于上述 TEXACO爐的特殊工況,要求測溫傳感器必須能承受達(dá)1 600℃的高溫和8.7 MPa的高壓;能同時(shí)抵抗氧化性和還原性氣的雙重腐蝕;具有可調(diào)整的插入長度和可隨動的結(jié)構(gòu),當(dāng)內(nèi)襯發(fā)生厚度變化和扭曲剪切時(shí),能進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)變化。

1.1.3 解決方案

針對這些要求,國內(nèi)某儀表公司研制的“氣化爐可調(diào)防振熱電偶”通過選用特殊的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),滿足了氣化爐工況對溫度傳感器的苛刻要求。該產(chǎn)品已申請專利,是一種可調(diào)防振、耐沖刷、抗氧化、多級阻漏的氣化爐專用熱電偶溫度計(jì)。

首先,熱電偶的主體結(jié)構(gòu)采用可調(diào)防振的設(shè)計(jì)理念,當(dāng)氣化爐爐壁襯里厚度發(fā)生變化時(shí),熱電偶可通過收縮式螺紋套管在±120 mm范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié),以實(shí)現(xiàn)測量元件始終保持在最佳位置[1]。當(dāng)爐殼和內(nèi)襯發(fā)生剪切時(shí),利用萬向轉(zhuǎn)球可使探頭隨傾斜而進(jìn)行旋轉(zhuǎn),并在限位導(dǎo)向管和校正減振彈簧的作用下,使探頭始終保持在穿墻套管中心的正確位置上,避免了熱電偶在爐墻發(fā)生變形時(shí),產(chǎn)生硬力剪切造成折斷。多級阻漏的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在熱電偶套管發(fā)生損壞時(shí),可防止?fàn)t內(nèi)通過套管與外面對流,致使?fàn)t內(nèi)高溫傳導(dǎo)甚至泄漏而發(fā)生的安全隱患,體現(xiàn)安全意識和環(huán)保理念。

其次,保護(hù)管材料采用通過無壓燒結(jié)亞微米碳化硅粉末制造的進(jìn)口碳化硅材料,該材料具有陶瓷和金屬的雙重特性,即使在超過1 750℃高溫時(shí)仍能可靠地使用,其熱導(dǎo)性與不銹鋼相當(dāng),是氧化鋁的5倍;硬度是僅次于金剛石的高性能材料之一;小于10μm的超細(xì)結(jié)晶,經(jīng)氦氣檢漏測試,氣孔率幾乎為0,可有效阻止H2和CO通過管壁上的氣孔對熱電偶絲造成損壞;超高的硬度和密度,使其具有理想的耐磨損,能長期抵抗物料的沖刷,即使在超高溫度下也能工作于氧化性和還原性氣氛及強(qiáng)酸強(qiáng)堿的腐蝕性環(huán)境中。

1.2 Shell氣化爐

目前國內(nèi)已引進(jìn)十余套Shell氣化爐,代表現(xiàn)場為河南開祥甲醇工程和云維集團(tuán)合成氨、廣西柳化的煤氣化裝置。

1.2.1 工況特點(diǎn)

保證氣化爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)的條件:既不能使汽化爐超溫受損,又要盡可能在消耗最低的氧量情況下,實(shí)現(xiàn)完全碳轉(zhuǎn)化,因此溫度控制至關(guān)重要。而Shell氣化爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了氣化爐的溫度不能直接測定,只能通過間接方法來控制。氣化爐內(nèi)件膜式壁與外殼之間形成一個(gè)“環(huán)形空間”,熱的合成氣不能竄入“環(huán)形空間”內(nèi),造成殼體超溫。通過測量“環(huán)形空間”水冷壁的溫度來推算爐內(nèi)溫度,是Shell氣化爐溫度測量的特點(diǎn)[2]。

“環(huán)形空間”溫度為多點(diǎn)采集,各測溫點(diǎn)是了解氣化爐是否正常運(yùn)行的關(guān)鍵,如有異常,要立即查找、分析原因,并及時(shí)處理,否則將會對氣化爐造成重大損壞。

