[實用新型]高溫氧化鋯氧量儀表的探頭保護套管裝置

有效

• 申請號: 201720865592.2
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN207007761U
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 劉孟文;劉向英;王紅霞;李志強;李紅穎
• 申請（專利權）人: 唐山三友化工股份有限公司
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G01D3/08
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所13103
• 代理人: 張云和

技術領域

本實用新型涉及用于測量燃煤鍋爐或煉鋼高爐的高溫段煙氣含氧量儀表的高溫氧化鋯探頭的保護裝置，具體是一種高溫氧化鋯氧量儀表的探頭保護套管裝置。

背景技術

鍋爐（煉鋼高爐）煙氣的含氧量是考核鍋爐（高爐）燃燒效率，實現風煤（焦炭）比值控制的重要被測參數，煙氣氧量測量的精確度直接影響到煤電（煉鋼）工藝運行的經濟指標，在節能環保日益備受重視的今天，通過實施煙氣氧量高精度測量，優化鍋爐燃燒系統控制方案，進一步提高鍋（高）爐運行效率，實現科學經濟運行變得更有意義。

高溫氧化鋯氧量儀表是近年來市場上新出現的一種用于測量鍋爐或煉鋼高爐煙氣含氧量的新型儀表，與原來安裝在鍋爐高溫省煤器入口的低溫氧化鋯儀表不同，它直接安裝在鍋爐燃燒煙氣溫度大于800℃高溫區域，燃料剛燃燒完畢生成的鍋爐（高爐）煙氣含氧量就被儀表檢測到直接用 于控制進入鍋爐（高爐）的燃料量和風量，不僅克服了原來低溫氧化鋯儀表因鍋爐漏風影響帶來的干擾，還使氧量測量控制系統通道的滯后時間大大縮短，使燃燒控制更及時有效，通過氧量精確測量，進一步優化低氮燃燒工藝操作，減少氮氧化物生成，不但產生經濟效益，還實現產生了環保效益。

然而，長期工作在溫度大于800℃高溫環境下的氧化鋯探頭，其材質為高溫陶瓷，即氧化鋯陶瓷和氧化鋁陶瓷，用于測量煙氣含氧量的檢測元件是由氧化釔和氧化鋯固體電解質材料制造的，這種固體電解質在溫度大于700℃時具有較高的氧離子導電性，通過測量氧濃差電勢測量煙氣含氧量；氧化鋁陶瓷就是俗稱的剛玉陶瓷，具有較高的硬度和耐高溫性能，可長期工作在1600℃環境中，但是，脆性是陶瓷材質的一個致命弱點，氧化鋯陶瓷和氧化鋁陶瓷也不例外，陶瓷材料的脆性，其直觀表現是：在外加負荷下斷裂是無征兆的，爆發性的，間接表現是抗機械沖擊性和溫度急變性差，從本質上說，脆性主要是由化學鍵性質和晶體結構決定的，在陶瓷中，由于缺少獨立的滑移系統，材料一旦處于受力狀態就難于通過滑移所引起的塑性變形來松弛應力，而從顯微結構看，脆性的根源在于微裂紋的存在，易于引起應力的高度集中，因此，非常有必要設計新的裝置來緩解、克服上述問題，延長其使用壽命。

實用新型內容

本實用新型旨在解決上述問題，從而提供一種能確保陶瓷體探頭拆卸和裝入爐膛高溫環境下使用過程中陶瓷探頭不發生損傷、斷裂并且避免探頭溫度發生驟變的高溫氧化鋯氧量儀表的探頭保護套管裝置。

本實用新型解決所述問題，采用的技術方案是：

一種高溫氧化鋯氧量儀表的探頭保護套管裝置，包括保護套管，保護套管的一端設置有封堵板，保護套管的另一端設置有雙面法蘭，保護套管的主體為雙層套管結構，包括外套管和內襯套管，外套管與內襯套管之間填充有隔熱材料，內襯套管遠離雙面法蘭一端通過緊固螺釘套裝有濾杯護罩，濾杯護罩為中空結構，內置耐高溫濾杯并通過緊固螺母固定，濾杯護罩上開有護罩窗口。

采用上述技術方案的本實用新型，與現有技術相比，其突出的特點是：

確保陶瓷體探頭拆卸和裝入爐膛高溫環境下使用過程中陶瓷探頭不發生損傷、斷裂，具有的溫度變化的滯后和緩沖特性，避免探頭溫度發生驟變，從而解決了陶瓷氧化鋯探頭斷裂和拆裝速度緩慢的難題，具有結構簡單、易于加工、功能可靠的優點。

作為優選，本實用新型更進一步的技術方案是：

耐高溫濾杯與內襯套管之間安裝有置于濾杯護罩內的節流墊片。

內襯套管的管壁上設置有測溫熱電偶。

護罩呈圓柱狀，柱表面均勻開有三個40×１4０ｍｍ的護罩窗口，且呈１２０°分布。

保護套管、濾杯護罩均采用耐高溫不銹鋼合金310S材料制作而成。

隔熱材料為二氧化硅氣凝膠隔熱復合材料。

緊固螺母的中間開有圓孔窗口。

封堵板套裝在內襯套管上并且與外套管焊接為一體。

附圖說明

圖1 是本實用新型實施例結構示意圖；

圖2 是本實用新型實施例在鍋爐上的安裝結構示意圖；

圖3 是現有技術中氧化鋯探頭在鍋爐上的安裝結構示意圖；

圖中：雙面法蘭1; 外套管2; 內襯套管3; 測溫熱電偶4; 緊固螺釘5; 濾杯護罩6; 緊固螺母7; 隔熱材料8; 節流墊片9；護罩窗口10；耐高溫濾杯11；氧化鋯探頭安裝底座法蘭12; 氧化鋯探頭連接法蘭13; 爐墻及爐墻護板14; 氧化鋯探頭安裝小法蘭15; 氧化鋯探頭接線盒16; 法蘭墊片17; 氧化鋯探頭18，圓孔窗口19，封堵板20。