耐磨熱電偶在三廢爐溫控中的應(yīng)用

摘要:針對化工廠循環(huán)流化床鍋爐、吹鳳氣回收三廢鍋爐爐膛床層溫度在實際維護過程中的難點,及時改造實施,經(jīng)過長期運行驗證,運行效果達到預(yù)期目標(biāo)。結(jié)合現(xiàn)場實際情況,分析試運行階段存在的問題，不斷優(yōu)化,最終實現(xiàn)了系統(tǒng)安全穩(wěn)定高效運行。
　　大型循環(huán)硫化床燃煤鍋爐、三廢鍋爐設(shè)備正常運行時,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)操作人員無法準(zhǔn)確獲得實時的燃燒狀態(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)定運行的關(guān)鍵。
1基本狀況
　　目前多數(shù)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(nèi)部煤粉處于沸騰狀態(tài),耐磨熱電偶長時間處于高溫環(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，很快就會燒.壞，嚴(yán)重時甚至需要停爐處理。停爐后，由于爐膛作業(yè)危險性高、時間長、環(huán)境惡劣，常規(guī)更換時勞動強度大、工作效率低,存在一定的安全隱患。
2改造思路與實施
2.1熱電偶選型
　　一般而言，設(shè)計院常規(guī)設(shè)計的爐膛溫度測溫?zé)犭娕?/strong>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(zhǔn)確度要求較高的高溫測量。隨著鍋爐裝置逐步投運,工藝要求控制爐膛床層溫度為1050℃左右。通過數(shù)據(jù)比對，發(fā)現(xiàn)鎳鉻鎳硅K分度號熱電偶短期工作溫度可達1300℃,長期工作溫度為0~1200℃。此種熱電偶的熱電動勢的線性度好,在金屬熱電偶中,它是非貴重金屬中性能最穩(wěn)定的一-種,且價格便宜、應(yīng)用很廣。通過摸索試驗發(fā)現(xiàn),選用K分度號的熱電偶完全可以滿足生產(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(shè)原始采購及后期維護節(jié)約了運行成本，取得了一定的經(jīng)濟收益。
2.2測溫?zé)犭娕纪馓?管的改進
　　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分度號熱電偶芯。原始開車時測溫點的使用壽命最短只有一周左右,爐膛測溫點經(jīng)常被燒壞，備件損耗過多，影響鍋爐正常穩(wěn)定運行。為此對熱電偶進行技術(shù)改造，通過觀察燒壞的實物，結(jié)合爐膛溫度、壓力、進風(fēng)量、空氣物料混合物介質(zhì)等因素進行綜合分析,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進行匹配,耐磨頭長度由原來的200mm延長至300mm。改造后，大大延長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 護改進
　　測溫?zé)犭娕家话惆惭b在鍋爐爐膛的預(yù)埋套管中，原設(shè)計預(yù)埋套管為直徑φ32 mm的碳鋼管,在使用過程中發(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)重時預(yù)埋500 mm長的套管內(nèi)全部結(jié)滿垢物。一旦結(jié)垢過多,熱電偶直接黏連在套管內(nèi)，檢修時根本拆不下來。加上現(xiàn)場受限空間作業(yè)環(huán)境差、交叉作業(yè)多等不利因素,儀表檢修人員無法按期完成檢修任務(wù)。原設(shè)計的套管采用20#鋼，不耐高溫,鍋爐長周期運行后爐膛內(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)場作業(yè)帶來諸多麻煩。經(jīng)過多次分析現(xiàn)場存在的問題，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)場清堵作業(yè)時，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)場需要辦理動火作業(yè)審批，落實相關(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。鍋爐停爐維護過程中,預(yù)埋套管長度不應(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高溫沸騰的煤粉沖刷而導(dǎo)致磨損變形。利用停爐機會及時補充修復(fù)脫落的澆注料,保護好熱電偶測溫預(yù)埋套管。另外，熱電偶工作端插入爐膛內(nèi)部不易過長叫0 ,控制在100~ 150 mm為宜，以免沖刷磨損。根據(jù)現(xiàn)場實際情況,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測溫?zé)犭娕脊潭ǚ?式的改進
　　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)日常維護更換過程中出現(xiàn)的問題，經(jīng)過仔細分析決定對原固定螺紋式熱電偶進行結(jié)構(gòu)改造試驗，自制熱電偶專用固定裝置，實施后效果良好。特殊改造后的固定裝置，具有現(xiàn)場更換方便、可重復(fù)使用、使用壽命長、實用性強等優(yōu)點，同時提高了儀表-線維護人員的作業(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)整活動卡套的大小及固定螺紋的規(guī)格尺寸,其外形結(jié)構(gòu)簡圖見圖1.
 
　　該裝置采用雙卡套接頭+雙螺紋活動固定裝置結(jié)構(gòu)。將熱電偶原來的焊接式固定螺紋取下，把自制的活動固定裝置套在熱電偶上。安裝時，把自制的活動固定裝置安裝在鍋爐爐膛預(yù)埋測溫點專用法蘭套管上,調(diào)整好插入爐膛熱電偶長度后,再把自制活動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，裁切通常需要很長時間:之后，從爐膛內(nèi)部用大錘將損壞的熱電偶套管一點點敲出后。受限空間內(nèi)涉及臨時用電、切割動火等多項特殊作業(yè),準(zhǔn)備及作業(yè)過程中的安全措施落實.工作極其繁瑣。通過改造,鍋爐儀表維修工僅需拆掉熱電偶接線盒,松開特殊固定裝置.上的卡套接頭,從爐膛外部把熱電偶套管敲進爐膛內(nèi)部即可更換。
3結(jié)語
　　通過多次改造,不斷調(diào)整和長期試驗爐膛床層溫度，基本實現(xiàn)了爐膛測溫點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強度,縮短了進入受限空間作業(yè)時間，有效保障了員工的職業(yè)健康。同時，該裝置延長了測溫?zé)犭娕际褂脡勖?降低了生產(chǎn)成本?，F(xiàn)場各測溫點的準(zhǔn)確顯示為鍋爐、三廢爐裝置長周期安全穩(wěn)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(shè)計和改造提供了相應(yīng)的實際應(yīng)用案列和技術(shù)支持。