[发明专利]裂解炉COT热电偶

说明书

技术领域

本发明涉及一种热电偶，特别涉及一种用于测量乙稀装置裂解炉区温度的热电偶。

背景技术

在乙烯裂解炉中需要设置测量裂解炉区温度的测温元件，以监控裂解的过程。为达成这一目的，主要方式是在裂解炉辐射段炉管出口处设置热电偶，测量该出口处的温度，采用的热电偶被称为COT(Coil Outlet Temperature)热电偶。

热电偶的工作原理是基于热电效应。热电效应是指两种不同材质的导体(在热电偶中被称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路，当两个接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势。热电偶的主要元件就是热电极，为了保护热电极，需要将热电极设置在保护管中，保护管中还填充有绝缘材料，这种热电偶被称为铠装热电偶(参见图3)。热电偶接触到被测介质的一端为工作端，另一端为冷端。冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势表征温度。热电偶的热电势是热电偶工作端的两个热电极温度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端温度差的函数。所产生的热电势的大小，当热电极的材料是均匀时，与热电极的长度和直径无关，只与热电极材料的成份、工作端与冷端两端的温差有关。当热电极的材质确定后，所产生热电势的大小只与工作端与冷端的温度差有关。进一步，如果冷端的温度保持一定，热电势仅是工作端温度的单值函数。

当裂解炉处于工作状态时，其内部的环境是：温度在800℃-900℃之间，被测流体介质的流速为138-175m/s。由此可见，COT热电偶应当具备一定的耐冲刷保护措施，使得在这样严酷的工作环境下仍可准确、高效地测得流体介质的温度。

图1显示了现有的一种COT热电偶，包括顺序连接的接线盒1、隔漏密封装置2、连接法兰3、下保护管4和测量端5。隔漏密封装置2、连接法兰3、下保护管4和测量端5连接后，形成了一个长条状的内腔6，铠装热电偶设置在内腔6中。所述铠装热电偶的工作端位于测量端5内，测量端5与被测介质接触进行测量；所述铠装热电偶的冷端位于接线盒1内，与电缆连接。由于下保护管4和测量端5会与被测流体介质接触，因此，下保护管4和测量端5都由耐高温合金材料制成，并进行提高耐磨性的表面处理。隔漏密封装置2主要作用是：第一，如果测量端5破裂，高温流体沿着铠装热电偶向上泄漏时，隔漏密封装置2有效阻隔流体，避免高温流体进一步外泄；第二，隔离下保护管4和测量端5这一侧的高温，避免对接线盒内冷端的温度产生影响。

COT热电偶的一个重要指标是保持精度，这体现在三个方面：COT热电偶的灵敏度、热稳定性(即工作状态下的尽可能使COT热电偶在较长时间内避免测量精度下降)和使用寿命。

发明内容

为了提高COT热电偶的所述精度及使用寿命，确保乙烯炉产量和质量的明显提高，本发明提供了一种裂解炉COT热电偶。

本发明的技术方案如下：

一种裂解炉COT热电偶，包括顺序连接的接线盒、上保护管、隔漏密封装置、连接法兰、下保护管和测量端；连接在一起的所述上保护管、隔漏密封装置、下保护管和测量端形成一内腔，在所述内腔中设置有铠装热电偶，所述测量端包括防护体和测量头，所述测量头与所述防护体连接成一体；在所述测量头和所述防护体连接处设置有测温凹槽。

制造所述铠装热电偶的过程中，环境相对湿度小于等于25％。

所述防护体为棱台和棱锥的结合体，所述棱台的下底面靠近所述下保护管设置，所述棱锥的下底面设置在所述棱台的上底面上。

在所述测量头和所述防护体的连接处，所述防护体的宽度大于所述测量头的宽度；在所述测量头两侧的所述防护体上分别设置有所述测温凹槽。

所述测温凹槽将所述测量头端部和所述防护体分离。

设所述测量端伸入到所述裂解炉管部分在所述裂解炉管的横截面上的投影面积为a；所述裂解炉管内腔在所述横截面上的投影面积为b；则，a/b的值为1.2～2.5％。

所述防护体伸入到所述裂解炉管部分的体积为1200-6500立方毫米。

在所述连接法兰上设置有吊环。

在所述连接法兰上设置有推顶螺孔；所述裂解炉COT热电偶还包括与所述推顶螺孔匹配的推顶螺栓；所述推顶螺栓推顶所述连接法兰移动的距离小于等于1厘米。

所述COT热电偶装配到所述裂解炉时，所述下保护管和测量端从设备连接管的一端伸入，所述设备连接管的另一端与裂解炉管连通；所述下保护管的外壁与所述设备连接管内壁之间的距离小于等于2毫米。