焦化爐管壁熱電偶安裝

摘要：本文主要是對(duì)焦化爐管壁熱電偶的安裝，根據(jù)使用要求和性能比較來(lái)選擇焦化爐管熱電偶的安裝方式，并且進(jìn)行優(yōu)化。
1概述
       目前，科學(xué)研究和開(kāi)發(fā)中的物體的表面溫度測(cè)量被用于許多行業(yè)，例如焦?fàn)t壁的表面溫度的測(cè)量，飛機(jī)壁上的溫度測(cè)量和空航空器飛行器表面溫度的測(cè)量等。
      測(cè)量身體表面溫度的方法是接觸方法和離線方法。當(dāng)通過(guò)接觸方法測(cè)量物體的表面溫度時(shí)，假設(shè)測(cè)試表面與環(huán)境接觸并且在熱穩(wěn)定性的情況下，其表面溫度相對(duì)于周圍溫度高。一旦熱電偶傳感器接觸到此物體的表面溫度時(shí)，傳感器熱傳導(dǎo)系數(shù)就會(huì)出現(xiàn)熱量散掉，將破壞物體表面溫度場(chǎng)的初始分布，導(dǎo)致表面上的等溫線變形。測(cè)量環(huán)境導(dǎo)致測(cè)量誤差，可分為三個(gè)部分。
（1）由于初始溫度變形而發(fā)生誤差的第一部分：當(dāng)傳感器接觸待測(cè)物體表面時(shí)，由于傳感器的導(dǎo)熱性，測(cè)量點(diǎn)處表面的溫度濃度比其他任何地方都更集中。此處誤差稱為誤差的第一部分。
（2）該誤差的第二部分來(lái)自傳感器的熱阻和測(cè)量的表面間隙。由于傳感器測(cè)量端和待測(cè)表面之間的熱阻效應(yīng)，這主要是由于非理想的熱接觸導(dǎo)致的結(jié)果，并且由于低溫引起的誤差被稱為誤差的第二部分。減少這部分誤差的主要步驟是：增加施加到傳感器的力，從接觸表面去除間隙導(dǎo)致接觸不良，氧化物或其他污染物去除，并將熱傳遞介質(zhì)施加到傳感器或待測(cè)表面上。
本文主要研究焦化爐管壁熱電偶的安裝過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)分析。
2焦化爐管壁熱電偶安裝工藝原理
       熱電偶通常用作焦?fàn)t管道系統(tǒng)中的主要設(shè)備。在安裝過(guò)程當(dāng)中除了熱環(huán)境，測(cè)量范圍，測(cè)量精度，靈敏度和響應(yīng)速度外，熱電偶還應(yīng)注意雙熱保護(hù)套管的結(jié)構(gòu)。保護(hù)套的材料，壓力強(qiáng)度和插入深度。焦?fàn)t爐壁的雙層熱層還包括具有耐壓，抗振和垂直安裝的邊緣結(jié)構(gòu)，這是焦?fàn)t壁主要改造的重要部分。采用熱力學(xué)分析和熱分析結(jié)構(gòu)損壞的原因分析，在焦化爐管壁結(jié)構(gòu)調(diào)整，內(nèi)部固定環(huán)，兩個(gè)外保護(hù)管之間，石棉繩，壓力修復(fù)活動(dòng)壓力彈簧稱外管固定位置選擇，內(nèi)部保護(hù)管帶有環(huán)，使環(huán)路移動(dòng)，而彈簧則裝有石棉壓力帶。在外部具有熱膨脹和收縮的保護(hù)性耐火管可以容易地上下移動(dòng)，并且在維護(hù)期間可以移除內(nèi)部保護(hù)管。安裝上述裝置之后，經(jīng)過(guò)測(cè)試，焦化爐管壁頂部溫度控制正確，系統(tǒng)穩(wěn)定，效果良好。
3施工準(zhǔn)備工作
3.1設(shè)備檢查
       在將熱電偶安裝在焦?fàn)t管壁上之前，需要做好充分的準(zhǔn)備，主要內(nèi)容如下。
（1）檢查相關(guān)設(shè)備的施工圖紙，材料，施工組織和技術(shù)特點(diǎn)，了解焦?fàn)t壁系統(tǒng)的溫度測(cè)定和控制要求。
（2）將焦炭和雙爐放在特殊的地方，以便于安裝。
（3）檢查熱電偶型號(hào)，確保熱電偶外觀是否有損壞，以及板上是否有標(biāo)記。
3.2熱電偶的校驗(yàn)
