耐磨熱電偶在三廢爐溫控中的應用

摘要:針對化工廠(chǎng)循環(huán)流化床鍋爐、吹鳳氣回收三廢鍋爐爐膛床層溫度在實(shí)際維護過(guò)程中的難點(diǎn),及時(shí)改造實(shí)施,經(jīng)過(guò)長(cháng)期運行驗證,運行效果達到預期目標。結合現場(chǎng)實(shí)際情況,分析試運行階段存在的問(wèn)題，不斷優(yōu)化,最終實(shí)現了系統安全穩定高效運行。
　　大型循環(huán)硫化床燃煤鍋爐、三廢鍋爐設備正常運行時(shí),爐膛床層溫度是需要監視的重要參數，其直接關(guān)系鍋爐的安全燃燒與效率，影響污染物的生成和排放量。若生產(chǎn)操作人員無(wú)法準確獲得實(shí)時(shí)的燃燒狀態(tài)，不能有效控制燃料、送風(fēng)量等參數，則鍋爐爐膛溫度不均勻，會(huì )導致鍋爐換熱效率降低并產(chǎn)生大量污染物和噪音，甚至可能出現爆爐等嚴重后果?？刂坪脿t膛床層溫度是保證鍋爐設備安全穩定運行的關(guān)鍵。
1基本狀況
　　目前多數采用固定式熱電偶對循環(huán)流化床燃煤鍋爐、三廢爐爐膛床層溫度進(jìn)行測溫”。由于鍋爐爐膛正常工作溫度都在1 000℃以上,加上循環(huán)流化床鍋爐爐膛內部煤粉處于沸騰狀態(tài),耐磨熱電偶長(cháng)時(shí)間處于高溫環(huán)境中,特別容易變形損壞。熱電偶前端保護套管一.旦彎曲變形，很快就會(huì )燒.壞，嚴重時(shí)甚至需要停爐處理。停爐后，由于爐膛作業(yè)危險性高、時(shí)間長(cháng)、環(huán)境惡劣，常規更換時(shí)勞動(dòng)強度大、工作效率低,存在一定的安全隱患。
2改造思路與實(shí)施
2.1熱電偶選型
　　一般而言，設計院常規設計的爐膛溫度測溫熱電偶多采用鉑銠鉑S分度號熱電偶。鉑銠-鉑熱電偶電極絲為貴金屬，耐高溫、耐氧化、耐腐蝕性良好,具有較優(yōu)越的精確度,經(jīng)濟成本較高，一般用于準確度要求較高的高溫測量。隨著(zhù)鍋爐裝置逐步投運,工藝要求控制爐膛床層溫度為1050℃左右。通過(guò)數據比對，發(fā)現鎳鉻鎳硅K分度號熱電偶短期工作溫度可達1300℃,長(cháng)期工作溫度為0~1200℃。此種熱電偶的熱電動(dòng)勢的線(xiàn)性度好,在金屬熱電偶中,它是非貴重金屬中性能最穩定的一-種,且價(jià)格便宜、應用很廣。通過(guò)摸索試驗發(fā)現,選用K分度號的熱電偶完全可以滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。山西天澤“40·60”項目二期裝置的兩臺循環(huán)流化床鍋爐和兩臺三廢鍋爐全部采用此分度號熱電偶，使用至今效果良好,為項目建設原始采購及后期維護節約了運行成本，取得了一定的經(jīng)濟收益。
2.2測溫熱電偶外套 管的改進(jìn)
　　原床層溫度熱電偶外套管為φ16x4 mm的.不銹鋼耐高溫套管,內裝φ6mm的K分度號熱電偶芯。原始開(kāi)車(chē)時(shí)測溫點(diǎn)的使用壽命最短只有一周左右,爐膛測溫點(diǎn)經(jīng)常被燒壞，備件損耗過(guò)多，影響鍋爐正常穩定運行。為此對熱電偶進(jìn)行技術(shù)改造，通過(guò)觀(guān)察燒壞的實(shí)物，結合爐膛溫度、壓力、進(jìn)風(fēng)量、空氣物料混合物介質(zhì)等因素進(jìn)行綜合分析,根據爐膛預埋法蘭套管直徑,把循環(huán)硫化床鍋爐的熱電偶套管直徑改為φ20mm,三廢鍋爐的熱電偶套管直徑改為φ25 mm。進(jìn)一步和制造廠(chǎng)家溝通耐磨頭材料配比量,最終選用鎢鈷合金材質(zhì),耐磨頭加厚內徑改為φ8mm與熱電偶鎧裝芯φ6mm進(jìn)行匹配,耐磨頭長(cháng)度由原來(lái)的200mm延長(cháng)至300mm。改造后，大大延長(cháng)了熱電偶的使用壽命，基本能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。
2.3熱電偶埋墻套管的維 護改進(jìn)
