[实用新型]一种尿素合成塔热电偶测温装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及化肥行业工业仪器仪表，公开了一种尿素合成塔热电偶新的测温方法，特别为尿素生产的安全运行起保障作用。

背景技术：

尿素合成塔是化肥生产的关键设备之一，是供二氧化碳、液氨在高压19.6MPa和高温188±2℃条件下合成尿素的主体设备。尿塔底部温度为175～183℃，中部温度为180～188℃，顶部温度为183～190℃，符合尿素腐蚀的形成条件。对不锈钢材料衬里的尿素合成塔来说，使用温度的上限是190℃，高于此温度，介质对不锈钢的腐蚀速率将成倍增加。因此对尿素合成塔的结构和耐蚀材料给予极大注意。

目前尿素合成塔顶部测温方法是在顶盖开孔，热电偶固定在一个法兰上部，法兰与顶盖之间垫上透镜垫密封材料后用螺栓固定在顶盖上，热电偶末端感温探头穿过法兰中央孔及顶盖开孔伸入塔内腔上部，完成顶部测温，而合成塔中部、底部测量则是在合成塔塔体中部、底部各钻一个孔后，将固定有热电偶的两个法兰分别焊接在这两个孔的外表面，两个热电偶的感温探头分别伸入塔内测量，也就是说中部、底部热电偶的固定依靠法兰焊接固定。

专家们搜集整理了国内外尿素合成塔爆炸的事故案例和国内因层板严重应力腐蚀开裂而报废的尿素合成塔案例的分析，尿素合成塔下段热电偶开口接管焊缝处存在的应力集中是该塔应力腐蚀开裂发生物理爆炸的重要诱因。

发明内容：

本实用新型的目的是克服上述缺陷，提供一种尿素合成塔热电偶测温装置。

本实用新型的方案是：包括合成塔顶盖开孔，热电偶固定在法兰上部，法兰透镜垫密封结构安装在顶盖上，热电偶感温探头穿过法兰中央孔及顶盖开孔伸入塔内，其特征在于法兰中央孔内圆高压静配合套接的不锈钢管一直伸入合成塔底部位置，不锈钢管底部封闭，法兰上方安装有三个热电偶，三个热电偶的感温探头都套装在套接的不锈钢管内，三个感温探头在不锈钢管内的位置相对应于合成塔内腔的顶部、中部、底部位置。

本实用新型的优点在于：该温度测量采用不锈钢高压套管法兰透镜垫密封结构装在塔盖上，套管内直插梯度多点式，根据工艺要求选上、中、下多点式铠装热电偶，取代了原塔体中间段和下段开口分别安装热电偶的测量形式，全面消除塔中间段和下段热电偶开口处焊缝存在的应力集中问题，具有高可靠性、操作简单方便、经济实用，完全满足了尿素工艺生产控制要求。

附图说明：

附图为本实用新型结构示意图。

具体实施方式：

本实用新型的结构包括合成塔(4)顶盖开孔，热电偶(1)固定在法兰上部，法兰透镜垫密封结构(2)安装在顶盖上，热电偶(1)感温探头穿过法兰中央孔及顶盖开孔伸入塔内，其特征在于法兰中央孔内圆高压静配合套接的不锈钢管(3)一直伸入合成塔(4)底部位置，不锈钢管(3)底部封闭，法兰上方安装有三个热电偶(1)，三个热电偶(1)的感温探头都套装在套接的不锈钢管(3)内，三个感温探头在不锈钢管(3)内的位置相对应于合成塔(4)内腔的顶部、中部、底部位置。

依靠不锈钢管(3)热传导，热电偶(1)感温探头将顶部、中部、底部的温度实施检测。

对合成塔(4)顶部温度取口进行改造，原温度接口是M12×1.5改为PN22MPa DN10～DN15高压透镜垫法兰密封面，塔内置一支不锈钢￠24mm～￠32mm的热电偶(1)高压套管，制作长度可根据合成塔(4)下段的温度检测位置而对应，确保多芯热电偶(1)完全插入，并每芯长度准确对应上、中、下位置。

根据工艺要求选上、中、下多点式铠装热电偶(1)，热电偶(1)芯为￠1mm～￠5mm，体积小。

将塔内每块塔盘做改造，即在热电偶(1)高压套管直插方向的位置预开孔，均等开孔直径比套管略大，允许￠24mm～￠32mm热电偶(1)高压套管直插入，中部塔盘设2～3处相对定位套管，装该定位套管塔盘时需预装热电偶(1)套管准确定位，这样合成塔(4)塔体中间段和下段不再开热电偶(1)安装孔，全面消除塔中间段和下段热电偶(1)开口处应力集中问题。

经过上述改造后，将热电偶(1)上、中、下多芯引线分别与温度显示记录仪或DCS控制系统连接形成检测回路，自动实现塔内上、中、下多点温度的检测，从而满足尿素工艺生产控制要求。