气化炉炉壁温度监测与改进措施

2012年8月大氛跑_Aug.2012第35卷第4期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol.35 No.4 .气化炉炉壁温度监测与改进措施.(中国石化镇海炼化分公司,浙江宁波315207 )摘要:介绍德士古气化炉炉壁温度测量系统的工作原理和调校方法、炉壁温度测量系统改造前后的应用实例、校准方法,并提出进-步改进的设想。关键词:气化炉炉壁温度监测改进近几年来,国内大力发展煤化工产业,其重要的对应关系曲线可知,在常温时,温感元件的芯线设备之一气化炉的安全运行问题应引起行业的充与外壳间的电阻值在500kQ以上，当壁温上升分关注,有的气化炉曾因炉砖损坏或局部脱落后,时,电阻值开始缓慢减小,一且温度接近302C时，因炉壁温度测量不准或壁温监测报警系统失灵，电阻值已降至95Q左右，经报警系统电路后,控.导致气化炉炉壁严重超温甚至会发生爆炸等重大制继电器动作，报警显示。该报警系统是日本产设备事故。品,型号H35 003- -81-4A。中国石化镇海炼化分公司(简称镇海炼化)年1.1 校验方法产30万吨合成氨装置是我国引进的第一套以渣①在温感元件的尾部开路端并接---只标准电油为原料高压部分氧化法生产合成氨原料气的大阻箱;②调整电阻值,从2kQ逐步减速到1500左化肥装置。从1983年11月26日首次投料运行以右(实际设定精度为15002),控制继电器动作,报来，一直高度重视关键设备--德 士古气化炉在警显示;③在正常生产中,每月应使用一次报警电8.53 MPa、1 350工况下安全运行问题,并积累了路中的试验按钮,确认报警电路工作正常;④报警很多安全运行的经验，其主要控制方法之- - 是对电阻异常时,要分段更换温感元件,并需对报警电气化炉炉壁温度的准确测量,因此,如何提高气化路进行检查。炉炉壁温度测量的准确性和可靠性,具有十分重1.2 应用实例要的实用价值。气化炉壁温测量报警系统投用以来，工作基镇海炼化在国内首次改造了德士古气化炉炉本正常,为了加强测温功能,又专门增设了2套能壁测量报警系统，且近几年来国内陆续投产的气持续显示壁温的移动式测温元件，可随时测量炉化炉也都采用同一原理的炉壁测量报警系统,现壁温度,显示热点壁温变化趋势,从1983年12月将炉壁测量报警系统改造前后的应用情况、工作试车开始到1990年5月31日止,1#气化炉共报原理、特别是校准方法及要点作-一介绍。警3次，其中1*气化炉顶壁温组(TA-14-1)占100%,2"气化炉共报警了17 次,其中2*气化炉直1原设计炉壁温度报警系统简部壁温组(TA-15-1)占35% ,为气化炉安全运行合成氨装置德士古气化炉原设计的炉璧温度创造了较好的条件。测量系统共4组，其中炉子顶部分布1组，监测360C的区域,炉子直简部有3组,各监测120 C的收稿日期:2012-路目1期212-7-03。区域,各组的温感元件分别盘在炉子的外表面,当作者简介:陈中国煤化工年于浙江广播电视大学电气工程CNMHG化分公司计某处炉壁温度超过302C时,则该组就报警。量中心主任，中国专业标准化技术委员会委员。联系电话:0574-由报警系统电路和温感元件的电阻值与温度86444713;E- mail :rcc01@163.com。254大氛肥2012年第35 卷1988年3月6日23:15,2*气化炉直简部组壁究工作，寻找气化炉炉壁温度更为准确的测量方温(TA-15-1和TA-15-4)先后报警,在气化炉高法。