焦化爐管壁熱電偶安裝

摘要：本文主要是對焦化爐管壁熱電偶的安裝，根據(jù)使用要求和性能比較來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)研究和開發(fā)中的物體的表面溫度測量被用于許多行業(yè)，例如焦?fàn)t壁的表面溫度的測量，飛機(jī)壁上的溫度測量和空航空器飛行器表面溫度的測量等。
      測量身體表面溫度的方法是接觸方法和離線方法。當(dāng)通過接觸方法測量物體的表面溫度時，假設(shè)測試表面與環(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，傳感器熱傳導(dǎo)系數(shù)就會出現(xiàn)熱量散掉，將破壞物體表面溫度場的初始分布，導(dǎo)致表面上的等溫線變形。測量環(huán)境導(dǎo)致測量誤差，可分為三個部分。
（1）由于初始溫度變形而發(fā)生誤差的第一部分：當(dāng)傳感器接觸待測物體表面時，由于傳感器的導(dǎo)熱性，測量點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自傳感器的熱阻和測量的表面間隙。由于傳感器測量端和待測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表面上。
本文主要研究焦化爐管壁熱電偶的安裝過程進(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。在安裝過程當(dāng)中除了熱環(huán)境，測量范圍，測量精度，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)，兩個外保護(hù)管之間，石棉繩，壓力修復(fù)活動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，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，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)過測試，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，了解焦?fàn)t壁系統(tǒng)的溫度測定和控制要求。
（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，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
      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試，以確定焦化爐管壁熱點偶的質(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點焊法
      局部實現(xiàn)焊接模式一般情況是用來確定金屬表面測試樣品的長期溫度變化情況來確定。其優(yōu)勢可以實現(xiàn)大溫度范圍處理，能夠?qū)崿F(xiàn)溫度快速響應(yīng)，在測量高溫測量中不會出現(xiàn)其他干擾因素，實現(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)雜性和高測量環(huán)境。
安裝方法：打磨測量樣品溫度的位置，然后用丙酮和棉花清洗，并立即焊接溫度計頭，將測量熱電偶的溫度調(diào)節(jié)到樣品溫度時進(jìn)行焊接。
4.2直接粘接法
      直接粘貼來實現(xiàn)安裝主要是考慮在短期之內(nèi)出現(xiàn)對于某物體的表面溫度的測量。相對于焊接方面來分析，其優(yōu)勢就是測試溫度響應(yīng)非常快，在測量高溫溫度沒有其他干擾，安裝快捷方便，可使用各種材料。 測試樣品在物體表面溫度下測量，其主要缺陷是測量溫度范圍不大，安裝過程會影響頻率響應(yīng)溫度測量，高測量環(huán)境（需要絕緣） 從地面測試樣品）沒有強電磁環(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清洗，再使用膠帶將測溫投粘貼上去。
4.3絕緣粘接法
       使用絕緣焊接法通常用于各種測試樣品的表面溫度的測量，這些對于周圍環(huán)境測量影響低，并且產(chǎn)生的抗干擾能力不高，安裝快速，并且可以根據(jù)不同的測試樣品進(jìn)行安裝，安裝靈活性強，相對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，測試溫度驗證，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進(jìn)行溫度測量。
5安裝工藝方法測溫數(shù)據(jù)比較分析
       采用不同的溫度測量工藝對于物體溫度測量出現(xiàn)的精度都會產(chǎn)生不同的影響，本文通過在實驗室所做實驗得出數(shù)據(jù)分析出各項指標(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安裝工藝對比實驗方法
       在實驗室中所做的溫度測量工藝主要組成部分包括溫度傳感器、熱源、測量儀器、試件。
比較的實驗方法來安裝使用用于安裝管的四種不同的方法對銅箔相同的材料組的4個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℃），并在同一時間數(shù)據(jù)是在4個信道的溫度下測量，并且與每個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對比實驗數(shù)據(jù)分析
       在許多實驗中，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。 由于實驗條件有限，本實驗僅采用升溫速率來比較四種雙熱安裝方法的特點。
       計算出爐壁焦?fàn)t的溫度，相當(dāng)于650°C，測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量特性，對溫度快速上升的響應(yīng)，小的溫度測量誤差，使用快速修補方法對高溫的響應(yīng)，溫度測量中的大誤差，高溫使用方法測量緩慢絕緣，測量溫度誤差大，對粘接方法溫度升高的響應(yīng)是慢的，產(chǎn)生誤差大的溫度測量。
通過實驗對熱電偶安裝方法對比分析，可看出四種方法各有利弊：
1）點焊法：適用于與熱電偶材質(zhì)相匹配的金屬試件長期溫度檢測，優(yōu)點是測溫范圍大，測溫特性好，缺點是安裝復(fù)雜，對測量電磁環(huán)境要求高。
2）直接粘貼法：適用于短時溫度檢測，優(yōu)點是測溫特性好，安裝簡單，缺點是粘接膠帶限制了測溫范圍，對測量電磁環(huán)境要求高。
3）絕緣粘貼法：此方法適應(yīng)于短時間之內(nèi)，并且抗干擾能力不強，安裝簡易，測溫性能好，主要缺陷是粘貼膠帶限制了測溫范圍。
4）捆綁法：此種安裝方法比較適合對于物體表面溫度的長時間測量，優(yōu)點是測量溫度范圍大，抗外界干擾能力強，溫度測量特別好，其缺陷是測量安裝復(fù)雜。
5.3存在問題
（1）直接將熱電偶安裝在管壁上面，這樣對于管壁的溫度測量產(chǎn)生的溫差就會降低，可是在熱電偶檢測中出現(xiàn)的更換現(xiàn)象，就要及時更換。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際使用壽命增加。
（2）本文研究的焦化爐爐管壁溫度測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)壁測量方式還是采用原來的安裝方式，內(nèi)外壁會出現(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。