[發(fā)明專利]一種高溫煤氣化裝置爐襯材料厚度在線監(jiān)控和預警方法

有效

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• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113324507B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 杜一昊;孫紅剛;楊文剛;王剛;馬渭奎;何濤;吳吉光;尚心蓮
• 申請（專利權）人: 中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司
• 主分類號: G01B21/08
• 分類號: G01B21/08;G01K7/04
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所(普通合伙) 41118
• 代理人: 李娟

1.一種高溫煤氣化裝置爐襯材料厚度在線監(jiān)控和預警方法，方法適用于高溫煤氣化裝置，其爐型主體為圓筒狀筒身、多層耐火材料組合砌筑的封閉式爐體結構，爐體內有且僅有一個內熱源，其特征在于：在線監(jiān)控和預警方法的具體步驟如下：

（1）根據氣化裝置的爐襯材料配置數據和爐體結構數據，繪制氣化裝置的爐襯結構3D模型圖；

（2）使用有限元分析軟件模擬計算氣化裝置運行時爐內各部位的溫度場分布，繪制溫度在1250℃-1650℃內的工作襯材料熱面溫度T1和工作襯材料冷面溫度T2間的溫差ΔT與工作襯材料厚度L1的對應關系曲線，即為ΔT-L1參考曲線，并根據工作襯材料允許最低厚度Ld確定服役終末期預警溫差ΔTd；

（3）根據溫度場分布結果，確定氣化裝置的溫度監(jiān)控區(qū)域，在各溫度監(jiān)控區(qū)域設置溫度監(jiān)控熱電偶組，所述的溫度監(jiān)控熱電偶組，每個溫度監(jiān)控熱電偶組包含2支熱電偶，設置于工作襯材料熱面的熱電偶為鎧裝式熱電偶，熱電偶絲外部具有金屬或陶瓷保護套，設置方法為通過爐襯材料各層打孔后插入，探入深度與工作襯材料熱面平齊，爐襯材料與熱電偶保護套間隙由耐火水泥填充；設置于工作襯材料冷面的熱電偶為經絕緣陶瓷纖維包覆的熱電偶絲，設置方法是與爐襯材料同時砌筑，熱電偶絲埋設于各層材料磚縫處，熱電偶工作端緊貼工作襯冷面，位置在鎧裝式熱電偶打孔點位半徑＜5cm的圓周上；同組熱電偶末端均具有密封法蘭或石棉橡膠墊片結構，可嚴格密封于爐體鋼殼孔處；

（4）利用記錄儀連續(xù)采集并記錄氣化裝置 運行時工作襯材料熱面溫度T1和工作襯材料冷面溫度T2，設置溫度監(jiān)控規(guī)則，繪制溫度-時間曲線；

（5）對所繪制的溫度-時間曲線進行分析，給出爐襯殘余厚度、爐襯剝落時間、爐襯安全厚度預警：根據溫度監(jiān)控規(guī)則得到工作襯材料熱面/冷面的實時溫差，對照ΔT-L1參考曲線獲取工作襯材料厚度L1；利用溫度-時間曲線中工作襯材料冷面溫度T2曲線的波動情況判斷工作襯材料的剝落時間；當溫度-時間曲線中T1與T2曲線間差值接近ΔTd時進行爐襯厚度安全預警。

2.如權利要求1所述的一種高溫煤氣化裝置爐襯材料厚度在線監(jiān)控和預警方法，其特征在于：在同一溫度區(qū)域內沿爐壁等水平線設置不少于2組的溫度監(jiān)控熱電偶組；溫度監(jiān)控熱電偶組需沿氣化裝置爐體中心對稱。

3.如權利要求1所述的一種高溫煤氣化裝置爐襯材料厚度在線監(jiān)控和預警方法，其特征在于：所述的記錄儀是一種具有數顯功能的無紙記錄儀，可同時連續(xù)監(jiān)控多組溫度監(jiān)控熱電偶組的數據，可根據使用需求調整數據記錄步進，可直接繪制溫度-時間曲線。

4.如權利要求1所述的一種高溫煤氣化裝置爐襯材料厚度在線監(jiān)控和預警方法，其特征在于：所述的溫度監(jiān)控規(guī)則為：在氣化裝置烘爐階段，進行溫度監(jiān)控規(guī)則設置；烘爐過程中維持烘爐溫度±50℃的溫度范圍內，采用記錄儀記錄工作襯材料熱面溫度T1和工作襯材料冷面溫度T2沿運行時間的變化趨勢，根據T1曲線與T2曲線在溫度發(fā)生等幅度變化時存在的時間差值，確定溫度監(jiān)控滯后時間參數Δt，在實際進行溫度監(jiān)控過程中獲取某一時間節(jié)點t0時的工作襯材料冷面溫度T2后，需采用時間節(jié)點t1=t0-Δt時的工作襯材料熱面溫度T1作為同一組T1/T2溫度數據，計算得出ΔT；以此方法在氣化裝置運行過程中，選擇運行溫度波動小于±50℃的時間段，獲取時間范圍15min-30min內多組T1/T2溫度數據，計算得出多組ΔT，對這些ΔT數據按記錄儀數據記錄步進進行平均得到。

5.如權利要求1所述的一種高溫煤氣化裝置爐襯材料厚度在線監(jiān)控和預警方法，其特征在于：氣化裝置的溫度監(jiān)控區(qū)域至少為兩個。