镇海炼化新建3*气化炉时，设计选用美国温热电偶孔(TE-11)壁周周实测温度为400%以XC0公司(目 前国产化的产品可直接替代进口产上,经负荷调整和用气体吹后,报警消失,但在3品)的CTTC用于实时测量气化炉的炉壁温度,温月11日到4月27日期间,又出现多次报警,原因度显示准确可靠,后又将原1#气化炉和2*气化炉不清,只得减负荷运行。1988年5月7日停车大修的炉壁温度监测报警系统改用CTTC测量温度。中，观察气化炉内TE-11部位炉砖时发现相距原新设计气化炉炉壁温度测量系统共8组,其设计热电偶孔上方50mm处又有一直径20mm小中炉子顶部分布2组，炉子直简部有4组,2只炉孔(多次使用冲击电钻疏通高温热电偶孔内炉渣所膛测温热电偶孔部位各安装1 组，各组的温感元致),因此造成壁温报警的原因是两孔高温气体串件分别盘在炉子的外表面，并将热电偶的电热信流所致，修补后壁温恢复正常。号送至控制室进入DCS监视，实时显示温度变化1990年5月12日16:40时,2"气化炉炉顶连趋势,当炉壁温度超过302C时,则该组就报警。接大法兰处最高温度实测为520C,经生产负荷调2.1 热电偶结点变化整并配制环形管吹N2后,温度降至300C,后又逐CTTC是一种特殊电缆测温热电偶。沿着步升到410C左右。在5月23日20:14,温度升到CTTC长度上任-一点，当出现其温度超过该电缆其500,停炉处理。当吊出烧嘴后,发现炉头拱型部余部分温度时，在该点热电偶线之间隔离材料位的浇铸料及炉砖已下沉，最高温度热点部位的(NTC)电阻减小，形成- - 个“临时”热电偶结点。如浇铸料已全部脱落。本次炉头法兰超温.炉顶壁温果该电缆上任何其他点上出现第二个更高的温度组(TA-15-2)始终未报警。点,那点导线之间电阻将减小,并低于“临时”热电1993年气化炉壁温测量报警系统改造后,能偶结点的电阻,新的“临时”热电偶结点就形成。这随时观察壁温变化趋势,提前控制工艺参数,故很种“临时”热电偶结点功能与常规的单个点的热电少出现报警现象。最近几年来国内许多技术人员偶结点功能相同。热电偶结点变化如图1。想了解线形热电偶(CTTC)应用情况、工作原理、特“临时“热偶结点新“临时”热偶绪点别是校准方法，这是因为在陆续投产的气化炉也都采用同-原理的炉壁测量报警系统，壁温报警日趋减少。图1热电偶结点变化示意1.3 存在的问题CTTC输出电势是“K"分度值,即热电偶结点原设计的炉壁温度测量报警系统仅有302C的输出电势与美国ANSI曲线相平行,但因线形热.报警功能,无法实时显示炉壁温度变化的趋势,因电偶内含有绝缘体，实际测量电势温度值比美国此当炉壁温度接近报警值时，操作人员并不会引ANSI标准低14C,这虽然对于某些设备温度的测起注意,一-但超过报警值,也无法观察到炉壁温度量也许并不重要，但是当温度接近设定温度报警变化的趋势，操作人员要冒着高温用便携式测温点时，就要引起足够的重视，当使用ANSI标准校仪去寻找报警组的炉壁温度值,例如在1987年10验仪表时,将得到的温度值加上14C,就可得到准月30日 18:05,TA-15-2 报警,但实测到温度只有确的温度测量值。230C,显然未找到最高点,往往是一旦发现超温2.2校验方法报警,温度已很高了。如1990年5月12 日16:40①可用1只直径2.54cm、长76cm恒温炉校时,2*气化炉顶部组壁温虽未报警，但炉头连接法验线形热电偶;②设置不同温度(150,250,350,兰处最高温度已到450C,因此原温度测量报警系450 C)控制值,每恒温2min后电缆再进入25 cm,统对气化炉长周期安全运行特别是壁温报警后的从电缆两端(凸侧与凹侧插件)对其毫伏输出值和运行威胁很大。阻值进行连竹中国煤 化工电缆全长放人恒温炉并置YHCN M H两端(凸侧与2炉壁温度监测系统改进措施凹侧插件)对代笔人棚中近1竹旺绥时监视和记录;多年来，国内外专业人员对此开展了专项研④将电缆全长放人恒温炉并置于实际监视和报警第4期陈磊.