1.2.2 對溫度計(jì)的性能要求

因煤粉是在4 MPa,1 500℃左右的氣化爐中,與O2和蒸汽進(jìn)行燃燒,且在被送到煤燒嘴處時(shí)已是在2 MPa的壓力下,因此要求溫度計(jì)需具有不低于2 MPa的耐壓能力,并具有在超壓情況下的應(yīng)急措施,且能承受1 500℃的高溫;由于Shell氣化爐是集動、靜設(shè)備于一體,集燃燒、反應(yīng)、換熱、急冷等工藝于一身的復(fù)合設(shè)備,因此要求所使用的溫度計(jì)必須裝卸方便、更換容易。因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,控制點(diǎn)多,所以必須采用多點(diǎn)式溫度計(jì)[3]。

1.2.3 解決方案

多點(diǎn)可抽芯阻漏式 Shell氣化爐專用熱電偶的設(shè)計(jì)方案解決了現(xiàn)場要求。

a)采用3點(diǎn)式或4點(diǎn)式,不同長度(最長可達(dá)6 m)的多點(diǎn)式熱電偶溫度計(jì),可一舉測量不同控制點(diǎn)的溫度。

b)根據(jù)現(xiàn)場安裝的特點(diǎn),采用 4 in(1 in= 25.4 mm)600號的法蘭安裝部件,此部分與測溫主體為可分離結(jié)構(gòu),即可先完成法蘭的安裝固定,再進(jìn)行測溫主體與法蘭的配合安裝。此方案可使笨重的法蘭一次性安裝,在日常的維護(hù)中只需更換主體部分即可,方便快捷。與此結(jié)構(gòu)密切結(jié)合的是芯體元件的可獨(dú)立更換性。每支測量元件都是可單獨(dú)拆卸的個(gè)體,如果哪一支發(fā)生故障,可單獨(dú)抽出更換,減少了維護(hù)成本和備品備件的數(shù)量及費(fèi)用。

c)因爐內(nèi)介質(zhì)大量存在 HCl成分,設(shè)備制造較多使用了 Incoloy和 Inconel合金,為保持較高的承受高溫與腐蝕能力,溫度計(jì)材料的選用需全部采用Inconel600合金,保持測溫元件、安裝法蘭以及密封卡套等的材料一致性。

d)溫度計(jì)必須具有多級阻漏的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),即每一支元件均需具備雙級阻漏裝置,當(dāng)任何一支測溫元件發(fā)生損壞時(shí),因阻漏的存在,“環(huán)形空間”內(nèi)的高溫高壓氣流不會泄漏,同樣保證了安全環(huán)保的現(xiàn)場要求。

2 石化行業(yè)

2.1 加氫反應(yīng)器

2.1.1 工況特點(diǎn)

代表現(xiàn)場為南京藍(lán)星 55 kt/a 1,4-丁二醇(BDO)項(xiàng)目。

在現(xiàn)代煉油工業(yè)中,加氫精制是不可缺少的工藝過程,加氫反應(yīng)器是加氫裝置的核心設(shè)備。它在10～25 MPa高壓、400～480℃高溫、臨氫及硫化氫等條件下工作,其操作條件較為苛刻。而反應(yīng)器的床層溫度是直接影響轉(zhuǎn)化深度、產(chǎn)品分布和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。即通過測量各床層每個(gè)溫度點(diǎn)的溫度值,來分析轉(zhuǎn)化深度、催化劑均勻程度,以保證反應(yīng)器正常運(yùn)行。

2.1.2 對溫度計(jì)的性能要求

從軸向看,一個(gè)加氫反應(yīng)器由上至下具有多個(gè)催化劑床層和填料層,而每個(gè)床層的入口、出口均需測溫,隨著加氫裝置規(guī)模不斷擴(kuò)大,反應(yīng)器尺寸也越來越大,往往在床層中部還需增設(shè)1～2個(gè)測溫點(diǎn)。

