乙烯装置稳定性测温COT热电偶及其插入式保护套管的制作方法

本技术涉及cot热电偶，特别是涉及一种乙烯装置稳定性测温cot热电偶。

背景技术：

1、cot热电偶主要用于测量乙烯裂解炉出口温度。裂解炉cot热电偶在使用时，将保护管的工作端置于测量介质中，通过工作端介质温度与测量端温度的差异，从而使感应回路中形成感应电流，通过该感应电流实现对介质温度的测量。裂解炉出口温度的测量，对于热电偶要求既要快速反应电势，又能准确测量，由于测量端设置于高速流动介质的炉管内，因此对测量装置的要求很高，对热电偶测量端的的耐磨性也有很高的要求。

2、申请人于cn109459153a中提供了一种裂解炉cot热电偶及其保护套管，包括内保护管，内保护管的一端设置有连续曲面，连续曲面上设置有用于承载热电偶的测温端，当所述内保护管靠近测温端的一端插入到所述待测炉管时，连续曲面与所述待测炉管配合，使待测炉管的内壁形成光滑流道。连续曲面上设置有防护体，且防护体沿待测炉管内部介质的流动方向设置于测温端前侧，防护体包括主防护面和背向介质流动方向的面，主防护面与测温端呈一定夹角设置，且主防护面的高度和宽度均大于测温端。测温端位于连续曲面的深度范围值为9mm～15mm。

3、经过大量使用发现，该结构虽然减小了硫成分的停留空间，防止硫成分黏附在测量端以及内保护管与待测炉管(裂解炉基管)配合的端口上，增强了热电偶抗结焦的能力。但是因测温端插入待测炉管的深度并没有一套严格、准确的判断标准，导致有时候因测温端插入深度过多，测温头附近介质的流速很大，尤其当套管头部体积较大时，有阻流现象；有时候因测温端插入深度过少，测量的温度偏低。

4、因此，如何对测温端插入裂解炉基管的深度设定一套行之有效的计算标准，并设计一种测温更准确且不易发生阻流的乙烯装置稳定性测温cot热电偶及其插入式保护套管成为了本领域亟需解决的问题之一。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种乙烯装置稳定性测温cot热电偶及其插入式保护套管。

2、为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案具体如下：

3、一种插入式保护套管，包括外保护连接管，所述外保护连接管的下部与一体成型测量端相连，所述外保护连接管内设有一体成型内保护管，所述一体成型内保护管的底部设有与一体成型内保护管一体成型的内保护管测温头，所述一体成型测量端的中央设有通孔，所述内保护管测温头沿所述一体成型测量端中央的通孔穿出且插入至裂解炉基管内；

4、所述内保护管测温头插入至裂解炉基管中的长度为裂解炉基管内径的1/4～1/2，插入至裂解炉基管中的内占比为5.6～11.5％，所述内占比为内保护管测温头的插入部分的截面面积与裂解炉基管的横截面积之比。

5、其中，所述内保护管测温头中未插入至裂解炉基管的部分呈圆柱形，插入至裂解炉基管的部分由喇叭口部及半球端部组成，所述喇叭口部的大口直径与内保护管测温头中未插入至裂解炉基管的部分的直径相等，所述喇叭口部的小口直径与半球端部的直径相等；喇叭口部的母线与内保护管测温头中心轴线之间的夹角为5.5°～13.5°；

6、所述内占比的计算公式为，其中，a为喇叭口部的小口直径，b为喇叭口部的母线与内保护管测温头的中心轴线之间的夹角，c为喇叭口部的大口直径，e为裂解炉基管的内径。

7、其中，所述内保护管测温头经过电解抛光，硬度＞hrc58；所述喇叭口部的大口直径和小口直径之差≥6mm，所述半球端部的半径≥7mm；所述内保护管测温头的耐磨长度≥110mm，光洁度＜0.2μm。

8、其中，所述外保护连接管的顶部装有法兰，所述法兰的中央设有通孔，一体成型内保护管穿过所述法兰中央的通孔沿外保护连接管的中心轴线插入至外保护连接管中，所述外保护连接管的内壁和一体成型内保护管的外壁之间填充有隔热层。

