专利名称：一种裂解炉cot专用热电偶的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热电偶，尤其涉及一种提高耐温、耐高流速磨损和耐氢催开裂性能、测量灵敏、既抗震又堵漏的裂解炉COT专用热电偶。
背景技术：
在化工乙烯生产过程中，特别是年产百万吨级以上的乙烯生产装置中，裂解装置是整个乙烯装置的核心装置，裂解炉区是裂解装置的关键区域。由于裂解炉COT管内工艺条件非常苛刻，高温(最高操作温度900摄氏度)，高气体流速(裂解炉运行末期可以达到 250/秒)，气体中含有结焦颗粒，乙烯裂解炉COT温度是衡量裂解炉运行状态核心指标以及对乙烯裂解炉深度控制的关键依据。到目前为止，乙烯裂解炉温度测量的唯一方法就是采用热电偶作为温度传感器来测量。原有的热电偶由于材料材质、制作工艺等原因，其保护套管不耐磨，达不到最短使用期要求，主要是靠加大套管直径、采用偏心安装的方法来增加耐磨性能，安装很不方便，另外还存在测量不够灵敏、只能停工检修才可以更换、使用寿命较短等缺陷。
发明内容本实用新型主要解决原有裂解炉热电偶测量不够灵敏的技术问题；提供一种提高测温灵敏度和准确性的裂解炉COT专用热电偶，其反应快、精度高。本实用新型同时解决原有裂解炉热电偶主要是靠加大套管直径、采用偏心安装的方法来增加耐磨性能，安装很不方便的技术问题；提供一种裂解炉COT专用热电偶，其通过改变保护套管的材料材质及结构，既提高耐温、耐高流速磨损和耐氢催开裂性能，又确保安装非常方便。本实用新型还解决原有裂解炉热电偶堵漏效果不好，并且只能停工检修才可以更换，更换不方便的技术问题；提供一种裂解炉COT专用热电偶，其既抗震又堵漏，更换方便， 安全性高。本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的本实用新型包括铠装热电偶、保护套管和安装法兰，铠装热电偶的测量端插在保护套管内，铠装热电偶的另一端和接线盒相连，保护套管和安装法兰相连，所述的保护套管的底端设有导热耐磨棒针，导热耐磨棒针位于保护套管内的一侧设有一个凹槽，所述的铠装热电偶的测量端插入在所述的凹槽内，铠装热电偶的测量端和凹槽之间形成有气流回旋口，所述的保护套管和铠装热电偶之间有间隙，形成气流回旋腔。测温时，铠装热电偶的测量端温度升高，导热气流在测量端、气流回旋口和气流回旋腔之间流动，增加了导热气流的回流空间，大大减小测温的滞后性，使得测温时温度反应灵敏，提高测量精度。作为优选，所述的铠装热电偶的测量端呈半球形，所述的导热耐磨棒针的凹槽呈三棱柱形，铠装热电偶的测量端和凹槽之间形成三个气流回旋口。铠装热电偶的圆形横截面内切于三棱柱的三角形横截面内，三角形的三个顶角处形成气流回旋口。测量端的顶部做成半球状，有效减少冲刷阻力，提高使用寿命。作为优选，所述的保护套管上设有两个以上的径向设置的气流导入孔，气流导入孔连通保护套管的外面和所述的气流回旋腔。气流导入孔离开测量端有一段距离，而测量时只有保护套管底端、导热耐磨棒针和被测气体接触，故被测气体不会流入气流导入孔内。 气流导入孔的设置使气流回旋更加顺畅。作为优选，所述的保护套管的顶部的内侧设有台肩，所述的台肩上保护套管和铠装热电偶之间从下到上依次设有第一膨胀石墨密封件和压紧密封过渡接头，压紧密封过渡接头的中部的直径大于压紧密封过渡接头的上端、下端的直径，压紧密封过渡接头的下端压在所述的第一膨胀石墨密封件上，压紧密封过渡接头的中部压在保护套管和安装法兰的顶面上。