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浅述:加氢装置反应器床层用热电偶的选型与使用规则
添加时间:2020-08-05

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       热电偶是工业上*常用的温度检测元件之一,其侧量精度高,测量范围广。常用的热电偶从-50℃~+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶*低可测到一269'C(如金铁镍铬),*可达+2800'C(如钨一徕)。热电偶的种类常用的有装配式和铠装式两大类。铠装式热电偶是将测温元件、绝缘材料(通常是氧化镁)装入金属管(通常为不锈钢)拉制而成。具有直径小、耐高温、耐高压、可弯曲和热反应快等特点。
       在加氢装置中,反应器中的催化剂会发生径向升温现象,当温升过高而不加以控制时会发生很严重的后果。例如会使反应物在高温的区域内发生激烈反应,放出更多的反应热量,进而使反应温度升高形成恶性循环引起反应器催化剂床层飞温,引发事故。因此对反应器床层的温度进行检测是十分必要和重要的。
 
2、加氢反应器用传统热电偶
    (1)单点热电偶
    传统的热电偶为一个法兰接口伸入一个测温点,例如需要4个测温点,那么就必须在反应器上安装4个法兰接口,伸入4支热电偶;如图1所示。
伸入4支热电偶图
    这种方式的热电偶横向插入设备内保护套管中,测量床层直径15%-30%处的温度.其结构简单,安装固定方便。但由于各个测温点均要在反应器上卡口,设备开口多,泄露点也相对增加。而且热电偶在催化剂的向’下压力作用下使保护套管容易弯曲或断裂。现在一般已经不采用这种方式测晕。
    (2)专用套管的多点热电偶径向安装
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    如图2所示为此种方案反应器设置专美用于安装热电偶用的保护套管,一端固定,另一端有支架或吊架。保护套管可由反应器设备*来制作。如图3所示(以压力为1500LB为例),上下相邻的热电偶套管方位呈90。交错并留有足够的安装空间。用这种方式测量温度,由于热电偶贯穿反应器直径,因此催化剂的装卸会不大方便,并且催化剂也会对其造成一定程度的挤压,因此当反应器的直径大于2米左右时便不适宜采用此方式。
反应器多点铠装热电偶设备*委托
    (3)共用法兰型的单点柔性热电偶
    如图4所示,利用一个法兰接口伸入多个单根热电偶,将多根热电偶焊接在一个法兰上。其优点是减少了反应器的法兰接口,有利于设备的制造,缺点是多跟热电偶从尸个法兰进入,使得法兰上焊点增多,技术复杂。焊接点非常薄弱,容易发生泄漏:安装复杂,对技术的要求较高,并且会对反应器其他内构件的安装带来不便。在催化剂填充过程中容易发生意外,从而造成热电偶的损坏.
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    近年来,随着加氢装置的大型化和对产品质量的进一步要求,对反应器床层温度的测量也同时提出来更高的要求,多点铠装热电偶应运而生。它是一种可以检测多个温度点的热电偶,不需要在设备内部设置加厚的承压套管,热电偶本身铠装套管能够承受压力,并且可以弯曲。只需要一个开口就可以在反应器同一平面或者不同位置进行测ht温度;如图5所示。
多点铠装热电偶安装示意图
 
图5 (a)所示为单管单点方式。1套法兰上有多支独立的铠管,每个铠管是1支单点铠装热电偶,分别测量各个测温点.采用这种方式测量,单支铠管的破坏不会影响其他点.但由于每个测量点都要分别股低昂,安装时间长,安装支架也比较复杂.
    图5 (b)所示为单管多点方式。I套法兰上有1支或多支独立的铠管,每个铠管中包含不同长度的多点热电偶,可以测量同一层或不同层平面上的多个温度点.采用这种方式测量,每支铠管中可以有4-11个热电偶点,每套法兰可以装多支铠管,温度测量点更多,泄漏点更少,配置更灵活了.热电偶偶丝之间其隔离作用的是氧化镁,氧化镁经过压缩、挤压和烘干等措施充分保证了热电极与有害介质的隔离和绝缘,并且有效地防止了偶丝的损耗和磨损。
 
4多点铠装热电偶的安装
    多点铠装热电偶不需要在反应器内部提供套管,需要的是安装支架和支撑,可以在反应器器壁上固定或利用反应器分配盘来固定。由反应器供货商提供详细的图纸和要求给反应器制造厂并在制造厂里完成焊接工作。
    当在反应器底部对多点热电偶进行支撑时,由反应器制造商将支撑件焊接在内壁上,采用横梁或托架与预先焊接在内壁上的支撑件相连接。若内壁无法焊接可以将热偶的安装支架固定在反应器出口收集器上,位置尽量与测温点水平。当在反应器床层下部需要对多点热电偶进行支撑时,位置要尽量靠近塔盘,由反应器制造商将基本安装支撑件焊接在反应器塔盘的支撑横梁上,采用螺栓连接支撑件,将热偶支撑在横梁的上方。当在反应器床层上部需要对多点热电偶进行支撑时,由反应器制造商将支撑件焊接在反应器横梁上,采用一些吊架,将热电偶吊在反应器横梁的下方。
    通常多点铠装热电偶厂商会随热电偶带配套的接线盒,因此,设计人员在考虑热偶接线时应注意到此点,以免造成不必要的浪费。
    设计人员与多点铠装热电偶供货商的沟通协调十分必要.热电偶厂商通常会根据实际项目情况,提出合理的支撑方案供设计人员来参考。
 
5、结论:
    随着自动化程度的不断提高,加氢技术的发展,多点铠装热电偶在国内外的炼化装置中得到了越来越多的应用,传统气相加氢上已经正在慢慢兴起的液相加氢技术中反应器床层温度测量更多的选择多点铠装热电偶。其测量点数多、响应快、安全可靠等许多优点满足了温度反应器床层温度测量的要求。

{以上信息由上海自动化仪表三厂整理发布


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