一种气化炉托砖板测温辅助装置以及热电偶的制作方法

1.本发明涉及一种气化炉托砖板测温辅助装置以及热电偶。


背景技术：

2.水煤浆气化工艺具有技术成熟、流程简单、煤种适应性强、碳转化率高、粗合成气质量好、环保性能好、装置建设投资低、建设周期短等特点。近年来，煤化工产业蓬勃发展，水煤浆气化工艺在煤制氢、煤制甲醇、煤制烯烃、煤制合成氨等工程中得到了广泛应用。
3.现有水煤浆气化工艺中的气化炉通常为耐火砖结构的气化炉，在整个炉体的耐火砖中，锥底砖和渣口砖是最易损坏的，也是使用寿命最短的。另外，更换锥底砖和渣口砖既是耗时最长的，也是更换难度最大的。锥底砖和渣口砖一旦损坏，比如减薄或脱落，托砖板温度便会上升，于是工艺上会通过测量托砖板的温度来监测锥底砖和渣口砖的实际情况，一方面便于装置根据倒炉周期合理安排耐火砖的更换工作，另一方面如果出现大幅度的温升，可以触发气化炉的停车联锁，以避免设备损坏或事故发生。因此，准确测量托砖板温度异常重要。
4.然而，现有的气化炉托砖板热电偶在测温时存在以下四个方面的问题：(1)有些型式的热电偶采用悬空安装的方式进行测量，无法直接测量托砖板的温度。(2)由于气化炉制造存在一定的误差，每1个测量点的过程法兰密封面至托砖板的实际距离都不一样，这样会出现2种现象，如果距离过大则会导致热电偶与托砖板无法紧密接触，如果距离过小则会导致热电偶无法安装。(3)有些型式的热电偶受到激冷后合成气干扰，无法准确测量托砖板的温度。(4)有些型式热电偶的测温元件直接遭受高速合成气气流，测温元件易损坏，合成气易泄漏。由于存在这四个方面的问题，现有的托砖板热偶无法满足精准测温的需求，给气化装置的安全、稳定运行造成极大的隐患。
5.授权公告号为cn202734984u(申请号为201220406243.1)的中国实用新型专利申请《气化炉托砖板热电偶》所公开的气化炉托砖板热电偶，不但无法确保其与托砖板紧密接触，而且可能因气化炉制造误差出现无法安装的情况，同时该热电偶的结构还将受到激冷后的合成气干扰，无法准确测量托砖板的问题，另外测温元件直接遭受高速合成气气流，测温元件易损坏，合成气易泄漏。
6.因此，针对现有的气化炉托砖板的测温需要进一步改进。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种热电偶能够与托砖板抵接且避免合成气干扰的气化炉托砖板测温辅助装置。
8.本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种气化炉托砖板测温辅助装置，其特征在于：包括导向管，所述导向管穿设在炉体的管口内，其位于炉体内的内侧端的端面为与托砖板倾斜角度相适配的斜面，所述内侧端与托砖板密封连接；测温时，热电偶插入导向管内而在导向管的限位作用下热电偶的前端能够与托砖板抵接。
9.为利于热电偶的顺利插入，作为优选，所述导向管沿管口到炉体内的方向依次为外侧段、中段以及内侧段；所述外侧段的内径大于内侧段的内径，所述中段为外侧段的内径逐渐减小到内侧段内径的过渡段；所述内侧段的端面为斜面。外侧段、中段、内侧段可以为一体式结构，也可以是分段焊接结构。
10.为利于导向管整体位于同一水平线上，作为优选，所述导向管与炉体的管口之间设置有支撑件。
11.进一步，作为优选，所述支撑件呈环状，套设在导向管的外侧；或者支撑件呈块状，沿导向管周向间隔设置。
12.作为优选，所述导向管外侧端的端口位置罩有防尘帽，所述防尘帽设有供热电偶穿过的穿孔。防尘帽为硅橡胶或其它耐高温弹性材料，防止灰尘进入导向管内。
13.作为优选，还包括代替真热电偶测试导向管是否安装到位的热电偶假件。在导向管安装时，由于安装误差，存在导向管与炉体管口的中心线不重合的情况，如果直接将真热电偶插入导向管，存在热电偶无法通过或者热电偶的前端无法与托砖板抵接的情况，该情况都可能导致热电偶报废，而热电偶是一种昂贵的测温元件，给用户带来沉重的经济损失。采用与真热电偶尺寸规格相同的热电偶假件进行测试，可对导向管的安装位置及时调整，调整到位后，将真热电偶直接插入即完成真热电偶的安装。
