[发明专利]气化炉热电偶及其热电偶保护套管的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热电偶，尤其涉及一种抗高温氧化还原、耐灰渣冲刷和耐熔渣腐蚀的气化炉热电偶及其热电偶保护套管的制作方法。 

背景技术

在石油、化工等工业生产过程中，特别是煤化工行业煤制油、煤制气产业发展迅速的时期，气化炉的应用越来越广泛。气化炉也是大型化肥工程中制取合成氨的关键设备，重油裂化气化炉也是以重油为原料生产合成氨原料气的关键设备。重油裂化气化炉工作压力为2.5～8.5Mpa，工作温度为1350℃～1500℃，炉内介质成分中含有高浓度的氧气和高压蒸汽，炉内正常状态属于交替的氧化——还原气体。特别是加压煤粉气化炉是以水煤浆为原材料制取合成氨的气体原料的关键设备，气化炉燃烧室不但高温、高压，并且含有多重复杂焰气工况。燃烧室工作温度1450℃～1600℃，工作压力为2.5～6.5Mpa。煤灰熔点为1310～1370℃之间。由于炉气氧化——还原作用、超高的工作温度、灰渣冲刷、熔渣腐蚀等联合作用，工作环境更加苛刻。贵金属热电偶是气化炉重要的测温设备，目前的热电偶保护套管受工作环境的影响很易在短时间内被严重腐蚀、磨穿而产生开裂或断裂，使用寿命一般为15天～3个月，没有定期，需要经常更换，因此生产成本很高。这个问题到目前始终没有能够得到很好的解决。 

发明内容

本发明主要解决原有热电偶由于热电偶保护套管受工作环境的影响很易在短时间内被严重腐蚀、磨穿而产生开裂或断裂，使用寿命较短，需要经常更换，生产成本较高的技术问题；提供一种气化炉热电偶及其热电偶保护套管的制作方法，其热电偶保护套管耐高温、耐高压，既耐氧化性气体，又耐还原性气体，既抗高温熔渣腐蚀，又不会结焦，具有很好的抗热冲击性能，在炉温强烈波动时不开裂、不断裂，在高温、高压下有足够强的机械强度和耐高温熔渣冲刷能力，因此大大延长了热电偶保护套管及气化炉热电偶的使用寿命，减少更换频率，从而降低生产成本。

本发明另一目的是提供一种气化炉热电偶，其既伸缩可调，又有较好的堵漏功能，在工况特别恶劣的情况下，即使生产期间热电偶保护套管发生开裂或断裂，被测介质也不会往设备外泄漏，达到既抗震又堵漏的双重效果，安全性能高。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明的气化炉热电偶，包括热电偶及套在热电偶外的热电偶保护套管，所述的热电偶保护套管包括一端封闭的非金属保护管和包围在非金属保护管外侧面的金属外保护管，非金属保护管和金属外保护管之间设有第一粘结层，所述的金属外保护管的外表面设有一层保护层。热电偶保护套管由多层构成，由分层制作而成。测温时，非金属保护管与气化炉中介质直接接触，能在高温、高压下可靠使用，硬度高。但非金属保护管毕竟不是金属材料，长度越长，其抗蠕变和抗应力断裂性能就越差，又无法与金属材料轻易焊接。因此，在非金属保护管的外侧面包裹有一段金属外保护管，从而增强抗蠕变和抗应力断裂性能，还便于与金属材料进行焊接，便于安装。非金属保护管和金属外保护管之间用高温粘结剂进行粘结，在1500℃左右时，金属外保护管与高温粘结剂会形成复合状态，进一步提高热电偶保护套管的强度及抗蠕变和抗应力断裂性能。保护层的设置，提高金属抗氧化和抗还原性能。因此，本发明的热电偶保护套管，耐高温、耐高压，既耐氧化性气体，又耐还原性气体，既抗高温熔渣腐蚀，又不会结焦，具有很好的抗热冲击性能，在炉温强烈波动时不开裂、不断裂，在高温、高压下有足够强的机械强度和耐高温熔渣冲刷能力，大大延长了热电偶保护套管及气化炉热电偶的使用寿命，减少更换频率，从而降低用户生产成本。

作为优选，所述的金属外保护管的顶端和所述的非金属保护管的开放端齐平，金属外保护管的长度大于二分之一的非金属保护管的长度。金属外保护管基本包裹非金属保护管的整个外侧面，金属外保护管和气化炉炉膛部分环境接触，非金属保护管只有包括封闭端的一小段裸露在金属外保护管外，与气化炉内需要测温的介质直接接触，确保测温的准确性。