高溫高壓等特殊工況溫度解決方案

摘 要：本文介紹了氣化爐的種類，氣化爐溫場特點，并提出了測溫的解決方案。

關鍵詞：氣化爐；工況特點；解決方案

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.215

在對當前氣化爐技術工藝的研究過程中，我們發現如何做好生產過程中爐體溫度準確測量和控制工作，確保其在技術要求范圍內合理工作，是當前氣化爐技術控制的主要內容。這一技術實踐工作的開展，對于氣化爐的應用壽命，以及企業安全管理與環境保護工作的開展都有著十分重要的意義。在企業實際生產過程中，煤化工行業一般采用的氣化爐主要為德士古、殼牌氣化爐。而在石化行業中我們所采用的一般是加氫反應器、合成塔和轉化爐等設備的配套組合設備。這些設備在溫度測試技術與設備技術實踐中，一般都具有較為復雜的特殊性特點。所以我們針對這一問題，開展了技術實踐研究，為這一技術的應用提供研究支持。

煤化工行業中實踐工作技術分析：在實踐研究過程中，我們分別以德士古、殼牌，兩種在煤化工行業中最為常見品牌的氣化爐，開展實踐工作技術研究，為整體研究工作提供數據支持。

1 德士古氣化爐實踐研究

1.1 主要運行技術數據及問題分析

在實踐研究中，我們對德士古急冷流程、全廢鍋流程性氣化爐產品進行分析。這一氣化爐產品在實際的運行過程中，技術特點主要包括了以下幾點：一是高溫、高壓；二是氧化性和還原性氣氛共存；三是具有溫度壓力驟變等特殊工藝技術。在實際的氣化爐運行過程中，其主要的技術數據包括了以下內容。首先在燃燒過程中，燃燒室溫度數據為l350～1500℃，其操作壓大約為8.7 MPa。其次在燃燒過程中，產生的氣體具有氧化性與還原性較強的特點。最后實際檢測過程中，煤灰的熔點大約為1340℃左右。

這一爐體在實際工作中主要技術問題出現在以下幾點：一是燃燒室殼體與內襯耐火磚在運行中容易出現相互剪切的情況。二是在實際運行中爐體內沖刷磨損極為嚴重，進而使爐體出現逐漸減薄的情況，影響氣化爐的整體壽命。

1.2 溫度測試裝置性能要求分析

為了達到以上的技術要求，我們對氣化爐溫度測試裝置的要求如下：能承受1 600℃以上溫度以及8.7 MPa壓力；具有較好的抗氧化與還原性氣體腐蝕；具有較好的可調節控制性，對爐體厚度變化和扭曲剪切的情況具有適應性要求。

1.3 實踐技術方案

在實際的溫控技術研究中我們發現，氣化爐可調防振熱電偶技術可以很好地實現以上的技術要求。第一是采用了自動調整測溫裝置。在實際應用中，這一技術采用了可調防振技術理念，在氣化爐爐壁變薄的過程中，熱電偶可以在技術控制范圍內完成自動調節，保證溫度測量部件處于測溫的最佳位置。同時電偶裝置在爐體發生剪切狀況時，其萬向轉動結構可以保證測溫裝置進行自動調整旋轉，保證測溫裝置保持在正確位置上。這種技術設計的實現，可以很好地保證測溫裝置在工作過程中，避免因爐體內部剪切問題造成測溫裝置折斷的情況出現。第二是采用了先進的材料技術。在這一技術實踐中，我們采用了進口碳化硅材料，作為保護管的制作材料。這一材料具有以下優勢。首先其可以在1750℃溫度狀態下保持穩定狀態，且其與氧化鋁等物質相比較具有良好的導熱性，其次是這一材料的硬度遠遠高于其他類似材料，具有良好的物理性能；最后是這一材料因其結晶微小，經過氣體壓力測試其氣體密封性極強。這就使得這一材料在實際的應用中，和好的減輕氧化氣體與還原性氣體對測量裝置內部的腐蝕性。這是因為這一技術具有以上優勢，保障了其測溫設備在復雜環境狀態下的正常使用。

2 殼牌氣化爐實踐研究

2.1 主要運行技術問題分析

在殼牌氣化爐的實際應用調研中我們發現，這一氣化爐設施受到其結構特點影響，造成了爐體溫度不能直接測定的問題出現。在實際的爐體運行中，這一問題的出現主要是因為，氣化爐內因結構問題形成了“環形空間”，而這種環形空間的的存在容易造成殼體超溫的情況出現。所以在實際運行中，技術人員只能通過間接方法實現溫度的測量與控制過程。如通過間接手段，包括以“環形空間”水冷壁的溫度為參考，進行溫度的分析測量是我們經常采取的工作方法。所以在這類氣化爐溫度測試中，我們一般采用多點采集的測量方式。利用綜合測試分析的方式測了解爐體是否正常運行。

2.2 溫度測試裝置性能要求分析

在對這一結構氣化爐的實際使用情況進行分析后，我們對其溫度測試裝置提出了以下要求。一是這一裝置在實際應用中必須具有抗受2MPa以上的壓力，同時在1500℃溫度下可以正常工作。二是因為這一氣化爐具有較為靈活與復雜的使用性，所以溫度測試裝置應具有較為方便的拆卸、更換功能。三是在實際應用中，溫度測試裝置必須多點式測試功能的要求。

2.3 實踐技術方案

在實際的技術實踐中，我們為了實現以上的技術要求，采用了多點可抽芯阻漏式氣化爐專用熱電偶技術方案，開展了溫度測試技術保障工作。

一是在實際設計中，我們在爐體內設置了3至4個溫度測試點，利用多點式熱電偶測溫裝置，實現對爐體內不同點位的同時測溫要求。

二是在安裝過程中，我們根據現場特點，使用特制的法蘭安裝部件進行測溫裝置的安裝工作。在實際安裝過程中，這一部分測溫裝置與測溫的主體部分采用了可分離結構安裝。這一技術方法的采用保證了法蘭一次性安裝完成后，在測溫裝置的日常的維修與養護中，只需要部分更換配件，提高了測溫裝置安裝的靈活性。同時測溫裝置中大部分是可獨立更換的配件，維修中可以單獨替換，減少了測溫設備的維護成本，提高了工作效率。

三是在設備運行中，在爐內介質中存在著較多的腐蝕性物質，所以我們在測溫設備制作中采用了具有較高抗腐蝕性的Incoloy、Inconel以及Inconel600合金，確保復雜環境下測溫設備的正常使用。

四是為了提高測溫裝置的密封性，在在實際設計中采用了多級阻漏的密封結構技術。這一技術的采用保證了爐體“環形空問”內存在著的高溫高壓氣流不出現泄漏問題，保證了氣化爐設計中的安全與環保理念的實現。

作者簡介：吳磊（1971-），男，四川開江人，工程師。