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上儀淺述：加氫裝置反應(yīng)器床層用熱電偶的選型與使用規(guī)則

來源：床層用熱電偶官網(wǎng)作者：床層用熱電偶地址

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熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一，其側(cè)量精度高，測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從-50℃~+1600℃均可連續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶最低可測(cè)到一269'C(如金鐵鎳鉻)，最高可達(dá)+2800'C(如鎢一徠)。熱電偶的種類常用的有裝配式和鎧裝式兩大類。鎧裝式熱電偶是將測(cè)溫元件、絕緣材料(通常是氧化鎂)裝入金屬管(通常為不銹鋼)拉制而成。具有直徑小、耐高溫、耐高壓、可彎曲和熱反應(yīng)快等特點(diǎn)。

在加氫裝置中，反應(yīng)器中的催化劑會(huì)發(fā)生徑向升溫現(xiàn)象，當(dāng)溫升過高而不加以控制時(shí)會(huì)發(fā)生很嚴(yán)重的后果。例如會(huì)使反應(yīng)物在高溫的區(qū)域內(nèi)發(fā)生激烈反應(yīng)，放出更多的反應(yīng)熱量，進(jìn)而使反應(yīng)溫度升高形成惡性循環(huán)引起反應(yīng)器催化劑床層飛溫，引發(fā)事故。因此對(duì)反應(yīng)器床層的溫度進(jìn)行檢測(cè)是十分必要和重要的。

2、加氫反應(yīng)器用傳統(tǒng)熱電偶

(1)單點(diǎn)熱電偶

傳統(tǒng)的熱電偶為一個(gè)法蘭接口伸入一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，例如需要4個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，那么就必須在反應(yīng)器上安裝4個(gè)法蘭接口，伸入4支熱電偶;如圖1所示。

這種方式的熱電偶橫向插入設(shè)備內(nèi)保護(hù)套管中，測(cè)量床層直徑15%-30%處的溫度.其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝固定方便。但由于各個(gè)測(cè)溫點(diǎn)均要在反應(yīng)器上卡口，設(shè)備開口多，泄露點(diǎn)也相對(duì)增加。而且熱電偶在催化劑的向’下壓力作用下使保護(hù)套管容易彎曲或斷裂。現(xiàn)在一般已經(jīng)不采用這種方式測(cè)暈。

(2)專用套管的多點(diǎn)熱電偶徑向安裝

如圖2所示為此種方案反應(yīng)器設(shè)置專美用于安裝熱電偶用的保護(hù)套管，一端固定，另一端有支架或吊架。保護(hù)套管可由反應(yīng)器設(shè)備專業(yè)來制作。如圖3所示(以壓力為1500LB為例)，上下相鄰的熱電偶套管方位呈90。交錯(cuò)并留有足夠的安裝空間。用這種方式測(cè)量溫度，由于熱電偶貫穿反應(yīng)器直徑，因此催化劑的裝卸會(huì)不大方便，并且催化劑也會(huì)對(duì)其造成一定程度的擠壓，因此當(dāng)反應(yīng)器的直徑大于2米左右時(shí)便不適宜采用此方式。

(3)共用法蘭型的單點(diǎn)柔性熱電偶

如圖4所示，利用一個(gè)法蘭接口伸入多個(gè)單根熱電偶，將多根熱電偶焊接在一個(gè)法蘭上。其優(yōu)點(diǎn)是減少了反應(yīng)器的法蘭接口，有利于設(shè)備的制造，缺點(diǎn)是多跟熱電偶從尸個(gè)法蘭進(jìn)入，使得法蘭上焊點(diǎn)增多，技術(shù)復(fù)雜。焊接點(diǎn)非常薄弱，容易發(fā)生泄漏:安裝復(fù)雜，對(duì)技術(shù)的要求較高，并且會(huì)對(duì)反應(yīng)器其他內(nèi)構(gòu)件的安裝帶來不便。在催化劑填充過程中容易發(fā)生意外，從而造成熱電偶的損壞.

