[發(fā)明專利]一種測定爐管表面溫度的測溫槍

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010139954.2
• 申請日: 2010-04-07
• 公開（公告）號: CN102213626A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王德瑞;楊利然
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工集團公司;中國石化集團洛陽石油化工工程公司
• 主分類號: G01K13/00
• 分類號: G01K13/00
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固定爐漸進加熱的爐領(lǐng)域，涉及加熱爐爐管管壁溫度測量設(shè)備，特別一種測定爐管表面溫度的測溫槍。

背景技術(shù)

加熱爐是將物料或工件加熱的設(shè)備。按熱源劃分有燃料加熱爐、電阻加熱爐、感應(yīng)加熱爐、微波加熱爐等。應(yīng)用遍及石油、化工、冶金、機械、熱處理、表面處理、建材、電子、材料、輕工、日化、制藥等諸多行業(yè)領(lǐng)域。

以烴類為原料，采用蒸汽轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)合成原料氣和氫氣，在合成氨、煉油、石油化工、天然氣化工、冶金等工業(yè)具有十分重要的地位。轉(zhuǎn)化爐是烴類蒸汽轉(zhuǎn)化工藝過程的關(guān)鍵設(shè)備，而轉(zhuǎn)化爐的轉(zhuǎn)化爐管又是轉(zhuǎn)化爐的關(guān)鍵設(shè)備。這些爐管最高管壁溫度均在800℃以上，運行條件十分苛刻，操作不當(dāng)，非常容易造成損壞。

爐管過熱和熱應(yīng)力是轉(zhuǎn)化爐爐管損壞的主要因素，由錢家麟主編，中國石化出版社，2007年8月出版的《管式加熱爐》第二版第432頁介紹：轉(zhuǎn)化爐爐管在970℃時的使用壽命只是900℃時的十分之一。因此，為防止?fàn)t管超溫過熱，保證裝置的長壽命安全運行，對爐管表面溫度實時監(jiān)測是非常重要的。

陳彥澤、仇性啟、楊向平，在石油化工設(shè)備技術(shù)，2000，29(5)發(fā)表的題目為“溫度分布不均勻?qū)t管彎曲變形影響”的文章介紹：某煉油廠頂燒制氫轉(zhuǎn)化爐，運行中爐管發(fā)生彎曲，靠近爐墻的爐管彎曲嚴重，最大達6°左右，爐管的彎曲變形有可能造成爐管破裂，從而導(dǎo)致重大事故發(fā)生。通過對制氫爐輻射室的溫度場分布、爐管溫度分布以及爐管熱應(yīng)力等的計算、分析后得出結(jié)論：爐管表面周向溫度分布不均勻是爐管彎曲變形的主要原因。

目前為止，由于缺乏可靠、快速的爐管壁溫現(xiàn)場實測方法和工具，在轉(zhuǎn)化爐的實際生產(chǎn)過程中，還無法準(zhǔn)確測量爐管表面周向多點溫度，即使是測量爐管表面某一點的局部溫度，準(zhǔn)確測量也很困難。目前，爐管管壁溫度測量主要采用紅外方法：紅外測溫槍和紅外熱像儀。

但是，紅外方法的測量誤差很大，常常比實際溫度高出很多。李繼宏、仲躋生，在石油化工高等學(xué)校學(xué)報，1995，8(2)發(fā)表的“用紅外物理方法在線監(jiān)測高溫爐管表面溫度場”文章介紹：在高溫?zé)煔馀c火焰的環(huán)境中利用紅外方法測定物體表面的溫度分布，是一項難度很大的課題，實際上，某根爐管表面的紅外熱輻射受周圍爐管的根數(shù)與分布、離火焰和爐壁的位置等因素的影響，而在紅外計算模型中并未考慮到以上因素的作用，這是導(dǎo)致誤差的主要原因。另一方面，熱像圖上爐管的高溫區(qū)都在中心軸線附近，并非爐管兩側(cè)溫度低，因為物體的熱輻射都是垂直于表面向外輻射的，對爐管來講，面對爐管的中心軸線附近的熱輻射最強，偏離中心線越多，儀器接受的熱輻射越少，這也是造成測量誤差的原因。另外，爐管發(fā)射率的設(shè)定也將造成一定的誤差。

趙偉麗，在大氮肥，2005，28(1)發(fā)表的“紅外熱成像技術(shù)在一段轉(zhuǎn)化爐中的應(yīng)用”文章介紹：塔西南澤普大化肥廠一段轉(zhuǎn)化爐的爐管和爐子外壁進行紅外定期監(jiān)測。根據(jù)紅外監(jiān)測提供的溫度數(shù)據(jù)，來測定爐管壁溫的發(fā)展趨勢；針對檢測發(fā)現(xiàn)的問題，及時調(diào)整工藝指標(biāo)。網(wǎng)址：http://www.pmec.net/bencandy-58-5611-1.htm發(fā)表的網(wǎng)絡(luò)文獻“紅外診斷技術(shù)在石化行業(yè)的應(yīng)用”介紹：某化肥廠的一段轉(zhuǎn)化爐共有180根爐管，溫度分布不均，部分爐管過熱。利用紅外測溫儀進行了爐管溫度測試，從各層平臺的觀火孔進行觀測，結(jié)果熱像顯示爐管最高溫度達1023℃，排除干擾因素后推算，爐管最高溫度為998℃。由此可見，紅外測溫結(jié)果是不準(zhǔn)確的，需要校正后才可信，但校正值是多少，光靠推算是站不住的。

目前，國內(nèi)外通常采用接觸式測溫儀與測量被測物體溫度相對比，以確定紅外方法測量誤差校正值。但目前還沒有轉(zhuǎn)化爐爐管專用測溫儀，其他行業(yè)類似的接觸式測溫大多為直桿式單點測溫，只能測量被測物體正面表面，不能測量背面表面，更不能多點測量正面、背面、側(cè)面。如中國專利ZL03210083.3公開了一種可連續(xù)自動更換熱電偶頭的測溫槍，用于解決現(xiàn)有技術(shù)測溫槍熱電偶頭人工更換的問題。中國專利ZL93228664.X公開了高溫快速測溫槍，解決現(xiàn)有技術(shù)中徑向測溫難的問題，中國專利ZL91201692.2公開了金屬陶瓷熱電偶組合式快速測溫槍，解決現(xiàn)有技術(shù)中測溫端和冷端隔熱問題，但現(xiàn)有技術(shù)中沒有公開任何處測定爐管周向任一點溫度的方法和設(shè)備，如何正確測定爐管表面的多點溫度是本領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新的測定爐管表面溫度的測溫槍，以解決爐管表面周向多點溫度測量不難的問題，同時也為紅外方法測量提供對比溫度。