專利名稱：裂解爐cot熱電偶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱電偶，特別涉及一種用于測量乙稀裝置裂解爐區(qū)溫度的熱電偶。
背景技術(shù)：
在乙烯裂解爐中需要設(shè)置測量裂解爐區(qū)溫度的測溫元件，以監(jiān)控裂解的過程。為達(dá)成這一目的，主要方式是在裂解爐輻射段爐管出口處設(shè)置熱電偶，測量該出口處的溫度， 采用的熱電偶被稱為COT (Coil Outlet Temperature)熱電偶。熱電偶的工作原理是基于熱電效應(yīng)。熱電效應(yīng)是指兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體(在熱電偶中被稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成回路，當(dāng)兩個接合點(diǎn)的溫度不同時，在回路中就會產(chǎn)生電動勢。熱電偶的主要元件就是熱電極，為了保護(hù)熱電極，需要將熱電極設(shè)置在保護(hù)管中，保護(hù)管中還填充有絕緣材料，這種熱電偶被稱為鎧裝熱電偶(參見圖3)。熱電偶接觸到被測介質(zhì)的一端為工作端，另一端為冷端。冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。熱電偶實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換器，它將熱能轉(zhuǎn)換為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢表征溫度。熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩個熱電極溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶冷端與工作端溫度差的函數(shù)。所產(chǎn)生的熱電勢的大小，當(dāng)熱電極的材料是均勻時，與熱電極的長度和直徑無關(guān)，只與熱電極材料的成份、工作端與冷端兩端的溫差有關(guān)。當(dāng)熱電極的材質(zhì)確定后，所產(chǎn)生熱電勢的大小只與工作端與冷端的溫度差有關(guān)。進(jìn)一步，如果冷端的溫度保持一定，熱電勢僅是工作端溫度的單值函數(shù)。當(dāng)裂解爐處于工作狀態(tài)時，其內(nèi)部的環(huán)境是溫度在800°C -900°C之間，被測流體介質(zhì)的流速為138-175m/s。由此可見，COT熱電偶應(yīng)當(dāng)具備一定的耐沖刷保護(hù)措施，使得在這樣嚴(yán)酷的工作環(huán)境下仍可準(zhǔn)確、高效地測得流體介質(zhì)的溫度。圖1顯示了現(xiàn)有的一種COT熱電偶，包括順序連接的接線盒1、隔漏密封裝置2、連接法蘭3、下保護(hù)管4和測量端5。隔漏密封裝置2、連接法蘭3、下保護(hù)管4和測量端5連接后，形成了一個長條狀的內(nèi)腔6，鎧裝熱電偶設(shè)置在內(nèi)腔6中。所述鎧裝熱電偶的工作端位于測量端5內(nèi)，測量端5與被測介質(zhì)接觸進(jìn)行測量；所述鎧裝熱電偶的冷端位于接線盒1 內(nèi)，與電纜連接。由于下保護(hù)管4和測量端5會與被測流體介質(zhì)接觸，因此，下保護(hù)管4和測量端5都由耐高溫合金材料制成，并進(jìn)行提高耐磨性的表面處理。隔漏密封裝置2主要作用是第一，如果測量端5破裂，高溫流體沿著鎧裝熱電偶向上泄漏時，隔漏密封裝置2有效阻隔流體，避免高溫流體進(jìn)一步外泄；第二，隔離下保護(hù)管4和測量端5這一側(cè)的高溫，避免對接線盒內(nèi)冷端的溫度產(chǎn)生影響。COT熱電偶的一個重要指標(biāo)是保持精度，這體現(xiàn)在三個方面C0T熱電偶的靈敏度、熱穩(wěn)定性(即工作狀態(tài)下的盡可能使COT熱電偶在較長時間內(nèi)避免測量精度下降)和使用壽命
發(fā)明內(nèi)容
