专利名称：一种用于催化裂化装置的耐磨热电偶的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测温装置，特别是用于测量催化裂化装置内部温度的测温装置。
背景技术：
催化裂化是石油炼制过程之一，是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等产物的过程。在进行催化裂化的装置中需要设置测量装置内温度的测温元件，以监控催化裂化的过程。目前这种测温元件的主要测温部分采用热电偶。热电偶的工作原理是基于热电效应。热电效应是指当两种不同的金属端点连接成一闭合回路时，若两个金属端点间有温度差，则在该闭合回路中会产生电流。温度较高的金属端点称为热接点，常被设置在测温处； 温度较低的金属端点称为冷接点，常作为热电偶的输出端，其输出讯号被转换成可读取的温度值。当催化裂化装置处于工作状态时，其内部的环境是工作温度在550°C -750°C ；工作压力约0. 018MPa ；内部流体介质的流速为10-20m/s，最高可达30-60m/s ；内部介质中催化剂硬度IIV1700-2200。由此可见，热电偶应当具备相当的耐磨性以应对工作环境中介质的冲刷。为此，常将伸入到催化裂化装置内介质中的热电偶测温部分(或称为测温元件)套装上测温元件套管，测温元件套管基体上再涂覆耐磨层，以测温元件套管抵御介质的冲刷， 从而延长测温元件的使用寿命。现有的热电偶采用测温元件套管的方案存在以下问题测温元件套管的使用寿命不高，因为测温元件套管的使用寿命到期需要频繁更换套管或更换整个热电偶，成本高。
发明内容
为了解决现有热电偶存在的测温元件套管使用寿命不高的问题，本发明提供了一种用于催化裂化装置的耐磨热电偶，延长了测温元件套管的使用寿命。本发明的技术方案如下一种用于催化裂化装置的耐磨热电偶，包括测温元件和测温元件套管，所述测温元件套管具有受冲刷面，在所述测温元件套管外设置有防护壁，所述防护壁至少遮盖所述测温元件套管受冲刷面。优选的，所述防护壁采用角钢，所述角钢遮盖所述测温元件套管受冲刷面。优选的，所述测温元件为铠装热电偶。优选的，所述防护壁的受冲刷面设置有耐磨防护层。优选的，所述测温元件套管外设置有套管耐磨层，所述套管耐磨层的厚度为 1. 5-3. 5 毫米。优选的，所述耐磨防护层的厚度为0. 3-1毫米。优选的，在所述热电偶安装后在所述催化裂化装置外显露的表面上设置有指示所述防护壁受冲刷面方向的指示标识。
优选的，在所述测温元件套管的上方连接有隔漏密封装置。优选的，所述隔漏密封装置包括连接在一起的至少两个螺纹连接件，连接在一起的所述螺纹连接件具有容纳所述测温元件穿过的通孔，在所述螺纹连接件之间设置有密封层。优选的，所述密封层为密封垫或密封填料，所述密封层为石墨材质或不锈钢材质。优选的，在所述隔漏密封装置上方连接有上保护连接管，所述铠装热电偶穿过所述上保护连接管。优选的，在所述上保护连接管内设置有衬套，所述衬套与所述上保护连接管焊接。优选的，所述铠装热电偶在所述上保护连接管部分套装有灌胶套头；所述灌胶套头内填充有环氧胶或高温胶。优选的，所述灌胶套头上端设置有接线引线，所述接线引线与所述铠装热电偶连接。优选的，所述衬套与所述灌胶套头之间的间隙距离小于等于0. 1毫米。优选的，在所述灌胶套头和所述衬套之间设置有防尘密封圈。本发明的技术效果本发明在热电偶的测温元件套管外又设置了一层防护壁。在催化裂化装置中的介质流向是一个确定的方向，就是说仅有测温元件套管的部分面(受冲刷面)受到介质的冲刷。利用防护壁遮盖受冲刷面，就可以实现对测温元件套管的有效保护，延长测温元件套管的使用寿命，同时，测温元件套管还能保持与介质的接触进行有效测温。