9、其中，所述一体成型测量端的底面为抗冲刷圆弧面，抗冲刷圆弧面的曲面形状与裂解炉基管的内壁面形状相适配，使得所述内保护管测温头插入至裂解炉基管后，所述裂解炉基管的内壁形成光滑流道。

10、其中，所述一体成型内保护管及内保护管测温头中开设有相互连通的空腔，用于插入铠装热电偶。

11、其中，所述法兰上对称设有两个顶丝螺孔，所述顶丝螺孔正下方设有顶丝扩径孔，所述顶丝螺孔和顶丝扩径孔共同组成的过孔沿法兰的厚度方向贯通法兰；所述顶丝螺孔的深度为法兰厚度的75％～85％，所述顶丝扩径孔的深度为法兰厚度的15％～25％。

12、其中，所述法兰的上表面设有销钉孔，用于安装介质流速方向标识牌。

13、一种采用本实用新型上述插入式保护套管的乙烯装置稳定性测温cot热电偶，具体为：一体成型内保护管的顶部通过连接螺栓与上保护管相连，所述上保护管的顶部通过压紧螺栓与密封连接管相连，所述压紧螺栓的上部与卡套螺栓的下部相连，所述卡套螺栓的上部与接线盒组件相连，所述密封连接管穿过卡套螺栓伸入至接线盒组件内，所述接线盒组件中设有接线端子组件，铠装热电偶的热电偶丝与接线端子组件的端子相连，所述铠装热电偶依次穿过所述密封连接管、上保护管、一体成型内保护管延伸至内保护管测温头的末端内部。

14、其中，热电偶丝的外表面套设有玻纤管，所述铠装热电偶下部的外表面为铠装套，所述铠装套内设有绝缘层；所述连接螺栓与一体成型内保护管的顶面之间装有紫铜垫圈。

15、同现有技术相比，本实用新型的突出效果在于：

16、(1)本实用新型确定了内保护管测温头插入裂解炉基管的内占比的计算标准，并根据大量实验确定了内保护管测温头插入裂解炉基管内腔的内占比需控制在5.6～11.5％之间，同时将内保护管测温头插入裂解炉基管的深度控制在裂解炉基管直径的1/4～1/2，此时既可以保证测量温度的准确性，同时可以保证不会产生阻流现象。

17、(2)本实用新型将内保护管测温头设置在外保护连接管的中心位置，改进了内保护管测温头尺寸和材料硬度，提高了内保护管测温头的抗冲刷耐磨性能；而且铠装热电偶采用焊接密封及双卡套密封连接，保证了密封效果。

18、下面结合附图说明和具体实施例对本实用新型的乙烯装置稳定性测温cot热电偶及其插入式保护套管作进一步说明。

技术特征：

1.一种插入式保护套管，其特征在于：包括外保护连接管(6)，所述外保护连接管(6)的下部与一体成型测量端(4)相连，所述外保护连接管(6)内设有一体成型内保护管(2)，所述一体成型内保护管(2)的底部设有与一体成型内保护管(2)一体成型的内保护管测温头(1)，所述一体成型测量端(4)的中央设有通孔，所述内保护管测温头(1)沿所述一体成型测量端(4)中央的通孔穿出且插入至裂解炉基管(24)内；

2.根据权利要求1所述的插入式保护套管，其特征在于：所述内保护管测温头(1)中未插入至裂解炉基管(24)的部分呈圆柱形，插入至裂解炉基管(24)的部分由喇叭口部及半球端部组成，所述喇叭口部的大口直径与内保护管测温头(1)中未插入至裂解炉基管(24)的部分的直径相等，所述喇叭口部的小口直径与半球端部的直径相等；喇叭口部的母线与内保护管测温头中心轴线之间的夹角为5.5°～13.5°；

3.根据权利要求2所述的插入式保护套管，其特征在于：所述内保护管测温头(1)经过电解抛光，硬度＞hrc58；所述喇叭口部的大口直径和小口直径之差≥6mm，所述半球端部的半径≥7mm；所述内保护管测温头(1)的耐磨长度≥110mm，光洁度＜0.2μm。