從徑向看,反應(yīng)器的高溫區(qū)域,也是主要取溫點(diǎn),包括反應(yīng)器中心部位和距器壁1/3半徑處的左右兩點(diǎn)。因此,無論是軸向還是徑向,都決定了參與加氫反應(yīng)器溫度采集的溫度計(jì),應(yīng)選用多點(diǎn)式熱電偶,其各點(diǎn)的長度由反應(yīng)器的尺寸和床層分布決定[4]。

2.1.3 解決方案

溫度計(jì)安裝原則:根據(jù)取樣的分布,可采用從器壁開孔的徑向安裝型和從封頭開孔的軸向安裝型。選擇原則:對于反應(yīng)放熱大、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、床層數(shù)量較多的反應(yīng)器,通常采用徑向安裝。根據(jù)上述的徑向取溫點(diǎn),此時(shí)多為3點(diǎn)式熱電偶。而對于反應(yīng)放熱小、內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對簡單、床層數(shù)量少的反應(yīng)器則一般采用軸向安裝。同樣為3點(diǎn)式熱電偶,兩兩間隔120°均布在反應(yīng)器直徑的70%圓周上[5]。

溫度計(jì)的設(shè)計(jì)思想及制作工藝:加氫反應(yīng)器對溫度測量的準(zhǔn)確性要求很高,如各個(gè)床層出口徑向溫差不大于3℃,加氫裂化裝置中因溫升快,所以要求溫度計(jì)具有較快的響應(yīng)速度和較高的測量精度。對于大直徑反應(yīng)器,3個(gè)取溫點(diǎn)已遠(yuǎn)不能滿足準(zhǔn)確采集溫度分布的需要。工藝的大型化發(fā)展,需要能測量更多點(diǎn)溫度的溫度計(jì)。

由國內(nèi)某儀表公司設(shè)計(jì)制造的專利產(chǎn)品“多點(diǎn)可伸縮鎧裝熱電偶”和“快速導(dǎo)熱多點(diǎn)式鎧裝熱電偶”以兩種不同的形式解決了同時(shí)測溫、快速響應(yīng)和多點(diǎn)采集的問題。前者采用中心固定桿、導(dǎo)向管和支撐環(huán)的結(jié)構(gòu),后者采用導(dǎo)向管和導(dǎo)向滑塊的構(gòu)造將多支測溫元件均布于保護(hù)管內(nèi),保證測到的溫度為床層同一時(shí)刻的溫度,即測溫的同時(shí)性。前者測量端部的彈性結(jié)構(gòu)和后者的具有彈性軸和壓縮彈簧的三向?qū)峄瑝K,使測量元件與保護(hù)套管內(nèi)壁緊密接觸,減少了空氣熱傳導(dǎo)環(huán)節(jié),大大地提高了溫度測量的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。這兩種產(chǎn)品均可達(dá)到10點(diǎn)測溫,測溫元件分布于反應(yīng)器內(nèi)任何需要的位置上,將以往的點(diǎn)測溫轉(zhuǎn)變?yōu)槊鏈y溫,實(shí)現(xiàn)了獲得更有參考價(jià)值的流體分布信息的需要。且測溫元件均采用阻漏抽芯式結(jié)構(gòu),可獨(dú)立更換與拆卸,降低了維護(hù)成本和維修工作量,實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。

特別是“多點(diǎn)可伸縮鎧裝熱電偶”,其獨(dú)有的螺紋旋入套管結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)±100 mm的伸縮調(diào)節(jié),更加方便了現(xiàn)場對測點(diǎn)的布置和準(zhǔn)確測量。變徑雙法蘭組合的安裝形式,徹底解決了溫度計(jì)安裝與拆卸繁重的問題,實(shí)現(xiàn)真正意義上的輕便與快捷。在選材上,因反應(yīng)器內(nèi)介質(zhì)為烴類、氫氣和硫化氫,所以溫度計(jì)材料全部選擇316SS或以上的材料。

2.2 甲醇轉(zhuǎn)化爐

2.2.1 工況特點(diǎn)

