耐磨熱電偶在三廢爐溫控中的應(yīng)用

摘要:針對(duì)化工廠循環(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(hù)過(guò)程中的難點(diǎn),及時(shí)改造實(shí)施,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行驗(yàn)證,運(yùn)行效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,分析試運(yùn)行階段存在的問(wèn)題，不斷優(yōu)化,最終實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)安全穩(wěn)定高效運(yùn)行。
　　大型循環(huán)硫化床燃煤鍋爐、三廢鍋爐設(shè)備正常運(yùn)行時(shí),爐膛床層溫度是需要監(jiān)視的重要參數(shù)，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(zhǔn)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(shù)，則鍋爐爐膛溫度不均勻，會(huì)導(dǎo)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(xiàn)爆爐等嚴(yán)重后果。控制好爐膛床層溫度是保證鍋爐設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。
1基本狀況
　　目前多數(shù)采用固定式熱電偶對(duì)循環(huán)流化床燃煤鍋爐、三廢爐爐膛床層溫度進(jìn)行測(cè)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(nèi)部煤粉處于沸騰狀態(tài),耐磨熱電偶長(zhǎng)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(hù)套管一.旦彎曲變形，很快就會(huì)燒.壞，嚴(yán)重時(shí)甚至需要停爐處理。停爐后，由于爐膛作業(yè)危險(xiǎn)性高、時(shí)間長(zhǎng)、環(huán)境惡劣，常規(guī)更換時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)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(shè)計(jì)院常規(guī)設(shè)計(jì)的爐膛溫度測(cè)溫?zé)犭娕?/strong>多采用鉑銠鉑S分度號(hào)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(jì)成本較高，一般用于準(zhǔn)確度要求較高的高溫測(cè)量。隨著鍋爐裝置逐步投運(yùn),工藝要求控制爐膛床層溫度為1050℃左右。通過(guò)數(shù)據(jù)比對(duì)，發(fā)現(xiàn)鎳鉻鎳硅K分度號(hào)熱電偶短期工作溫度可達(dá)1300℃,長(zhǎng)期工作溫度為0~1200℃。此種熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)的線性度好,在金屬熱電偶中,它是非貴重金屬中性能最穩(wěn)定的一-種,且價(jià)格便宜、應(yīng)用很廣。通過(guò)摸索試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),選用K分度號(hào)的熱電偶完全可以滿足生產(chǎn)需要。山西天澤“40·60”項(xiàng)目二期裝置的兩臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐和兩臺(tái)三廢鍋爐全部采用此分度號(hào)熱電偶，使用至今效果良好,為項(xiàng)目建設(shè)原始采購(gòu)及后期維護(hù)節(jié)約了運(yùn)行成本，取得了一定的經(jīng)濟(jì)收益。
2.2測(cè)溫?zé)犭娕纪馓?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(nèi)裝φ6mm的K分度號(hào)熱電偶芯。原始開(kāi)車時(shí)測(cè)溫點(diǎn)的使用壽命最短只有一周左右,爐膛測(cè)溫點(diǎn)經(jīng)常被燒壞，備件損耗過(guò)多，影響鍋爐正常穩(wěn)定運(yùn)行。為此對(duì)熱電偶進(jìn)行技術(shù)改造，通過(guò)觀察燒壞的實(shí)物，結(jié)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(jù)爐膛預(yù)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(nèi)徑改為φ8mm與熱電偶鎧裝芯φ6mm進(jìn)行匹配,耐磨頭長(zhǎng)度由原來(lái)的200mm延長(zhǎng)至300mm。改造后，大大延長(zhǎng)了熱電偶的使用壽命，基本能夠滿足生產(chǎn)要求。
2.3熱電偶埋墻套管的維 護(hù)改進(jìn)
