延长硫锌矿制硫酸沸腾炉热电偶使用寿命方法

2016/7/29 19:48:03 人评论 次浏览 分类:温度测量  文章地址:http://www.textrasoft.com/tech/370.html

硫铁矿制硫酸生产线分为焙烧、净化、干吸和转化四个工段,沸腾炉是焙烧工段主要设备,焙烧温度1050度,通常硫铁矿制酸沸腾炉热电偶通常安装在沸腾炉底部、中部、上部、顶部、沸腾炉出口(余热锅炉进口)这几个位置。在正常生产时炉底风机推动空气流通过风帽上小孔使硫铁矿粉(硫锌矿粉)在沸腾炉内沸腾燃烧,热电偶处长期于高温、炉料冲刷磨蚀和二氧化硫气体腐蚀的环境中,硫铁矿制酸沸腾炉热电偶必须满足耐磨损、耐腐蚀、耐高温和长寿命的要求。

国内很多硫铁矿制酸企业反馈硫酸沸腾炉测温热电偶在使用中存在以下问题:
1、装在硫酸沸腾炉上的热电偶外套管在靠近炉壁容易弯曲,导致管内热电偶很难顺利取出,外套管更换困难。
2、外层护管弯曲后压迫硫酸沸腾炉热电偶保护管导致弯曲(指使用不锈钢保护管的热电偶)或破损(指使用瓷管的热电偶)。
3、硫酸沸腾炉热电偶偶丝寿命短,平均使用寿命一两个月。

硫铁矿制硫酸沸腾炉测温点通常安装有温度传感器外套管和装配热电偶,不同成分和含硫的硫铁矿在焙烧过程中沸腾炉内同一测温点的温度略有不同,沸腾炉底层温度通常为950-980℃,底层温度通常为980-1000℃,上层温度通常为1000-1050℃,最容易损坏更换的是底部沸腾炉热电偶。延长硫铁矿制硫酸沸腾炉热电偶使用寿命应从热电偶外套管和热电偶生产两方面入手才能最大程度解决上述存在的问题。

硫锌矿制酸沸腾炉热电偶安装示意图


1、硫锌矿制酸沸腾炉热电偶外套管选用什么材质?
目前最经济实惠的外套管材质是ZGCr28高铬铸铁管,它与沸腾炉风帽为同一材质,在国内数百家硫酸厂成熟运用。ZGCr28高铬铸铁管可长期工作在1150度以下,在1200度以下不变形,最高使用温度为1300度,它具有耐高温、耐腐蚀和耐磨性能,可使热电偶使用寿命提高数倍。

2、如何安装硫锌矿制硫酸沸腾炉热电偶外套管?
沸腾炉热电偶外套管炉内插入长度以能迅速准确反映炉膛温度为合适,插入长度300-350mm为最佳,太短则测量值偏低温度不准确,太长则靠近炉壁部分弯曲程度及磨损加剧。硫酸沸腾炉热电偶外套管规格为Φ38×25mm(外径×内径),外套管总长约为插入长度300mm+炉壁厚度+炉壁外预留100mm。
ZGCr28高铬铸铁管与炉壁之间缝隙建议用高温石棉绳填充紧固,不松动且不让二氧化硫气体外泄,热电偶插入外套管顶部即可测温。

3、如何选用硫锌矿制酸沸腾炉热电偶?
在1000℃温度范围测温,选用经济实惠的K型热电偶。北京快3APP硫锌矿制酸沸腾炉热电偶在硫酸行业使用寿命通常为4-12个月。硫锌矿制酸沸腾炉热电偶和常规装配式热电偶略有不同:
①硫锌矿制硫酸沸腾炉热电偶外护管选用高纯度高铝或刚玉瓷管。如选用1Cr18Ni9Ti不锈钢管,我厂推荐使用在900℃和较低腐蚀环境中;其他耐高温耐腐蚀耐磨材质价格便宜,使用成本高。
②选用德国K型高温热电偶偶丝,提高热电偶使用寿命。
 
国产K型热电偶广泛应用在400-1300℃温度范围内的氧化性和惰性气氛中的温度测量,但K型热电偶在周围环境的氧含量较低并稳定在某个范围时,容易产生绿蚀(铬的选择性氧化),“绿蚀”现象在800-1100℃尤为突出;此时热电偶除热电偶丝材表面呈现绿色的氧化层外,严重的还会出现表面凹陷现象,直接的结果是热电偶出现测温偏差和脆断,偏差程度20-100℃之多。

我们选用德国K型热电偶偶丝生产硫酸沸腾炉热电偶,是因为该偶丝与我国国产偶丝成分有不同,抗高温氧化性能、长期稳定性和使用寿命更好。

热电偶丝材产地

热电偶偶丝正极成分及含量(KP)

热电偶偶丝负极成分及含量(KN)

中国

   铬 Cr     10% 
   镍 Ni     90% 
   铝 AL     0%

         镍 Ni     97%
         硅 Si   3%

德国

   铬 Cr     9.6% 
   镍 Ni     89.3%
   铝 AL     1.10%

         镍 Ni     94%
         硅 Si   1.67%
         锰 Mn   1.9%
         铝 AL   1.27% 
         钴 Co     0.65%


从上表中可以看出,国产和德国K型热电偶偶丝的正极与负极主要成份基本相同,但德国丝材还添加了其他元素,从而确立了德国丝材所具有的抗高温氧化性能和长期稳定性。经硫酸厂长期使用证明,德国产Nicrobell合金偶丝裸露在高温和存在高浓度二氧化硫气体中使用,其寿命为国产偶丝的3-6倍。

③选用直径Φ2.5mm德国K型热电偶丝材生产热电偶。热电偶丝材直径粗细程度不影响测温精度,只与热电偶使用寿命有关系。硫锌矿制酸沸腾炉热电偶ZGCr28外套管内孔为Φ25mm,我厂选用Φ20mm热电偶保护管其目的就是为了装入较粗直径的偶丝,最大程度延长热电偶使用寿命。
④硫锌矿制硫酸沸腾炉热电偶采用无固定装置结构形式,常用型号为WRN-1320D-1000。

硫锌矿制酸沸腾炉热电偶
4、硫锌矿制硫酸沸腾炉热电偶如何安装?
热电偶直接插入已固定在在沸腾炉炉壁上的ZGCr28高铬铸铁管即可以使用。要保证外套管内无杂物,保证热电偶插到外套管顶端;外套管与热电偶间隙需要用石棉绳密封,并且不耐损坏高温热电偶瓷保护管。在更换热电偶过程中应注意以下两方面:
①在停产后更换热电偶时,应该让热电偶随炉一起升温。
②在生产过程中更换硫酸沸腾炉热电偶,炉内温度与环境温度存在巨大温差,热电偶瓷管骤然从常温到几百度高温容易膨胀不均匀发生断裂,应插入小部分后待热电偶温度提高后再缓慢插入一小段,分几次完成。

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