代表現(xiàn)場為云南云維集團(tuán)2 Mt/a焦化工程甲醇裝置和尼勒克縣瑞祥1 Mt/a焦化工程。

甲醇轉(zhuǎn)化爐是高溫、帶壓設(shè)備,爐內(nèi)溫度900～1 650℃,壓力1.9～2.5 MPa,其事故處理及預(yù)防難度較大。轉(zhuǎn)化爐內(nèi)溫度過高、焦?fàn)t煤氣與氧氣混合不均勻造成偏燒、溫度速升、速降等是造成轉(zhuǎn)化爐各種故障的直接原因,如何控制好轉(zhuǎn)化爐內(nèi)的溫度是解決問題的關(guān)鍵。

轉(zhuǎn)化爐內(nèi)溫度控制不好,經(jīng)常超溫,將極易導(dǎo)致耐火材料燒穿,轉(zhuǎn)化爐本體變形,此時(shí)只能停車修復(fù)轉(zhuǎn)化爐本體,重新做耐火,更換燒嘴,造成直接經(jīng)濟(jì)損失[6]。

2.2.2 對溫度計(jì)的性能要求

溫度計(jì)套管材料必須具有抗高溫氧化的能力,耐溫需達(dá)1 300℃,耐壓能力強(qiáng)。因焦化現(xiàn)象的存在,所以要求套管拆卸方便。

2.2.3 解決方案

溫度計(jì)保護(hù)套管材料的選擇是重中之重,要求既能抵抗碰撞,經(jīng)得起沖擊,又必須具有抗高溫氧化的能力。HR1300和3YC52是最理想的材料。

轉(zhuǎn)化爐在焦?fàn)t煤氣與氧氣混合不均勻燃燒的情況下,燃燒區(qū)局部溫度短時(shí)間有可能達(dá)到1 650℃以上,轉(zhuǎn)化爐上層催化劑測溫點(diǎn)的溫度短時(shí)間有可能達(dá)到1 300℃左右,HR1300和3YC52兩種材料均具有優(yōu)異的抗氧化性能,長期使用溫度可高達(dá) 1 200～1 300℃ ,短期使用溫度可達(dá)1 350℃。其中 HR1300高溫強(qiáng)度更好,能夠適應(yīng)轉(zhuǎn)化爐上層催化劑測溫點(diǎn)處的高溫、氧化、沖刷嚴(yán)重的環(huán)境,是最適宜的轉(zhuǎn)化爐套管材料。傳統(tǒng)概念中的GH3039,GH214等合金材料,雖然具有耐高溫性能,但在使用中易發(fā)生變形,所以不是適合的材料。

至于套管的制作工藝,考慮現(xiàn)場沖刷嚴(yán)重,則應(yīng)采用φ30 mm鍛棒單端深盲孔整體鉆孔的制作方式,保證內(nèi)孔不大于 φ6.6 mm,偏心度不大于0.2 mm/m,方能確保與測溫元件緊密配合,并在強(qiáng)沖刷的工況下安全工作。

在焦化工程中,結(jié)焦現(xiàn)象非常嚴(yán)重,因此要求溫度計(jì)結(jié)構(gòu)具有方便快捷的可拆卸性。采用抽芯兩節(jié)式分體結(jié)構(gòu),即保護(hù)套管與主體測溫部分可分離,使套管拆卸、檢查方便,一旦保護(hù)套管被燒毀時(shí)更換容易。

熱電偶測溫點(diǎn)及外保護(hù)套管伸入爐膛內(nèi)的長度直接影響外保護(hù)套管及熱電偶的使用壽命,伸入爐膛內(nèi)越短,燒壞的可能性就越小。經(jīng)過多次試驗(yàn),在不影響測溫準(zhǔn)確度的條件下,垂直深入爐膛的長度150 mm為最佳,配合如前所述的密封阻漏結(jié)構(gòu),整體產(chǎn)品的使用壽命可達(dá)一年以上。

2.3 合成塔

2.3.1 工況特點(diǎn)