14.进一步，作为优选，所述热电偶假件包括：
15.过程法兰假件：位于炉体管口的外侧而将管口密封；
16.保护套管假件：横向穿设在法兰假件上；
17.测温元件假件：穿设在保护套管假件内；
18.双卡套接头：设置在保护套管假件远离管口的一端，其套设在测温元件假件的外侧，松开双卡套接头能够调节测温元件假件伸出保护套管假件的长度；
19.所述过程法兰假件、保护套管假件、测温元件假件的尺寸规格以及安装要求均与真热电偶相同。
20.本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种热电偶。
21.本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种热电偶，其特征在于：采用权利要求1至7任一权利要求所述的气化炉托砖板测温辅助装置进行测温，包括
22.过程法兰，位于炉体管口的外侧而将管口密封；
23.保护套管，横向设置在过程法兰靠近管口的一侧；
24.测温元件，穿设在保护套管内；
25.外螺纹座，设置在过程法兰远离管口的一侧，开设有供测温元件穿设的横向穿孔；
26.外支撑管，前端与外螺纹座的外螺纹螺纹连接；
27.防爆接线盒，设置在外支撑管的后端；
28.密封装置，设置在外支撑管内并与外螺纹座连接，所述密封装置套设在测温元件外侧，密封装置能够松开和拧紧从而调节测温元件伸出保护套管的长度。
29.作为优选，所述密封装置包括双卡套式密封装置和/或填料函式密封装置。
30.进一步，作为优选，所述密封装置包括一端与外螺纹座连接的双卡套式密封装置，所述双卡套式密封装置的另一端与填料函式密封装置连接。
31.与现有技术相比，本发明的优点在于：
32.(1)本发明测温辅助装置中导向管的一端端面为与托砖板倾斜角度相适配的斜面，该端面与托砖板密封连接，测温时，在导向管的限位作用下，热电偶插入导向管内而在导向管的限位作用下热电偶的前端能够与托砖板抵接，快速准确测量温度；导向管与托砖板密封连接隔离了合成气，保护热电偶不接触高速合成气气流，提高了测量温度的准确性，且延长了热电偶的使用寿命、大幅降低合成气泄漏的可能性。
33.(2)本发明热电偶的保护套管为两端开放式，松开密封装置能够调节测温元件伸出保护套管的长度，从而调节插入导向管内的深度，当过程法兰密封面至托砖板的实际距离偏小时可以缩短测温元件插入导向管内的深度，当过程法兰密封面至托砖板的实际距离偏大时可以加长测温元件插入导向管内的深度，始终确保测温元件与托砖板紧密接触，快速准确测量，与传统热电偶的测温元件的插入深度无法调节，不能进行后续的测量甚至损伤测温元件相比，本发明热电偶有效克服了气化炉制造误差对热电偶安装造成的影响，安装便捷且节省了成本。
附图说明
34.图1为本发明实施例中导向管的剖面图；
35.图2为本发明实施例中热电偶假件的剖面图；
36.图3为本发明实施例中导向管安装在气化炉中的剖面图；
37.图4为本发明实施例中热电偶的剖面图。
具体实施方式
38.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
39.参见图4所示，为采用本发明气化炉托砖板测温辅助装置进行测温的热电偶的一个优选实施例，该热电偶包括过程法兰41、保护套管42、测温元件43、外螺纹座44、密封装置、外支撑管47、防爆接线盒48。
40.过程法兰41位于炉体管口6的外侧而将管口6密封。
41.保护套管42为两端开放式，横向焊接在过程法兰41靠近管口6的一侧。
42.测温元件43为可调式铠装热电偶，穿设在保护套管42内。
43.外螺纹座44焊接在过程法兰41远离管口6的一侧，开设有供测温元件43穿过的横向穿孔。
44.外支撑管47的前端与外螺纹座44的外螺纹螺纹连接。
45.防爆接线盒48焊接在外支撑管47的后端。