3多點(diǎn)鎧裝熱電偶

近年來，隨著加氫裝置的大型化和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的進(jìn)一步要求，對(duì)反應(yīng)器床層溫度的測(cè)量也同時(shí)提出來更高的要求，多點(diǎn)鎧裝熱電偶應(yīng)運(yùn)而生。它是一種可以檢測(cè)多個(gè)溫度點(diǎn)的熱電偶，不需要在設(shè)備內(nèi)部設(shè)置加厚的承壓套管，熱電偶本身鎧裝套管能夠承受壓力，并且可以彎曲。只需要一個(gè)開口就可以在反應(yīng)器同一平面或者不同位置進(jìn)行測(cè)ht溫度;如圖5所示。

圖5 (a)所示為單管單點(diǎn)方式。1套法蘭上有多支獨(dú)立的鎧管，每個(gè)鎧管是1支單點(diǎn)鎧裝熱電偶，分別測(cè)量各個(gè)測(cè)溫點(diǎn).采用這種方式測(cè)量，單支鎧管的破壞不會(huì)影響其他點(diǎn).但由于每個(gè)測(cè)量點(diǎn)都要分別股低昂，安裝時(shí)間長(zhǎng)，安裝支架也比較復(fù)雜.

圖5 (b)所示為單管多點(diǎn)方式。I套法蘭上有1支或多支獨(dú)立的鎧管，每個(gè)鎧管中包含不同長(zhǎng)度的多點(diǎn)熱電偶，可以測(cè)量同一層或不同層平面上的多個(gè)溫度點(diǎn).采用這種方式測(cè)量，每支鎧管中可以有4-11個(gè)熱電偶點(diǎn)，每套法蘭可以裝多支鎧管，溫度測(cè)量點(diǎn)更多，泄漏點(diǎn)更少，配置更靈活了.熱電偶偶絲之間其隔離作用的是氧化鎂，氧化鎂經(jīng)過壓縮、擠壓和烘干等措施充分保證了熱電極與有害介質(zhì)的隔離和絕緣，并且有效地防止了偶絲的損耗和磨損。

4多點(diǎn)鎧裝熱電偶的安裝

多點(diǎn)鎧裝熱電偶不需要在反應(yīng)器內(nèi)部提供套管，需要的是安裝支架和支撐，可以在反應(yīng)器器壁上固定或利用反應(yīng)器分配盤來固定。由反應(yīng)器供貨商提供詳細(xì)的圖紙和要求給反應(yīng)器制造廠并在制造廠里完成焊接工作。

當(dāng)在反應(yīng)器底部對(duì)多點(diǎn)熱電偶進(jìn)行支撐時(shí)，由反應(yīng)器制造商將支撐件焊接在內(nèi)壁上，采用橫梁或托架與預(yù)先焊接在內(nèi)壁上的支撐件相連接。若內(nèi)壁無法焊接可以將熱偶的安裝支架固定在反應(yīng)器出口收集器上，位置盡量與測(cè)溫點(diǎn)水平。當(dāng)在反應(yīng)器床層下部需要對(duì)多點(diǎn)熱電偶進(jìn)行支撐時(shí)，位置要盡量靠近塔盤，由反應(yīng)器制造商將基本安裝支撐件焊接在反應(yīng)器塔盤的支撐橫梁上，采用螺栓連接支撐件，將熱偶支撐在橫梁的上方。當(dāng)在反應(yīng)器床層上部需要對(duì)多點(diǎn)熱電偶進(jìn)行支撐時(shí)，由反應(yīng)器制造商將支撐件焊接在反應(yīng)器橫梁上，采用一些吊架，將熱電偶吊在反應(yīng)器橫梁的下方。

通常多點(diǎn)鎧裝熱電偶廠商會(huì)隨熱電偶帶配套的接線盒，因此，設(shè)計(jì)人員在考慮熱偶接線時(shí)應(yīng)注意到此點(diǎn)，以免造成不必要的浪費(fèi)。

設(shè)計(jì)人員與多點(diǎn)鎧裝熱電偶供貨商的溝通協(xié)調(diào)十分必要.熱電偶廠商通常會(huì)根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目情況，提出合理的支撐方案供設(shè)計(jì)人員來參考。

5、結(jié)論：

隨著自動(dòng)化程度的不斷提高，加氫技術(shù)的發(fā)展，多點(diǎn)鎧裝熱電偶在國(guó)內(nèi)外的煉化裝置中得到了越來越多的應(yīng)用，傳統(tǒng)氣相加氫上已經(jīng)正在慢慢興起的液相加氫技術(shù)中反應(yīng)器床層溫度測(cè)量更多的選擇多點(diǎn)鎧裝熱電偶。其測(cè)量點(diǎn)數(shù)多、響應(yīng)快、安全可靠等許多優(yōu)點(diǎn)滿足了溫度反應(yīng)器床層溫度測(cè)量的要求。