代表現(xiàn)場為中石油塔里木油田的斯納姆(SNAM)大化肥尿素裝置和貴州天福的托普索(TOPSOE)合成氨裝置。

合成塔是進(jìn)行合成反應(yīng)的一種設(shè)備,主要應(yīng)用于氨、氯化氫、甲醇、尿素等的合成,它的結(jié)構(gòu)、材料和形成隨反應(yīng)物和反應(yīng)條件不同而不同。無論是作為整個(gè)尿素生產(chǎn)龍頭的尿素合成塔,還是作為合成氨裝置中關(guān)鍵設(shè)備之一的氨合成塔,合成轉(zhuǎn)化率的高低都是體現(xiàn)合成效率高低最主要的表現(xiàn)形式,其中合成塔內(nèi)的最佳溫度分布起到至關(guān)重要的作用。因此,對合成塔內(nèi)溫度的優(yōu)化控制是提高合成效率的重要環(huán)節(jié)。

2.3.2 對溫度計(jì)的性能要求

以尿素合成塔為例,尿素合成反應(yīng)處于高溫、高壓和強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)(氨基甲酸銨、液氨、二氧化碳)的工作條件下,因此要求溫度計(jì)具有防腐蝕性能,且能抵抗高溫下的氧化腐蝕。合成塔通過每層的溫度情況確定其工作狀況,對于大直徑的合成塔,無論從軸向,還是徑向,均要求使用多點(diǎn)式的熱電偶溫度計(jì)[7]。

2.3.3 解決方案

吹氣式熱電偶是目前國內(nèi)外普遍用于合成塔溫度測量的典型溫度計(jì)。各儀表制造商雖細(xì)節(jié)工藝各有不同,但溫度計(jì)的共性特征是產(chǎn)品設(shè)有吹氣裝置,即通過往產(chǎn)品內(nèi)部吹進(jìn)N2或其他惰性氣體,以便將產(chǎn)品內(nèi)腔的O2等腐蝕性、有害性的氣體送出保護(hù)管外部,避免了測溫元件在高溫下被氧化腐蝕,從而提高熱電偶使用壽命。如遇合成塔直徑較大,則可以選擇吹氣式的多點(diǎn)式熱電偶,如在塔內(nèi)分4個(gè)點(diǎn)進(jìn)行安裝測溫,每個(gè)熱電偶可以分成5～7層。

通過對產(chǎn)品細(xì)節(jié)的處理,使溫度計(jì)不僅發(fā)揮著不可缺少的功效,同時(shí)克服了以往傳統(tǒng)產(chǎn)品壽命短、維修繁瑣的弊病。其中,較具代表性的是國內(nèi)某儀表公司的吹氣熱電偶專利產(chǎn)品。該產(chǎn)品在吹氣裝置的進(jìn)氣管做了特殊處理,即在進(jìn)氣管處利用鎖母與密封墊的巧妙運(yùn)用,保障了進(jìn)氣管的密封性,達(dá)到了節(jié)約氣體的功效。在導(dǎo)氣管上分布焊接了 X個(gè)蜂窩狀的支撐板,導(dǎo)氣管穿過中間孔,多點(diǎn)鎧裝元件分別穿過各自的導(dǎo)孔,不僅分布有序,而且固定了元件距套管內(nèi)壁的距離,顯示了快速測溫的功效。鎧裝元件在各自的雙級阻漏裝置下可以從接線盒處單獨(dú)地抽取、安裝與拆卸,降低了維護(hù)費(fèi)用和生產(chǎn)成本。

3 通用方案

經(jīng)過多年的生產(chǎn)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn),概括總結(jié)以下幾點(diǎn)用于各種測溫場合的通用方案,供讀者參考。

a)考慮介質(zhì)的腐蝕性、高溫氧化性、還原性及在一定條件下會發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),溫度計(jì)材質(zhì)的選擇不能僅限于測溫元件和保護(hù)套管,起安裝固定作用的法蘭、螺紋、卡套、密封墊,甚至接線盒的材質(zhì)均應(yīng)有嚴(yán)格的要求。