為了提高COT熱電偶的所述精度及使用壽命，確保乙烯爐產(chǎn)量和質(zhì)量的明顯提高，本發(fā)明提供了一種裂解爐COT熱電偶。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種裂解爐COT熱電偶，包括順序連接的接線盒、上保護(hù)管、隔漏密封裝置、連接法蘭、下保護(hù)管和測量端；連接在一起的所述上保護(hù)管、隔漏密封裝置、下保護(hù)管和測量端形成一內(nèi)腔，在所述內(nèi)腔中設(shè)置有鎧裝熱電偶，所述測量端包括防護(hù)體和測量頭，所述測量頭與所述防護(hù)體連接成一體；在所述測量頭和所述防護(hù)體連接處設(shè)置有測溫凹槽。制造所述鎧裝熱電偶的過程中，環(huán)境相對濕度小于等于25%。所述防護(hù)體為棱臺和棱錐的結(jié)合體，所述棱臺的下底面靠近所述下保護(hù)管設(shè)置， 所述棱錐的下底面設(shè)置在所述棱臺的上底面上。在所述測量頭和所述防護(hù)體的連接處，所述防護(hù)體的寬度大于所述測量頭的寬度；在所述測量頭兩側(cè)的所述防護(hù)體上分別設(shè)置有所述測溫凹槽。所述測溫凹槽將所述測量頭端部和所述防護(hù)體分離。設(shè)所述測量端伸入到所述裂解爐管部分在所述裂解爐管的橫截面上的投影面積為a ；所述裂解爐管內(nèi)腔在所述橫截面上的投影面積為b ；則，a/b的值為1. 2 2. 5%。所述防護(hù)體伸入到所述裂解爐管部分的體積為1200-6500立方毫米。在所述連接法蘭上設(shè)置有吊環(huán)。在所述連接法蘭上設(shè)置有推頂螺孔；所述裂解爐COT熱電偶還包括與所述推頂螺孔匹配的推頂螺栓；所述推頂螺栓推頂所述連接法蘭移動的距離小于等于1厘米。所述COT熱電偶裝配到所述裂解爐時，所述下保護(hù)管和測量端從設(shè)備連接管的一端伸入，所述設(shè)備連接管的另一端與裂解爐管連通；所述下保護(hù)管的外壁與所述設(shè)備連接管內(nèi)壁之間的距離小于等于2毫米。所述測量端在所述下保護(hù)管軸線方向的長度為50-120毫米。所述鎧裝熱電偶包括兩個熱電極，所述兩個熱電極的平行部分的間距L為 0. 73-1. 08 毫米。所述熱電極與所述鎧裝熱電偶的保護(hù)管內(nèi)壁之間的最小距離M為0. 73-1. 08毫米；L與M相等。所述接線盒的材質(zhì)為球墨鑄鐵。所述密封連接裝置包括順序連接的密封連接件、填料密封連接件；所述密封連接件與所述上保護(hù)管連接，所述填料密封連接件與所述連接法蘭連接；所述密封連接件與所述填料密封連接件之間設(shè)置有圓柱形石墨密封墊；所述填料密封連接件與所述連接法蘭之間設(shè)置有錐形石墨密封墊。本發(fā)明的技術(shù)效果測溫凹槽設(shè)置在防護(hù)體和測量頭之間，當(dāng)流體介質(zhì)進(jìn)入到測量頭周圍時形成紊流，測溫凹槽一方面增加了測量頭的測溫面積，另一方面加劇紊流，延長了流體介質(zhì)在測量頭附近停留的時間，這都有利于測量頭準(zhǔn)確測溫。另外，影響COT熱電偶精度的因素有很多，人們往往關(guān)注如鎧裝熱電偶中絕緣材料的純度等常規(guī)因素，而忽視了在制造鎧裝熱電偶過程中環(huán)境濕度對最終COT熱電偶精度的影響。在制造鎧裝熱電偶過程中，鎧裝熱電偶所使用的絕緣材料容易吸收空氣中的水分。絕緣材料吸收的水分分布比較均勻，鎧裝熱電偶在低溫情況下使用，并沒有不利的影響。當(dāng)鎧裝熱電偶測量的溫度超過300攝氏度時，絕緣材料中的水分開始聚集，即水分在絕緣材料中的分布開始出現(xiàn)不均勻的趨勢，從而水分對鎧裝熱電偶的測量精度產(chǎn)生不利影響。具體影響的就是使鎧裝熱電偶測量結(jié)果失真，例如，測量結(jié)果低于實(shí)際溫度。鎧裝熱電偶測量結(jié)果失真會帶來如下后果特定的鎧裝熱電偶的測量結(jié)果時而低于實(shí)際溫度，時而高于實(shí)際溫度；由于在實(shí)際使用中，都是多個熱電偶對同一介質(zhì)進(jìn)行測量，此時多個熱電偶的測量結(jié)果的不一致性加大。這些后果都使得裂解爐的生產(chǎn)無法繼續(xù)下去，必須更換熱電偶，造成成本上升。本發(fā)明的技術(shù)方案對制造鎧裝熱電偶時的環(huán)境濕度進(jìn)行限定，有效避免了空氣中的水分在制造過程中滲入到鎧裝熱電偶，提高了鎧裝熱電偶的精度。


圖1為現(xiàn)有COT熱電偶的外部結(jié)構(gòu)圖。圖2為一段鎧裝電纜的剖視圖。圖3為鎧裝熱電偶測溫端的剖視圖。圖4為本發(fā)明COT熱電偶一個實(shí)施例的正視剖視圖。圖5為圖4所示實(shí)施例的俯視圖。圖6為圖4所示實(shí)施例的仰視圖。圖7為圖4所示實(shí)施例的測溫端的立體圖。圖8為本發(fā)明COT熱電偶第二個實(shí)施例的正視剖視圖。圖9為圖8所示實(shí)施例的俯視圖。圖10為圖8所示實(shí)施例的仰視圖。圖11為圖8所示實(shí)施例的測溫端的立體圖。圖12為本發(fā)明COT熱電偶第三個實(shí)施例的正視剖視圖。圖13為圖12所示實(shí)施例的俯視圖。