      在檢查焦化爐管壁外觀后，有必要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏囟葴y(cè)試，以確定焦化爐管壁熱點(diǎn)偶的質(zhì)量，避免因安裝不當(dāng)和安裝不當(dāng)造成的延遲施工。
4安裝工藝方法介紹
       目前，有許多安裝方法可以測(cè)量焦?fàn)t管壁上的熱表面溫度，主要的方法分為小型焊接方法，直接焊接方法，采用絕緣手段或者粘貼模式。
4.1點(diǎn)焊法
      局部實(shí)現(xiàn)焊接模式一般情況是用來(lái)確定金屬表面測(cè)試樣品的長(zhǎng)期溫度變化情況來(lái)確定。其優(yōu)勢(shì)可以實(shí)現(xiàn)大溫度范圍處理，能夠?qū)崿F(xiàn)溫度快速響應(yīng)，在測(cè)量高溫測(cè)量中不會(huì)出現(xiàn)其他干擾因素，實(shí)現(xiàn)可靠的安裝以及數(shù)據(jù)良性傳導(dǎo)，主要的缺陷是安裝的復(fù)雜性和高測(cè)量環(huán)境。
安裝方法：打磨測(cè)量樣品溫度的位置，然后用丙酮和棉花清洗，并立即焊接溫度計(jì)頭，將測(cè)量熱電偶的溫度調(diào)節(jié)到樣品溫度時(shí)進(jìn)行焊接。
4.2直接粘接法
      直接粘貼來(lái)實(shí)現(xiàn)安裝主要是考慮在短期之內(nèi)出現(xiàn)對(duì)于某物體的表面溫度的測(cè)量。相對(duì)于焊接方面來(lái)分析，其優(yōu)勢(shì)就是測(cè)試溫度響應(yīng)非?？欤跍y(cè)量高溫溫度沒(méi)有其他干擾，安裝快捷方便，可使用各種材料。 測(cè)試樣品在物體表面溫度下測(cè)量，其主要缺陷是測(cè)量溫度范圍不大，安裝過(guò)程會(huì)影響頻率響應(yīng)溫度測(cè)量，高測(cè)量環(huán)境（需要絕緣） 從地面測(cè)試樣品）沒(méi)有強(qiáng)電磁環(huán)境）。
在安裝位置上要打磨好安裝的位置，以免出現(xiàn)刮傷，就需要使用丙酮棉球來(lái)清洗，再使用膠帶將測(cè)溫投粘貼上去。
4.3絕緣粘接法
       使用絕緣焊接法通常用于各種測(cè)試樣品的表面溫度的測(cè)量，這些對(duì)于周圍環(huán)境測(cè)量影響低，并且產(chǎn)生的抗干擾能力不高，安裝快速，并且可以根據(jù)不同的測(cè)試樣品進(jìn)行安裝，安裝靈活性強(qiáng)，相對(duì)溫度范圍的損失溫度膠帶或膠水）。 注意目前，棒材通常采用高溫材質(zhì)，溫度可達(dá)300℃。
安裝方法：試件進(jìn)行詳細(xì)打磨，測(cè)試溫度驗(yàn)證，用丙酮棉球清洗，先用膠帶或膠水將試樣上的導(dǎo)熱基板隔離，然后用膠帶或膠水直接連接溫度計(jì)進(jìn)行溫度測(cè)量。
5安裝工藝方法測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)比較分析
       采用不同的溫度測(cè)量工藝對(duì)于物體溫度測(cè)量出現(xiàn)的精度都會(huì)產(chǎn)生不同的影響，本文通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室所做實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)分析出各項(xiàng)指標(biāo)，為日后焦化爐管壁熱電偶安裝應(yīng)用提供技術(shù)參考。
5.1安裝工藝對(duì)比實(shí)驗(yàn)方法
       在實(shí)驗(yàn)室中所做的溫度測(cè)量工藝主要組成部分包括溫度傳感器、熱源、測(cè)量?jī)x器、試件。
