[实用新型]用于硫磺炉测温的在线运行可更换热电偶

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热电偶，尤其涉及一种用于硫磺炉测温的在线运行可更换热电偶。

背景技术

硫磺回收装置是所有炼油设备中重要且必不可少的环保装置，已经被大量应用于天然气净化厂和煤气化工艺中，通过它使原油中的硫得以回收并生成硫磺产品，从而避免了炼制过程中因排放酸性气体而造成环境污染。硫磺炉包括石油化工酸性气体硫磺焚烧炉、硫磺尾气回收加热炉和硫磺尾气焚烧炉。硫磺炉是整个硫磺回收装置的核心设备，其炉膛温度非常高，通常在1200～1450℃，最高时可达1500℃，有时设备出故障时温度能够高达1600℃。而且硫磺炉内含有大量的剧毒气体H₂S气体，硫化氢气体是一种剧毒气体，当其浓度大于10mg/m3时，人就会出现身体不适的症状，当其浓度大于760mg/m3时，人就会很快出现急性中毒，最后因呼吸麻痹而死亡。

在正常的生产流程中，对该炉的温度控制非常关键，必须保证炉膛温度在上述温度范围内。如果温度过低，催化剂反应效率低下，会影响硫回收效率，只能回收部分硫磺；如果温度过高，则会加速设备老化，特别影响炉膛内衬耐火砖的寿命，极端的情况还可能出现因内衬损坏而导致反应器壳体破裂而出现硫化氢气体泄露危及现场人员生命安全的严重事故。由于硫磺炉的上述特点，关于硫磺炉炉膛的温度测量一直是行业内的难点。目前，主要的测温手段还是采用贵金属热电偶的方法来测量硫磺炉炉膛的温度，也有采用红外或光纤等非接触式测温手段来测量硫磺炉炉膛温度的，但从现场使用的效果来看，并不是很理想，一旦现场电源发生意外，情况更是无法想象。

在硫磺炉炉膛这样的高温下选择正确的热电偶套管材质尤为关键。如选择高温不锈钢套管，所含的镍在硫化还原性气体中很快会被破坏，这是因为大多高温合金钢其工作温度上限也就1200℃；如果选择非金属材料作为套管，如刚玉管、石英管和碳化硅管等，虽然耐高温特性是没有问题的，但在应用现场还是出现很多套管破裂的情况，主要是因为非金属套管在高温状态下太脆，如遇热冲击则易碎。现场破裂的套管多数是由于热冲击造成的，硫磺炉内燃烧器产生的火焰根据气体流量的不同其火焰的强度也不同，有时瞬间就能高至2000℃，这就会在炉内造成热冲击。所以热电偶保护套管的材质一定要选择既耐高温又抗冲击的材质。

虽然硫磺炉内的压力不大，一般都在0.4Mpa以内，但是如果热电偶的保护套管损坏，炉内的腐蚀性介质很快就会渗透到热电偶的偶丝上，而热电偶偶丝对腐蚀性介质是极其敏感的，它极容易被毒化，热电偶一旦被毒化，其测量的准确性和可靠性都会受到影响，信号也将不稳定，现场就无法可靠测量。所以，硫磺炉上的热电偶还应该能够承压。

目前采用普通热电偶测量硫磺炉炉膛温度主要遇到下述困难：热电偶使用寿命短，有时刚换上的热电偶几个小时就损坏了，使用时间最多只有半年时间；热电偶保护套管若采用刚玉套管、石英管或碳化硅管等非金属材料，则抗急冷急热性差，易破裂、断裂；当现场套管破裂时，硫化氢气体会顺着破裂的套管腐蚀热电偶偶丝，还会顺着套管进入到接线盒，接线盒一旦被腐蚀，硫化氢就会泄露到现场，极端的情况下还会发生硫化氢顺着电缆泄露到控制室，危及现场人员的安全。

因此，长久以来，对于硫磺炉炉膛温度的测量，一直是行业内的难题，而且考虑到硫化氢气体渗漏、泄露的影响，根本无法在硫磺回收装置在线运行状态下更换热电偶，从而影响装置运行周期和生产效率。

发明内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种用于硫磺炉测温的在线运行可更换热电偶，其能有效避免硫化氢气体的渗漏和泄露，实现在硫磺回收装置在线运行状态下安全地更换热电偶，即更换热电偶不需要停炉停工，从而延长装置运行周期，大大提高生产效率。

本实用新型另一目的是提供一种用于硫磺炉测温的在线运行可更换热电偶，其有很好的气密结构，就算热电偶保护套管破裂，炉内的有毒气体也不会进入接线盒，提高安全性。

本实用新型又一目的是提供一种用于硫磺炉测温的在线运行可更换热电偶，其所用保护套管耐高温耐热冲击，高温承压至2.5.MPa以上，并有很好的抗硫化氢腐蚀性能，不易破裂，对热电偶起到很好的保护作用，延长使用寿命。