圖14為圖12所示實(shí)施例的仰視圖。圖15為圖12所示實(shí)施例的測溫端的立體圖。圖16為本發(fā)明COT熱電偶安裝到裂解爐的裝配圖。圖中標(biāo)識說明如下1、接線盒；2、隔漏密封裝置；3、連接法蘭；4、下保護(hù)管；5、測量端；6、內(nèi)腔；7、保護(hù)管；8、內(nèi)壁；9、熱電極；10、絕緣填料；11、焊點(diǎn)；12、接線盒；13、上保護(hù)管；14、密封連接件；15、圓柱形石墨密封墊；16、填料密封連接件；17、錐形石墨密封墊；18、法蘭接口件；19、吊環(huán)；20、推頂螺栓；21、連接法蘭；22、 下保護(hù)管；23、鎧裝熱電偶；24、測量端；25、測溫凹槽；26、防護(hù)體；27、測量頭；28、接線盒；29、上保護(hù)管；30、密封連接件；31、圓柱形石墨密封墊；32、填料密封連接件；33、錐形石墨密封墊；34、法蘭接口件；35、吊環(huán)；36、推頂螺栓；37、連接法蘭；38、 下保護(hù)管；39、鎧裝熱電偶；40、測量端；41、測溫凹槽；42、防護(hù)體；43、測量頭；44、接線盒；45、上保護(hù)管；46、密封連接件；47、圓柱形石墨密封墊；48、填料密封連接件；49、錐形石墨密封墊；50、法蘭接口件；51、吊環(huán)；52、推頂螺栓；53、連接法蘭；54、 下保護(hù)管；55、鎧裝熱電偶；56、測量端；57、防護(hù)體；58、測量頭；
59、連接法蘭；60、管口法蘭；61、下保護(hù)管；62、設(shè)備連接管；63、測量端；64、裂解爐管。
具體實(shí)施例方式以下對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。結(jié)合圖2和圖3說明本發(fā)明COT熱電偶中鎧裝熱電偶的制造過程。預(yù)先將兩根絲狀熱電極9設(shè)置在保護(hù)管7內(nèi)，并向保護(hù)管7內(nèi)填充絕緣填料10 (氧化鎂粉)，同時要保證兩根熱電極9之間平行，完成上述步驟后形成了鎧裝電纜，即圖2所示的結(jié)構(gòu)向上、下兩個方向延伸形成的纜繩狀結(jié)構(gòu)。制造好的鎧裝電纜可以像電纜一樣盤成一卷便于存放。本發(fā)明的鎧裝熱電偶是用上述鎧裝電纜制造的，在下述制造工藝過程中，環(huán)境 (這里的環(huán)境是指執(zhí)行下述步驟過程所在的環(huán)境，如生產(chǎn)車間)的相對濕度要小于等于 25% 1、從鎧裝電纜上截取1米(根據(jù)鎧裝熱電偶的型號不同，長度可以不同)長的一段，并拉伸成平直狀態(tài)。該段在制造成鎧裝熱電偶之前簡稱為電纜。2、在所述電纜的一端，將兩根熱電極9焊接，焊接后形成焊點(diǎn)11，焊點(diǎn)11的直徑大約是熱電極9的直徑的1.6倍。3、將焊點(diǎn)11這一端的保護(hù)管7焊接封口，形成如圖3所示的包圍焊點(diǎn)11的測溫端，此時測溫端內(nèi)應(yīng)當(dāng)充滿絕緣填料10。4、將電纜另一端的保護(hù)管7鋸開一小段，去掉絕緣填料10，露出兩根熱電極9的一小段。5、將經(jīng)過4處理露出的兩根熱電極9在350_450°C下烘干(可重復(fù)烘干)。6、將經(jīng)過5處理露出的兩根熱電極9的端部用四氟乙烯隔開。7、將6中所處理的兩根熱電極9的端部用封堵套套住，兩根熱電極9的端部穿過
封堵套。8、將所述封堵套與電纜夾緊。9、將電纜設(shè)置所述封堵套這一端灌膠。上述制造鎧裝熱電偶的過程中環(huán)境濕度的控制對最終熱電偶的熱穩(wěn)定性影響非常大，表一顯示了制造鎧裝熱電偶的過程中環(huán)境濕度不同對最終鎧裝熱電偶的熱穩(wěn)定性的影響。表一
權(quán)利要求
1.一種裂解爐COT熱電偶，包括順序連接的接線盒、上保護(hù)管、隔漏密封裝置、連接法蘭、下保護(hù)管和測量端；連接在一起的所述上保護(hù)管、隔漏密封裝置、下保護(hù)管和測量端形成一內(nèi)腔，在所述內(nèi)腔中設(shè)置有鎧裝熱電偶，其特征在于所述測量端包括防護(hù)體和測量頭，所述測量頭與所述防護(hù)體連接成一體；在所述測量頭和所述防護(hù)體連接處設(shè)置有測溫凹槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裂解爐COT熱電偶，其特征在于制造所述鎧裝熱電偶的過程中，環(huán)境相對濕度小于等于25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述裂解爐COT熱電偶，其特征在于所述防護(hù)體為棱臺和棱錐的結(jié)合體，所述棱臺的下底面靠近所述下保護(hù)管設(shè)置，所述棱錐的下底面設(shè)置在所述棱臺的上底面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述裂解爐COT熱電偶，其特征在于在所述測量頭和所述防護(hù)體的連接處，所述防護(hù)體的寬度大于所述測量頭的寬度；在所述測量頭兩側(cè)的所述防護(hù)體上分別設(shè)置有所述測溫凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述裂解爐COT熱電偶，其特征在于所述測溫凹槽將所述測量頭端部和所述防護(hù)體分離。