图1为本发明热电偶的结构剖视图。图2为图1所示热电偶的右视图。图3为图1所示热电偶的左视图。图4为图1所示热电偶的后视图。图5为图1所示热电偶的俯视图。图6为图1所示热电偶的仰视图。图中标识说明如下1、接线板；2、隔漏密封装置；3、套管；4、套管耐磨层；5、电缆夹紧密封接头；6、测温元件；7、法兰；8、防护壁；9、防护壁耐磨层；10、指示标识；11、灌胶套头；12、上保护连接管；13、橡胶密封圈；14、防尘密封圈；15、衬套；16、接线引线。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。图1显示了本发明热电偶的结构。本发明的热电偶用于催化裂化装置，包括在上方的接线盒部分，接线盒中设置有接线板1，接线板1将从电缆夹紧密封接头5引入的导线与测温元件6的导线连接。接线盒是由铝合金或不锈钢材料制成，适用于易燃，易爆，火灾危险环境。在本实施例中测温元件6为铠装热电偶。测温元件6大部分设置于套管3内。套管3的下端是伸入到催化裂化装置内介质中的一端。套管3采用实心棒整体钻孔工艺制成，实心棒的材料选用耐高温合金，例如 GH3030、GH3039、Cr25Ni20、Incoloy800, Incoloy600, Stellite 合金、铁铬合金等。与现有技术相同，套管3受到介质冲刷的这一段涂覆有钴基合金，镍基合金，钛化钨或金属陶瓷的氧化铝或氧化铬，以强化套管3的耐磨性。套管耐磨层4的厚度在1. 5-3. 5毫米之间，套管耐磨层4在测温元件6轴线方向的长度根据炼油厂催化裂化装置的反应器和再生器安装方位定为150-300毫米。在套管3上还焊接有法兰7，套管3与法兰7之间为全熔透焊接结构。法兰7用于辅助本发明热电偶安装在催化裂化装置上。在催化裂化装置中流体介质是从下向上单向流动的，因此套管3仅有一部分表面受到介质的冲刷，这一部分表面如果得到进一步增强的防护，就可以有效地提高本发明热电偶的使用寿命。为了实现这一目标，本发明设置了防护壁8遮盖住测套管3的受冲刷面， 以阻挡介质对套管3的冲刷。结合图2、图3、图4和图6，在图1所示实例中，防护壁8采用角钢。防护壁8的一端焊接在法兰7上，防护壁8的长轴与套管3的轴线平行。由于催化裂化装置中介质流动方向是可以预知的，因此，套管3的受冲刷面也可以预先确定，防护壁 8可以焊接在法兰7的适当位置以形成对套管3的受冲刷面的有效遮挡。本领域技术人员能够知晓，只要防护壁8的设置能够有效遮挡测温元件套管3的受冲刷面，即可实现本发明的目的，因此，防护壁8的设置方式，如是连接到法兰7上还是套管3上等，并不是本发明所要限定的。另外，本领域技术人员还能够知晓，除角钢外，半圆管或槽钢也可以作为防护壁8的选择，实现本发明的目的。当然，选用角钢还具有如下优势因为角钢的外角朝向流体介质来源方向，可以有效地将流体介质导向两边，降低介质对角钢的冲击，更进一步延长角钢(防护壁)的使用寿命。同样，为了提高防护壁8的使用寿命，在防护壁8受冲刷面(即受到介质冲刷面) 涂覆有防护壁耐磨层9。防护壁耐磨层9采用如下方式形成堆焊或喷涂钴基合金，镍基合金，钛化钨或金属陶瓷的氧化铝或氧化铬。防护壁耐磨层9硬度高，耐磨性好，抗压能力强， 耐冲刷，耐腐蚀，耐热冲击好，抗磨粒磨损。防护壁耐磨层9的厚度是必须控制的一个参数。 如果防护壁耐磨层9的厚度过薄，则不能满足耐磨性的要求，或没有必要的加工余量；如果防护壁耐磨层9的厚度过厚，不仅浪费材料，喷涂和加工时在防护壁耐磨层9中会产生应力，严重削弱防护壁耐磨层9与防护壁8的结合强度，甚至导致两者的剥离。防护壁耐磨层 9优选的厚度在0. 3-1. 0毫米之间。与前述测温元件套管3耐磨层的长度相应，防护壁耐磨层9在测温元件6轴线方向的长度根据炼油厂催化裂化装置的反应器和再生器安装方位定为150-300毫米。在接线盒与套管3之间还设置有隔漏密封装置，防止泄漏。结合图2至图4，可见图1所示实例的隔漏密封装置2的具体结构包括连接在一起的至少两个螺纹连接件，该连接在一起的两个螺纹连接件具通孔，测温元件6从该通孔穿过；在这两个螺纹连接件之间设置有作为密封层的密封垫或密封填料。隔漏密封装置2采用的密封垫或密封填料为石墨材质或不锈钢材质。从图5中可见，在法兰7显现在催化裂化装置外的表面上(热电偶安装完成后的显现表面)设置有指示标识10，指示标识10指示了防护壁8受冲刷面的方向。因为本发明安装时防护壁8伸入到催化裂化装置中，不可见，而又需要将防护壁耐磨层9准确朝向介质来源方向，因此设置指示标识10十分必要。除了在法兰7上设置指示标识10，还可以在本发明热电偶显露在催化裂化装置外的其他表面设置(例如接线盒表面)，均能实现指示防护壁耐磨层9方位的目的。