比較的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)安裝使用用于安裝管的四種不同的方法對(duì)銅箔相同的材料組的4個(gè)熱傳感器相同的組分，然后將銅薄片迅速置于沸水中（溫度管壁焦?fàn)t溫度為588℃），并在同一時(shí)間數(shù)據(jù)是在4個(gè)信道的溫度下測(cè)量，并且與每個(gè)信道的頻率的第二特性和穩(wěn)定化和分析后的溫度的精度進(jìn)行比較。
5.2對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
       在許多實(shí)驗(yàn)中，四種熱電偶穩(wěn)定方法的溫度響應(yīng)是不同的。 局部焊接方法和直接粘接方法對(duì)溫度響應(yīng)快，平均溫度上升到550~650℃，然后采用粘接方式，平均溫升為40.5℃，慢響應(yīng)為結(jié)合方法，平均升溫速率為40.0℃/s。 由于實(shí)驗(yàn)條件有限，本實(shí)驗(yàn)僅采用升溫速率來(lái)比較四種雙熱安裝方法的特點(diǎn)。
       計(jì)算出爐壁焦?fàn)t的溫度，相當(dāng)于650°C，測(cè)量溫度的誤差在四種模式安裝熱熱電偶安裝方法。該表顯示了溫度平衡后四種方法的平均溫度和誤差。
       局部焊接方法具有溫度測(cè)量特性，對(duì)溫度快速上升的響應(yīng)，小的溫度測(cè)量誤差，使用快速修補(bǔ)方法對(duì)高溫的響應(yīng)，溫度測(cè)量中的大誤差，高溫使用方法測(cè)量緩慢絕緣，測(cè)量溫度誤差大，對(duì)粘接方法溫度升高的響應(yīng)是慢的，產(chǎn)生誤差大的溫度測(cè)量。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)熱電偶安裝方法對(duì)比分析，可看出四種方法各有利弊：
1）點(diǎn)焊法：適用于與熱電偶材質(zhì)相匹配的金屬試件長(zhǎng)期溫度檢測(cè)，優(yōu)點(diǎn)是測(cè)溫范圍大，測(cè)溫特性好，缺點(diǎn)是安裝復(fù)雜，對(duì)測(cè)量電磁環(huán)境要求高。
2）直接粘貼法：適用于短時(shí)溫度檢測(cè)，優(yōu)點(diǎn)是測(cè)溫特性好，安裝簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是粘接膠帶限制了測(cè)溫范圍，對(duì)測(cè)量電磁環(huán)境要求高。
3）絕緣粘貼法：此方法適應(yīng)于短時(shí)間之內(nèi)，并且抗干擾能力不強(qiáng)，安裝簡(jiǎn)易，測(cè)溫性能好，主要缺陷是粘貼膠帶限制了測(cè)溫范圍。
4）捆綁法：此種安裝方法比較適合對(duì)于物體表面溫度的長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量，優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量溫度范圍大，抗外界干擾能力強(qiáng)，溫度測(cè)量特別好，其缺陷是測(cè)量安裝復(fù)雜。
5.3存在問(wèn)題
（1）直接將熱電偶安裝在管壁上面，這樣對(duì)于管壁的溫度測(cè)量產(chǎn)生的溫差就會(huì)降低，可是在熱電偶檢測(cè)中出現(xiàn)的更換現(xiàn)象，就要及時(shí)更換。另一方面熱電偶的安裝只能在其外層表明安裝套管，焦化爐管壁中的熱電偶容易被強(qiáng)腐蝕性材料腐蝕，或者被銳利東西刮傷。采用新的安裝模式則熱電偶字實(shí)際使用壽命增加。
（2）本文研究的焦化爐爐管壁溫度測(cè)量采用的熱電偶安裝方法采用新型的安裝策略，可是原先的溫度內(nèi)壁測(cè)量方式還是采用原來(lái)的安裝方式，內(nèi)外壁會(huì)出現(xiàn)溫差，也可能跟安裝前有很大的區(qū)別，這些細(xì)節(jié)就要跟安裝人員打好交道。