安装更加牢固，提高密封性能，既抗震又堵漏。作为优选，所述的压紧密封过渡接头和铠装热电偶之间设有一个气流止回密封片和两个减压石墨密封环，两个减压石墨密封环分别位于气流止回密封片的上、下两侧。当拆出铠装热电偶时，气流止回密封片会自动处于封闭状态；而将铠装热电偶穿过压紧密封过渡接头时，又能方便地顶开气流止回密封片。既确保安装方便，又在拆出铠装热电偶时能自动封闭热电偶安装孔，提高安全性。作为优选，所述的压紧密封过渡接头上端连接有旋转球阀，旋转球阀再和压紧密封件相连。旋转球阀的设置便于在装置运行期间方便地更换铠装热电偶，解决了原来需停工检修才能更换的麻烦。作为优选，所述的压紧密封件包括上部设有开口的壳体、第二膨胀石墨密封件和压紧密封螺旋件，第二膨胀石墨密封件设于所述的壳体内，压紧密封螺旋件压在第二膨胀石墨密封件上并和壳体通过螺纹相连。进一步提高整个装置的密封性能。作为优选，所述的保护套管采用抗冲刷合金材质冶炼而成，所述的合金材质包括重量比为21 25%的镍、18 23%的铬、4 6%的钼、1. 5 3. 5%的铜、3. 0 5. 0% 的铝、3. 0 4. 5%的铌、1. 5 2. 5%的钇、0. 02 0. 04%的碳、0. 8 1. 2%的锰、0. 8 1. 5%的硅、小于0. 03%的磷、小于0. 03%的硫以及其余的铁。通过材质的改变，大大提高保护套管的耐高温、耐腐蚀、耐高流速磨损、抗冲刷性能。作为优选，所述的保护套管的外表面喷涂有陶瓷层，保护套管的内表面设有高强度无压烧结碳化硅层。保护套管外表面经过喷涂陶瓷处理，耐氢催开裂性能优良，极大地减少了氢、酸、硫元素造成的腐蚀和磨损。保护套管的内表面的高强度无压烧结碳化硅层，和刚玉质相比有更好的耐高温腐蚀、耐高温磨损性能。在相当长的时间里，即使保护套管的金属耐磨层失效了，开始磨损到非金属层，而非金属层的耐磨和耐温性能，在金属套管的支撑下，耐磨周期大大提高，保证了保护套管长周期的耐磨要求，甚至可以超过COT炉管的使用寿命O作为优选，所述的保护套管的底端的外侧面是个锥面，锥面和锥面上部的外侧面的连接处设有钽、钨或铌的难熔金属堆焊层。锥面和锥面上部的外侧面的连接处为保护套管的耐磨段部分，该部分经难熔金属堆焊，再进行光洁处理，这样耐高温、耐硬度的材料使得被测气体的未燃烧完的焦油不易粘在保护套管的外壁，减少温度测量的滞后性，做成锥面更有效减少冲刷阻力，延长使用寿命。本实用新型的有益效果是提高耐高温、耐高流速磨损及耐氢催开裂性能，安装方便，使用周期超长，无需停工就能更换铠装热电偶，不影响整个装置的运行，温度测量灵敏， 反应快、精度高，具有多重堵漏功能，既抗震又堵漏，安全性能高。
图1是本实用新型的一种轴向剖视结构示意图。图2是本实用新型中压紧密封过渡接头和铠装热电偶的连接关系的轴向剖视结构示意图。图3是图1中A的放大图。图中1.铠装热电偶，2.保护套管，3.安装法兰，4.接线盒，5.导热耐磨棒针，6.凹槽，7.气流回旋腔，8.气流导入孔，9.第一膨胀石墨密封件，10.压紧密封过渡接头，11.气流止回密封片，12.减压石墨密封环，13.旋转球阀，14.壳体，15.第二膨胀石墨密封件， 16.压紧密封螺旋件，17.