b)安全生產(chǎn)是工業(yè)現(xiàn)場的首要任務(wù),溫度計(jì)的設(shè)計(jì)制造理念不能脫離安全的宗旨。除防護(hù)等級、防爆等級等基本要求外,溫度計(jì)產(chǎn)品內(nèi)部的密封阻漏裝置被越來越多地應(yīng)用在產(chǎn)品制造中,根據(jù)產(chǎn)品的復(fù)雜性和現(xiàn)場的危險(xiǎn)性,阻漏等級可為一級、二級甚至多級,確保安全生產(chǎn)。

c)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和安裝方式的變革。隨著產(chǎn)業(yè)大型化、多樣化、高效化的發(fā)展,溫度計(jì)從安裝、維護(hù)到備件等各個(gè)細(xì)節(jié)之處應(yīng)做到方便、快捷和節(jié)約。變徑雙法蘭組的安裝方式和抽芯式結(jié)構(gòu)的綜合運(yùn)用,便充分考慮了現(xiàn)場由于各種原因,需對溫度計(jì)進(jìn)行反復(fù)安裝拆卸的可行性。采用大法蘭與小法蘭的變徑雙法蘭組合的形式,配合測量芯體的抽芯兩節(jié)式的結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)大法蘭的最初安裝固定和小法蘭隨測溫芯體隨時(shí)進(jìn)行更換的安裝拆卸方式,既安全又輕便快捷。抽芯式結(jié)構(gòu)使用戶在進(jìn)行溫度計(jì)的更換時(shí),只需更換小法蘭以上部分,大大減少了維修工作量和運(yùn)行成本。

d)保護(hù)套管是溫度計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場測溫的先行軍,主要抵抗現(xiàn)場介質(zhì)的高溫、高壓、腐蝕、磨損、沖擊以及碰撞等破壞,除了以上提到的對材料進(jìn)行優(yōu)選的必要外,套管的制作工藝是使其具有抵抗各種侵蝕能力的有力保障。目前,最先進(jìn)的套管加工工藝是單端整體鉆孔加工,運(yùn)用深盲孔加工技術(shù),可在2.5 m的長度范圍內(nèi)一次性成型,套管內(nèi)孔僅6.5 mm,與6 mm的測溫元件緊密配合,真正實(shí)現(xiàn)耐高壓和抗沖擊。且套管形式可選擇直形或錐形,尤其錐形套管更具優(yōu)勢,不僅具有較直形套管更大的固有頻率,同時(shí)還不失端部快速測溫的現(xiàn)場要求。

e)溫度計(jì)套管的選用直接影響著熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計(jì)等的測溫效果和使用壽命。在工業(yè)現(xiàn)場中,共振往往是造成溫度計(jì)損壞的主要原因。因此,對溫度計(jì)套管進(jìn)行振動核算越來越成為招投標(biāo)方、設(shè)計(jì)人員和生產(chǎn)廠家所關(guān)注的焦點(diǎn)問題。有限單元法,開創(chuàng)了一種全新的套管自然頻率的計(jì)算方法,使振動核算更趨嚴(yán)謹(jǐn)、合理,對套管規(guī)格設(shè)計(jì)和現(xiàn)場振動判斷具有非常重要的指導(dǎo)意義。

4 結(jié)束語

實(shí)踐證明,溫度是指導(dǎo)工藝流程正常穩(wěn)定運(yùn)行的指標(biāo);快速、準(zhǔn)確、安全是溫度測量的目標(biāo);測溫方案的合理選擇和溫度計(jì)的正確選用是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、保障指標(biāo)的航標(biāo)。只有了解工況、分析工況,才可以有針對性、方向性、科學(xué)性地處理溫度測量問題。

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2010-06-22。

劉漢杰(1969—),天津人,現(xiàn)任天津市中環(huán)溫度儀表有限公司總經(jīng)理,全國溫度儀表協(xié)會副理事長,自動化儀表分會理事,天津市東麗區(qū)政協(xié)委員,天津市企業(yè)家協(xié)會理事,擁有30余項(xiàng)專利產(chǎn)品和軟件著作權(quán)。