解決方案

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  GE氣化爐具有高溫、高壓、氧化性和還原性氣氛共存、強衝刷、溫度壓力驟變的特殊工況。燃燒室操作溫度為1350℃~1500℃,操作壓力2.5~8.7MPa。焰氣含有CO、H2、CO2、H2O、CH4、Ar、N2及H2S等組分;煤灰熔點為1310℃~1370℃。燃燒室殼體與內襯耐火磚因受熱膨脹係數不同,易發生相互剪切。最關鍵的是,因氣化爐內衝刷磨損極為嚴重,所以溫度計的測點必須位於距爐牆內壁15~25mm處。但是爐壁在砌製過程中難以保證均勻一致,而正因爐內衝刷和磨損的存在,爐壁在生產進程中會發生不可避免的逐漸減薄的變化。
  1.1.2 對溫度計的性能要求
  由於上述的特殊工況,要求測溫傳感器必須具備的性能包括:能承受達1600℃的高溫和8.7MPa的高壓;能同時抵抗氧化性和還原性氣氛的雙重腐蝕;具有可調整的插入長度和可隨動的結構,當內襯發生厚度變化和扭曲剪切時,能進行相應的結構變化。
  1.1.3 解決方案
  針對這些要求,研製的“氣化爐可調防振熱電偶”通過特殊的材料選用和結構設計,滿足了氣化爐工況對溫度傳感器的苛刻要求,是一種可調防振、耐衝刷、抗氧化、多級阻漏的氣化爐專利產品。
  首先,熱電偶的主體結構采用可調防振的設計理念,其突出特征是當氣化爐爐壁襯裏厚度發生變化時,熱電偶可通過伸縮結構±100mm範圍內進行調節,以實現測量元件始終保持在最佳位置。當爐殼和內襯發生剪切時,利用萬向轉球可使探頭隨傾斜而進行旋轉,並在限位管和減振彈簧的作用下,使振動得以緩解,避免了熱電偶在爐牆發生變形時,產生應力剪切造成折斷。具有多級阻漏的結構設計,如果熱電偶套管發生損壞,可防止爐內氣體通過套管與大氣對流,致使爐內高溫傳導甚至泄漏而發生的安全隱患,體現安全意識和環保理念。
  其次,保護管材料采用通過無壓燒結亞微米碳化矽粉末製造的進口碳化矽材料,該材料具有陶瓷和金屬的雙重特性,即使在超過1750℃高溫時,仍能可靠的使用,但其熱導性與不鏽鋼相當,是氧化鋁的5倍;其硬度是僅次於金剛石的最硬的高性能材料之一;小於10μm的超細結晶,經氦氣檢漏測試,其氣孔率幾乎為0,可有效阻止H2和CO通過管壁上的氣孔對熱電偶絲造成損壞;超高的硬度和密度,使其具有理想的耐磨損性能,能長期抵抗物料的衝刷,即使在超高溫度下也能工作於氧化性和還原性氣氛,以及強酸強堿的腐蝕性環境中。