难熔金属堆焊层。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例1 本实施例的一种裂解炉COT专用热电偶，如图1所示，包括铠装热电偶 1、保护套管2、导热耐磨棒针5、安装法兰3、压紧密封过渡接头10、压紧密封件和接线盒4。 保护套管2和安装法兰3相连，导热耐磨棒针5嵌装在保护套管2的底端，如图3所示，导热耐磨棒针5位于保护套管2内的一侧有一个呈三棱柱形的凹槽6，铠装热电偶1的测量端插入在凹槽6内，铠装热电偶1的测量端呈半球形，铠装热电偶1的测量端和凹槽6之间形成三个气流回旋口，铠装热电偶1的另一端和接线盒4相连，保护套管2和铠装热电偶1之间有间隙，形成气流回旋腔7，保护套管2上距离测量端一定距离处有三个沿圆周均布的、 径向设置的气流导入孔8，气流导入孔8连通保护套管2的外面和气流回旋腔7。保护套管 2的顶部的内侧有一圈台肩，台肩上保护套管2和铠装热电偶1之间从下到上依次安装有第一膨胀石墨密封件9和压紧密封过渡接头10，压紧密封过渡接头10的中部的直径大于压紧密封过渡接头10的上端、下端的直径，压紧密封过渡接头10的下端压在第一膨胀石墨密封件9上并和保护套管通过螺纹相连，压紧密封过渡接头10的中部压在保护套管2和安装法兰3的顶面上。如图2所示，压紧密封过渡接头10和铠装热电偶1之间安装有一个气流止回密封片11和两个减压石墨密封环12，两个减压石墨密封环12分别位于气流止回密封片 11的上、下两侧。压紧密封过渡接头10再和旋转球阀13通过螺纹相连，旋转球阀13再和压紧密封件通过螺纹相连。压紧密封件包括上部有开口的壳体14、第二膨胀石墨密封件15 和压紧密封螺旋件16，第二膨胀石墨密封件15位于壳体14内，压紧密封螺旋件16压在第二膨胀石墨密封件15上并和壳体14通过螺纹相连。本实施例中，保护套管采用抗冲刷合金材质冶炼而成，该合金材质包括重量比为23%的镍、19%的铬、5%的钼、2%的铜、3. 5%的铝、3. 0%的铌、1. 3%的钇、0. 02%的碳、1. 0%的锰、1. 0%的硅、0. 025%的磷、0. 02%的硫， 其余均为铁。保护套管2的外表面雾化喷涂有陶瓷层，保护套管2的内表面有高强度无压烧结碳化硅层，保护套管2的底端的外侧面是个锥面，如图3所示，锥面和锥面上部的外侧面的连接处有钽、钨或铌的难熔金属堆焊层17。本实用新型通过对保护套管的材质和结构的改进，有效避免了原来需通过偏心安装来提高耐磨性而带来的安装不方便的问题，保护套管具有很好的耐高温、耐高流速磨损及耐氢催开裂性能，使用周期超长，而且拆装方便，无需停工就能更换铠装热电偶，不影响整个装置的运行，温度测量灵敏，反应快、精度高，具有多重堵漏功能，既抗震又堵漏，安全性能高。
权利要求1.一种裂解炉COT专用热电偶，包括铠装热电偶(1)、保护套管(2)和安装法兰(3)，铠装热电偶(1)的测量端插在保护套管(2)内，铠装热电偶(1)的另一端和接线盒(4)相连， 保护套管(2)和安装法兰(3)相连，其特征在于所述的保护套管(2)的底端设有导热耐磨棒针(5)，导热耐磨棒针(5)位于保护套管(2)内的一侧设有一个凹槽(6)，所述的铠装热电偶 (1)的测量端插入在所述的凹槽(6)内，铠装热电偶(1)的测量端和凹槽(6)之间形成有气流回旋口，所述的保护套管(2)和铠装热电偶(1)之间有间隙，形成气流回旋腔(7)。