　　測(cè)溫?zé)犭娕家话惆惭b在鍋爐爐膛的預(yù)埋套管中，原設(shè)計(jì)預(yù)埋套管為直徑φ32 mm的碳鋼管,在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)煤粉燃燒產(chǎn)生的硫化物和灰塵混合后極易在套管內(nèi)結(jié)垢,嚴(yán)重時(shí)預(yù)埋500 mm長(zhǎng)的套管內(nèi)全部結(jié)滿垢物。一旦結(jié)垢過(guò)多,熱電偶直接黏連在套管內(nèi)，檢修時(shí)根本拆不下來(lái)。加上現(xiàn)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(shè)計(jì)的套管采用20#鋼，不耐高溫,鍋爐長(zhǎng)周期運(yùn)行后爐膛內(nèi)部澆注料脫落，預(yù)埋套管口容易受高溫灼燒變形，這些不利因素均給現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)帶來(lái)諸多麻煩。經(jīng)過(guò)多次分析現(xiàn)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(xiàn)場(chǎng)清堵作業(yè)時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)用氣焊烤效果比較好，結(jié)垢物受明火烘烤后變得疏松。需注意的是現(xiàn)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(yù)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套管剩余空隙，最后用專用澆注料將管口封死,防止新的垢物產(chǎn)生。鍋爐停爐維護(hù)過(guò)程中,預(yù)埋套管長(zhǎng)度不應(yīng)超出爐膛內(nèi)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(dǎo)致磨損變形。利用停爐機(jī)會(huì)及時(shí)補(bǔ)充修復(fù)脫落的澆注料,保護(hù)好熱電偶測(cè)溫預(yù)埋套管。另外，熱電偶工作端插入爐膛內(nèi)部不易過(guò)長(zhǎng)叫0 ,控制在100~ 150 mm為宜，以免沖刷磨損。根據(jù)現(xiàn)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(yán)重,可根據(jù)工藝檢修周期,將熱電偶旋轉(zhuǎn)180°后繼續(xù)使用，以降低生產(chǎn)成本。
2.4測(cè)溫?zé)犭娕脊潭ǚ?式的改進(jìn)
　　高溫?zé)煔飧吡魉倜悍酃ぷ鳡顟B(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(xiǎn)性大,爐膛床層溫度熱電偶的更換作業(yè)---直是難題。根據(jù)日常維護(hù)更換過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析決定對(duì)原固定螺紋式熱電偶進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造試驗(yàn)，自制熱電偶專用固定裝置，實(shí)施后效果良好。特殊改造后的固定裝置，具有現(xiàn)場(chǎng)更換方便、可重復(fù)使用、使用壽命長(zhǎng)、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)提高了儀表-線維護(hù)人員的作業(yè)效率。安全檢修專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(jù)熱電偶不同的直徑,可調(diào)整活動(dòng)卡套的大小及固定螺紋的規(guī)格尺寸,其外形結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。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(yù)埋測(cè)溫點(diǎn)專用法蘭套管上,調(diào)整好插入爐膛熱電偶長(zhǎng)度后,再把自制活動(dòng)接頭上的卡套鎖緊即可B4.傳統(tǒng)更換爐膛熱電偶需要2~3人合作,把爐膛內(nèi)部熱電偶彎曲的部分裁掉,而耐磨耐高溫?zé)犭娕纪馓坠苡捕葮O高，裁切通常需要很長(zhǎng)時(shí)間:之后，從爐膛內(nèi)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(nèi)涉及臨時(shí)用電、切割動(dòng)火等多項(xiàng)特殊作業(yè),準(zhǔn)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(nèi)部即可更換。
3結(jié)語(yǔ)
　　通過(guò)多次改造,不斷調(diào)整和長(zhǎng)期試驗(yàn)爐膛床層溫度，基本實(shí)現(xiàn)了爐膛測(cè)溫點(diǎn)使用周期與鍋爐主體裝置同步檢修的預(yù)期目標(biāo)。采用專用固定裝置降低勞動(dòng)強(qiáng)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(zhǎng)了測(cè)溫?zé)犭娕际褂脡勖?降低了生產(chǎn)成本。現(xiàn)場(chǎng)各測(cè)溫點(diǎn)的準(zhǔn)確顯示為鍋爐、三廢爐裝置長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行起到了保駕護(hù)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(shè)計(jì)和改造提供了相應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用案列和技術(shù)支持。