4.根据权利要求3所述的插入式保护套管，其特征在于：所述外保护连接管(6)的顶部装有法兰(8)，所述法兰(8)的中央设有通孔，一体成型内保护管(2)穿过所述法兰(8)中央的通孔沿外保护连接管(6)的中心轴线插入至外保护连接管(6)中，所述外保护连接管(6)的内壁和一体成型内保护管(2)的外壁之间填充有隔热层(7)。

5.根据权利要求4所述的插入式保护套管，其特征在于：所述一体成型测量端(4)的底面为抗冲刷圆弧面(3)，抗冲刷圆弧面(3)的曲面形状与裂解炉基管(24)的内壁面形状相适配，使得所述内保护管测温头(1)插入至裂解炉基管(24)后，所述裂解炉基管(24)的内壁形成光滑流道。

6.根据权利要求5所述的插入式保护套管，其特征在于：所述一体成型内保护管(2)及内保护管测温头(1)中开设有相互连通的空腔，用于插入铠装热电偶(5)。

7.根据权利要求6所述的插入式保护套管，其特征在于：所述法兰(8)上对称设有两个顶丝螺孔(21)，所述顶丝螺孔(21)正下方设有顶丝扩径孔(22)，所述顶丝螺孔(21)和顶丝扩径孔(22)共同组成的过孔沿法兰(8)的厚度方向贯通法兰(8)；所述顶丝螺孔(21)的深度为法兰(8)厚度的75％～85％，所述顶丝扩径孔(22)的深度为法兰(8)厚度的15％～25％。

8.根据权利要求7所述的插入式保护套管，其特征在于：所述法兰(8)的上表面设有销钉孔(20)，用于安装介质流速方向标识牌(23)。

9.一种乙烯装置稳定性测温cot热电偶，包含权利要求1-8任一所述的插入式保护套管，其特征在于：一体成型内保护管(2)的顶部通过连接螺栓(9)与上保护管(11)相连，所述上保护管(11)的顶部通过压紧螺栓(12)与密封连接管(16)相连，所述压紧螺栓(12)的上部与卡套螺栓(15)的下部相连，所述卡套螺栓(15)的上部与接线盒组件(19)相连，所述密封连接管(16)穿过卡套螺栓(15)伸入至接线盒组件(19)内，所述接线盒组件(19)中设有接线端子组件(18)，铠装热电偶(5)的热电偶丝(53)与接线端子组件(18)的端子相连，所述铠装热电偶(5)依次穿过所述密封连接管(16)、上保护管(11)、一体成型内保护管(2)延伸至内保护管测温头(1)的末端内部。

10.根据权利要求9所述的乙烯装置稳定性测温cot热电偶，其特征在于：热电偶丝(53)的外表面套设有玻纤管(17)，所述铠装热电偶(5)下部的外表面为铠装套(51)，所述铠装套(51)内设有绝缘层(52)；所述连接螺栓(9)与一体成型内保护管(2)的顶面之间装有紫铜垫圈(10)。

技术总结
本技术公开了一种乙烯装置稳定性测温COT热电偶及其插入式保护套管，其中插入式保护套管包括外保护连接管，外保护连接管的下部与一体成型测量端相连，外保护连接管内设有一体成型内保护管，一体成型内保护管的底部设有与一体成型内保护管一体成型的内保护管测温头，一体成型测量端的中央设有通孔，内保护管测温头沿所述一体成型测量端中央的通孔穿出且插入至裂解炉基管内；内保护管测温头插入至裂解炉基管中的长度为裂解炉基管内径的1/4～1/2，插入至裂解炉基管中的内占比为5.6～11.5％。采用本技术的乙烯装置稳定性测温COT热电偶及其插入式保护套管既可以保证测量温度的准确性，同时可以保证不会产生阻流现象。

技术研发人员：吴方立,吴加特,陈静
受保护的技术使用者：乐清市伦特电子仪表有限公司
技术研发日：20230504
技术公布日：2024/1/15