在图1中可以看到，上保护连接管12 —端与接线盒螺纹连接，另一端与隔漏密封装置2螺纹连接。上保护连接管12内嵌衬套15，衬套15与上保护连接管12焊接。在衬套 15内设置灌胶套头11。灌胶套头11是为了将测温元件6密封绝缘而设置的，套装测温元件6在上保护连接管12部分。灌胶套头11内充满密封胶(环氧胶或高温胶)，使测温元件 6密封绝缘。衬套15与灌胶套头11之间的间隙小于等于0. 1毫米。在灌胶套头11的上端，即接线板1这一端设置有接线引线16，接线引线16与灌胶套头11内的测温元件6连接，并穿过接线板1 (接线板1的材质为陶瓷或胶木)，与接线板 1上的接线柱连接。防尘密封圈14在灌胶套头11和衬套15之间设置，起到密封作用。接线盒的出线口处安装橡胶密封圈13及电缆夹紧密封接头5，使进入接线盒的线缆与接线板1的连接达到防水，防爆性能。值得注意的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限定本发明的专利保护范围，本发明还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本发明的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本发明所涵盖的范围内。
权利要求
1.一种用于催化裂化装置的耐磨热电偶，包括测温元件和测温元件套管，所述测温元件套管具有受冲刷面，其特征在于在所述测温元件套管外设置有防护壁，所述防护壁至少遮盖所述测温元件套管受冲刷面。
2.根据权利要求1所述热电偶，其特征在于所述防护壁采用角钢，所述角钢遮盖所述测温元件套管受冲刷面。
3.根据权利要求1或2所述热电偶，其特征在于所述测温元件为铠装热电偶。
4.根据权利要求3所述热电偶，其特征在于所述防护壁的受冲刷面设置有耐磨防护层。
5.根据权利要求4所述热电偶，其特征在于所述测温元件套管外设置有套管耐磨层， 所述套管耐磨层的厚度为1. 5-3. 5毫米。
6.根据权利要求4所述热电偶，其特征在于所述耐磨防护层的厚度为0.3-1毫米。
7.根据权利要求4所述热电偶，其特征在于在所述热电偶安装后在所述催化裂化装置外显露的表面上设置有指示所述防护壁受冲刷面方向的指示标识。
8.根据权利要求4所述热电偶，其特征在于在所述测温元件套管的上方连接有隔漏密封装置。
9.根据权利要求8所述热电偶，其特征在于所述隔漏密封装置包括连接在一起的至少两个螺纹连接件，连接在一起的所述螺纹连接件具有容纳所述测温元件穿过的通孔，在所述螺纹连接件之间设置有密封层。
10.根据权利要求9所述热电偶，其特征在于所述密封层为密封垫或密封填料，所述密封层为石墨材质或不锈钢材质。
11.根据权利要求10所述热电偶，其特征在于在所述隔漏密封装置上方连接有上保护连接管，所述铠装热电偶穿过所述上保护连接管。
12.根据权利要求11所述热电偶，其特征在于在所述上保护连接管内设置有衬套，所述衬套与所述上保护连接管焊接。
13.根据权利要求12所述热电偶，其特征在于所述铠装热电偶在所述上保护连接管部分套装有灌胶套头；所述灌胶套头内填充有环氧胶或高温胶。
14.根据权利要求13所述热电偶，其特征在于所述灌胶套头上端设置有接线引线，所述接线引线与所述铠装热电偶连接。
15.根据权利要求13所述热电偶，其特征在于所述衬套与所述灌胶套头之间的间隙距离小于等于0.1毫米。
16.根据权利要求13所述热电偶，其特征在于在所述灌胶套头和所述衬套之间设置有防尘密封圈。
全文摘要
本发明提供了一种用于催化裂化装置的耐磨热电偶，包括测温元件和测温元件套管，所述测温元件套管具有受冲刷面，在所述测温元件套管外设置有防护壁，所述防护壁至少遮盖所述测温元件套管受冲刷面。与现有技术相比，本发明的热电偶使用寿命长，可以广泛用于催化裂化装置的测温。
文档编号G01K7/04GK102305671SQ20111020482
公开日2012年1月4日 申请日期2011年7月21日 优先权日2011年7月21日
发明者吴加特, 吴方立, 杨海燕, 林瑾平, 陈静, 黄满 申请人:吴方立