2.根据权利要求1所述的一种裂解炉COT专用热电偶，其特征在于所述的铠装热电偶(1)的测量端呈半球形，所述的导热耐磨棒针(5)的凹槽(6)呈三棱柱形，铠装热电偶(1)的测量端和凹槽(6)之间形成三个气流回旋口。
3.根据权利要求1或2所述的一种裂解炉COT专用热电偶，其特征在于所述的保护套管(2)上设有两个以上的径向设置的气流导入孔(8)，气流导入孔(8)连通保护套管(2)的外面和所述的气流回旋腔(7)。
4.根据权利要求1所述的一种裂解炉COT专用热电偶，其特征在于所述的保护套管(2)的顶部的内侧设有台肩，所述的台肩上保护套管(2)和铠装热电偶(1)之间从下到上依次设有第一膨胀石墨密封件(9)和压紧密封过渡接头(10)，压紧密封过渡接头(10)的中部的直径大于压紧密封过渡接头(10)的上端、下端的直径，压紧密封过渡接头(10)的下端压在所述的第一膨胀石墨密封件(9)上，压紧密封过渡接头(10)的中部压在保护套管(2)和安装法兰(3)的顶面上。
5.根据权利要求4所述的一种裂解炉COT专用热电偶，其特征在于所述的压紧密封过渡接头(10)和铠装热电偶(1)之间设有一个气流止回密封片(11)和两个减压石墨密封环 (12)，两个减压石墨密封环(12)分别位于气流止回密封片(11)的上、下两侧。
6.根据权利要求4或5所述的一种裂解炉COT专用热电偶，其特征在于所述的压紧密封过渡接头(10)上端连接有旋转球阀(13)，旋转球阀(13)再和压紧密封件相连。
7.根据权利要求6所述的一种裂解炉COT专用热电偶，其特征在于所述的压紧密封件包括上部设有开口的壳体(14)、第二膨胀石墨密封件(15)和压紧密封螺旋件(16)，第二膨胀石墨密封件(15)设于所述的壳体(14)内，压紧密封螺旋件(16)压在第二膨胀石墨密封件(15)上并和壳体(14)通过螺纹相连。
8.根据权利要求1或2或4所述的一种裂解炉COT专用热电偶，其特征在于所述的保护套管(2)的外表面喷涂有陶瓷层，保护套管(2)的内表面设有高强度无压烧结碳化硅层。
9.根据权利要求1或2或4所述的一种裂解炉COT专用热电偶，其特征在于所述的保护套管(2)的底端的外侧面是个锥面，锥面和锥面上部的外侧面的连接处设有钽、钨或铌的难熔金属堆焊层(17)。
专利摘要本实用新型涉及一种裂解炉COT专用热电偶，包括铠装热电偶、保护套管和安装法兰，铠装热电偶的测量端插在位于保护套管底端的导热耐磨棒针内，铠装热电偶的测量端和导热耐磨棒针之间形成有气流回旋口，保护套管和铠装热电偶之间形成有气流回旋腔。保护套管的顶部和铠装热电偶之间设有第一膨胀石墨密封件和压紧密封过渡接头，压紧密封过渡接头和旋转球阀相连，旋转球阀再和压紧密封件相连。保护套管采用抗冲刷合金材质冶炼而成，且其外表面喷涂有陶瓷层，其内表面设有高强度无压烧结碳化硅层。本实用新型提高耐高温、耐高流速磨损及耐氢催开裂性能，安装方便，无需停工就能更换铠装热电偶，温度测量反应快，既抗震又堵漏，安全性能高。
文档编号G01K1/08GK202177468SQ20112026984
公开日2012年3月28日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者丁刚, 丁锡端 申请人:杭州亿泰自控设备有限公司