46.密封装置设置在外支撑管47内，包括双卡套式密封装置45与填料函式密封装置46，双卡套式密封装置45的一端焊接在外螺纹座44上，双卡套式密封装置45的另一端与填料函式密封装置46连接，双卡套式密封装置45与填料函式密封装置46可以采用焊接连接，也可以采用一体化结构。在其他实施方式中，密封装置可以为任意组合双卡套式密封装置、填料函式密封装置，或者多芯线密封装置与双卡套式密封装置/填料函式密封装置。密封装置可以为三级密封，为双卡套式密封装置、填料函式密封装置、多芯线密封装置的组合。
47.安装时，测温元件43依次穿过外支撑管47、填料函式密封装置46、双卡套式密封装置45、外螺纹座44、保护套管42后进入炉体内。当外支撑管47拆开后，可以略微松开双卡套
式密封装置45与填料函式密封装置46，此时，可以调整测温元件43插入炉体内的深度，调整到位后，依次拧紧双卡套式密封装置45与填料函式密封装置46，再安装a7外支撑管，并在a8防爆接线盒内完成接线。
48.参见图1至图3所示为本发明气化炉托砖板测温辅助装置的一个优选实施例，该气化炉托砖板测温辅助装置包括导向管1和热电偶假件3。
49.导向管1穿设在炉体的管口6内，沿管口6到炉体内的方向依次为外侧段11、中段12以及内侧段13；内侧段13的端部为内侧端1a，内侧段13的端面为与托砖板5倾斜角度相适配的斜面，端面与托板砖密封连接；测温时，热电偶插入导向管1内而在导向管1的限位作用下测温元件43的前端能够与托砖板5抵接。外侧段11的内径大于内侧段13的内径，中段12为外侧段11的内径逐渐减小到内侧段13内径的过渡段；本实施例中，外侧段11的内径与保护套管42外径相匹配，通常外侧段11的内径大于保护套管42外径2～4mm。内侧段13的内径与测温元件43外径相匹配，通常内侧段13的内径大于测温元件43外径1～2mm。中段12的设置有利于测温元件43插入内侧段12。导向管1与炉体的管口6之间设置有支撑件14，支撑件14呈环状，焊接在导向管1的外侧。导向管1外侧端1b的端口位置罩有防尘帽15，防尘帽15设有供热电偶穿过的穿孔，防尘帽15套设在保护套管42的外侧。
50.热电偶假件3代替真热电偶测试导向管1是否安装到位。热电偶假件3包括位于炉体管口6的外侧而将管口6密封的过程法兰假件31；横向穿设在法兰假件31上的保护套管假件32，与法兰假件31的双面焊接连接；穿设在保护套管假件32内的测温元件假件33；设置在保护套管假件32远离管口6一端的双卡套接头34，其套设在测温元件假件33的外侧，松开双卡套接头34能够调节测温元件假件33伸出保护套管假件32的长度。过程法兰假件31、保护套管假件32、测温元件假件33的尺寸规格以及安装要求均与真热电偶相同。具体的，保护套管假件32的内外径与保护套管42一致、保护套管假件32伸出过程法兰假件31靠近管口6一侧的长度与保护套管42伸出过程法兰41靠近管口6一侧的长度一致；测试时，将测温元件假件33插入导向管1内判断测温元件假件33是否能够与托砖板5抵接。
51.本发明测温辅助装置的使用方法如下：
52.(1)气化炉制造阶段，将一套热电偶假件3和若干套导向管1提供给气化炉制造厂。
53.(2)在气化炉热处理前，将导向管1的内侧端1a焊接在托砖板5的斜面上。焊接时，要求导向管1的中心线与设备管口6的中心线保持一致。
54.(3)将热电偶假件3逐一在各设备管口6进行安装，并将测温元件假件33的插入深度调整到位，安装后，如图3所示。如在某管口6热电偶假件3无法顺利安装，或测温元件假件33的插入深度无法调整到位，则需要重新焊接导向管1，直到能顺利安装并将插入深度调整到位。
55.(4)在气化炉运抵现场吊装后安装热电偶4。先拆开外支撑管47和防爆接线盒48，略微松开双卡套式密封装置45与填料函式密封装置46，测温元件43依次穿过外支撑管47、填料函式密封装置46、双卡套式密封装置45、外螺纹座44、保护套管42后进入炉体内。当过程法兰41的螺栓、螺母、垫片紧固到位后，调整测温元件43的插入深度，确保测温元件43与托砖板5紧密接触后，依次拧紧双卡套式密封装置45与填料函式密封装置46，当气化炉高压气密试验后，确保密封装置没有出现泄漏，再安装外支撑管47，并在防爆接线盒48内完成接线。