气化炉炉壁温度监测与改进措施255温度(302C)中,从电缆两端(凸侧与凹侧插件)对利用CTTC实时测温和便携式测温仪测到的温度其毫伏输出进行连续的监视和记录;⑤测量3个数据、各区域温度变化值送人计算机,由计算机自最终的隔离电阻值(IR):分别是(+)极对(-)极、动绘制炉壁温度分布曲线图，同时结合红外热像(+)极对外壳、(-)极对外壳。仪对壁温成像的数据，诊断并预测炉砖因冲刷减2.3测量毫伏输 出.薄、砖缝串气等壁温变化的趋势,为确保气化炉安1)从电缆的两端(凸侧与凹侧插件)正对负测全运行创造更好的操作条件。量毫伏值，制造一个人为的热点是检验电路热点灵敏度的关键所在，要确认在测量端的仪表读数3结论上是否加上了14C的线形热电偶转换常数。经多年运行证明,CTTC产品性能稳定，测温2)使用热电偶校验仪表(需冷端补偿)在电缆准确，为气化炉长周期安全运行打下了良好的基的一端(凸侧插件)分别接人315C,371 C和426础。镇海炼化气化炉炉壁温度测量报警系统改用C毫伏电势信号,在另一端(凹侧插件)测量温度CTTC测量温度后,壁温显示准确。当炉壁温度异值,重复以上步骤。常时，操作人员能随时观察气化炉炉壁温度变化2.4测温显示控制系统的趋势,及时调整工况参数,为德士古气化炉安全为了更准确、快速确定炉壁最高点的温度位运行创造了更好的条件，但在实际使用中也发现置,可将气化炉直简部位的测温元件排列10至12了三个有待解决的问题。组、炉子顶部排列3至4组,各测量更小的炉壁区1)根据CTTC测温原理,当被测温度即炉壁域,便于尽快确定超温点的位置,测温显示控制系温度低于149C时,所测得毫伏电势值很大且无规统见图2。律,温度不准确,只能测量炉壁温度高于149C时壁温。因此当气化炉点炉升温时,无法测量炉璧温CTTC数据采集器度变化趋势。客观分析当炉壁温度低于149C时,电设备一开机并不会威胁气化炉安全运行。2)在实际使用中，线形热电偶每条线总长度为十几米或几十米,若其中某段线(2m或8 m)损坏换上相同长度的热电偶后，系统不能及时恢复正常测温,要经过约48h“活化”后测温系统才能准控制室.确测温,真正的原因有待深人分析。图2测温 显示控制系统3)气化炉大都安装在户外,虽有顶棚防雨,但对易超温的重点部位如热电偶孔周围需要安沿炉壁安装的CTTC元件若遇雨水会出现误报警装具连续记录的专点璧温测量、报警系统,可开发现象,对此要引起足够的重视,严格区分炉壁遇雨气化炉炉壁温度测量、诊断计算机监控系统,充分水误报警但又出现真高温现象。MONITOR OF GASIFIER WALL TEMPERATURE ANDIMPROVEMENT MEASURESChen Lei(SINOPCE Zhenhai R/C Branch , Ningbo 315207 )Abstract : Both working principle and adjustment method in wall temperature measurement system ofTexaco gasifier and the application example , adjustment method before and after the transformation of the systemare introduced and idea for further improvement proposed.中国煤化工Key words : gasifier;wall temperature ;monitor ;improvementMYHCNMHG