　　測溫熱電偶一般安裝在鍋爐爐膛的預埋套管中，原設計預埋套管為直徑φ32 mm的碳鋼管,在使用過(guò)程中發(fā)現煤粉燃燒產(chǎn)生的硫化物和灰塵混合后極易在套管內結垢,嚴重時(shí)預埋500 mm長(cháng)的套管內全部結滿(mǎn)垢物。一旦結垢過(guò)多,熱電偶直接黏連在套管內，檢修時(shí)根本拆不下來(lái)。加上現場(chǎng)受限空間作業(yè)環(huán)境差、交叉作業(yè)多等不利因素,儀表檢修人員無(wú)法按期完成檢修任務(wù)。原設計的套管采用20#鋼，不耐高溫,鍋爐長(cháng)周期運行后爐膛內部澆注料脫落，預埋套管口容易受高溫灼燒變形，這些不利因素均給現場(chǎng)作業(yè)帶來(lái)諸多麻煩。經(jīng)過(guò)多次分析現場(chǎng)存在的問(wèn)題，決定把原套管改成φ57mm的耐高溫絡(luò )鉬鋼管,以增加套管壽命。在現場(chǎng)清堵作業(yè)時(shí)，偶然發(fā)現用氣焊烤效果比較好，結垢物受明火烘烤后變得疏松。需注意的是現場(chǎng)需要辦理動(dòng)火作業(yè)審批，落實(shí)相關(guān)安全措施。預埋套管清理干凈、熱電偶更換完成后需及時(shí)用片狀耐高溫硅酸鋁板塞滿(mǎn)套管剩余空隙，最后用專(zhuān)用澆注料將管口封死,防止新的垢物產(chǎn)生。鍋爐停爐維護過(guò)程中,預埋套管長(cháng)度不應超出爐膛內部澆注料部分，可有效避免套管被正常工況時(shí)高溫沸騰的煤粉沖刷而導致磨損變形。利用停爐機會(huì )及時(shí)補充修復脫落的澆注料,保護好熱電偶測溫預埋套管。另外，熱電偶工作端插入爐膛內部不易過(guò)長(cháng)叫0 ,控制在100~ 150 mm為宜，以免沖刷磨損。根據現場(chǎng)實(shí)際情況,一-般熱電偶工作端下半部分受煤粉沖刷嚴重,可根據工藝檢修周期,將熱電偶旋轉180°后繼續使用，以降低生產(chǎn)成本。
2.4測溫熱電偶固定方 式的改進(jìn)
　　高溫煙氣高流速煤粉工作狀態(tài)下，熱電偶熱.端極易沖刷磨損變形。由于作業(yè)環(huán)境溫度高,受限空間作業(yè)危險性大,爐膛床層溫度熱電偶的更換作業(yè)---直是難題。根據日常維護更換過(guò)程中出現的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)仔細分析決定對原固定螺紋式熱電偶進(jìn)行結構改造試驗，自制熱電偶專(zhuān)用固定裝置，實(shí)施后效果良好。特殊改造后的固定裝置，具有現場(chǎng)更換方便、可重復使用、使用壽命長(cháng)、實(shí)用性強等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)提高了儀表-線(xiàn)維護人員的作業(yè)效率。安全檢修專(zhuān)用固定裝置主要包括.φ20mm活動(dòng)錐形雙卡套密封組件和外螺紋固定接頭。根據熱電偶不同的直徑,可調整活動(dòng)卡套的大小及固定螺紋的規格尺寸,其外形結構簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1.
 
　　該裝置采用雙卡套接頭+雙螺紋活動(dòng)固定裝置結構。將熱電偶原來(lái)的焊接式固定螺紋取下，把自制的活動(dòng)固定裝置套在熱電偶上。安裝時(shí)，把自制的活動(dòng)固定裝置安裝在鍋爐爐膛預埋測溫點(diǎn)專(zhuān)用法蘭套管上,調整好插入爐膛熱電偶長(cháng)度后,再把自制活動(dòng)接頭上的卡套鎖緊即可B4.傳統更換爐膛熱電偶需要2~3人合作,把爐膛內部熱電偶彎曲的部分裁掉,而耐磨耐高溫熱電偶外套管硬度極高，裁切通常需要很長(cháng)時(shí)間:之后，從爐膛內部用大錘將損壞的熱電偶套管一點(diǎn)點(diǎn)敲出后。受限空間內涉及臨時(shí)用電、切割動(dòng)火等多項特殊作業(yè),準備及作業(yè)過(guò)程中的安全措施落實(shí).工作極其繁瑣。通過(guò)改造,鍋爐儀表維修工僅需拆掉熱電偶接線(xiàn)盒,松開(kāi)特殊固定裝置.上的卡套接頭,從爐膛外部把熱電偶套管敲進(jìn)爐膛內部即可更換。
3結語(yǔ)
　　通過(guò)多次改造,不斷調整和長(cháng)期試驗爐膛床層溫度，基本實(shí)現了爐膛測溫點(diǎn)使用周期與鍋爐主體裝置同步檢修的預期目標。采用專(zhuān)用固定裝置降低勞動(dòng)強度,縮短了進(jìn)入受限空間作業(yè)時(shí)間，有效保障了員工的職業(yè)健康。同時(shí)，該裝置延長(cháng)了測溫熱電偶使用壽命,降低了生產(chǎn)成本?，F場(chǎng)各測溫點(diǎn)的準確顯示為鍋爐、三廢爐裝置長(cháng)周期安全穩定運行起到了保駕護航的作用，也為今后循環(huán)流化床鍋爐、吹風(fēng)氣三廢爐爐膛床層溫度設計和改造提供了相應的實(shí)際應用案列和技術(shù)支持。