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述裂解爐COT熱電偶，其特征在于設(shè)所述測量端伸入到所述裂解爐管部分在所述裂解爐管的橫截面上的投影面積為a ；所述裂解爐管內(nèi)腔在所述橫截面上的投影面積為b ；則，a/b的值為1. 2 2. 5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述裂解爐COT熱電偶，其特征在于所述防護(hù)體伸入到所述裂解爐管部分的體積為1200-6500立方毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述裂解爐COT熱電偶，其特征在于在所述連接法蘭上設(shè)置有吊環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述裂解爐COT熱電偶，其特征在于在所述連接法蘭上設(shè)置有推頂螺孔；所述裂解爐COT熱電偶還包括與所述推頂螺孔匹配的推頂螺栓；所述推頂螺栓推頂所述連接法蘭移動的距離小于等于1厘米。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述裂解爐COT熱電偶，其特征在于所述COT熱電偶裝配到所述裂解爐時，所述下保護(hù)管和測量端從設(shè)備連接管的一端伸入，所述設(shè)備連接管的另一端與裂解爐管連通；所述下保護(hù)管的外壁與所述設(shè)備連接管內(nèi)壁之間的距離小于等于2毫米。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述裂解爐COT熱電偶，其特征在于所述測量端在所述下保護(hù)管軸線方向的長度為50-120毫米。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述裂解爐COT熱電偶，其特征在于所述鎧裝熱電偶包括兩個熱電極，所述兩個熱電極的平行部分的間距L為0. 73-1. 08毫米。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述裂解爐COT熱電偶，其特征在于所述熱電極與所述鎧裝熱電偶的保護(hù)管內(nèi)壁之間的最小距離M為0. 73-1. 08毫米；L與M相等。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述裂解爐COT熱電偶，其特征在于所述接線盒的材質(zhì)為球墨鑄鐵。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述裂解爐COT熱電偶，其特征在于所述密封連接裝置包括順序連接的密封連接件、填料密封連接件；所述密封連接件與所述上保護(hù)管連接，所述填料密封連接件與所述連接法蘭連接；所述密封連接件與所述填料密封連接件之間設(shè)置有圓柱形石墨密封墊；所述填料密封連接件與所述連接法蘭之間設(shè)置有錐形石墨密封墊。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種裂解爐COT熱電偶，包括順序連接的接線盒、上保護(hù)管、隔漏密封裝置、連接法蘭、下保護(hù)管和測量端；連接在一起的所述上保護(hù)管、隔漏密封裝置、下保護(hù)管和測量端形成一內(nèi)腔，在所述內(nèi)腔中設(shè)置有鎧裝熱電偶，所述測量端包括防護(hù)體和測量頭，所述測量頭與所述防護(hù)體連接成一體；在所述測量頭和所述防護(hù)體連接處設(shè)置有測溫凹槽。本發(fā)明的COT熱電偶的熱穩(wěn)定性好，測量精度高。
文檔編號G01K7/04GK102507032SQ20111034502
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者吳加特, 吳方立, 王玉華, 陳靜, 黃滿 申請人:吳方立