[发明专利]一种裂解炉炉管外壁测温仪驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工领域，具体涉及一种裂解炉炉管外壁测温仪驱动装置。

背景技术

乙烯工业是石油化工行业重要基体，裂解过程是乙烯工业的关键技术之一。目前我国99%以上乙烯生产采用管式炉蒸汽热裂解技术，裂解炉运行状况直接影响乙烯收率和质量。在裂解炉中，炉管是其中的关键部件，起加热原料和反应器的作用。由于裂解炉炉管长期在高温的复杂环境下运行，易发生由于腐蚀、局部超温等引起的表面氧化、结焦以及高温导致的相变、机械性能下降，造成炉管出现渗碳、开裂、冲刷减薄、弯曲等形式的失效。可以说，在裂解炉管失效的多种形式中，大多数与温度有直接关系。温度是裂解炉管失效的主要影响因素，因此，对裂解炉最重要的操作之一就是监控炉管的失效状况，采取的手段是监测和比较炉管外壁温度和裂解炉辐射段炉管气体出口温度（简称COT）。

要实现实时高精度的裂解炉管外壁温度测量，理论上可用红外热像仪进行分析，但红外热像仪价格昂贵，需配套复杂的图像分析处理软件，且可靠性低、操作不方便，因此大大限制了它的推广应用。

目前，公知公用的测量裂解炉管外壁温度的方法是通过人工手持非接触的红外测温仪，经裂解炉观火孔，进行逐管定位，逐管测温。这种人工手持测温方法有以下困难：

1、观火孔小，能清晰观察到的炉膛范围比较有限。

2、作业环境恶劣：炉膛烟火大且温度高（达到1200℃），观火孔热辐射大，测温环境温度高，并伴有振动和噪音，测温环境恶劣。

3、炉管定位难：炉管排列无规律，管间时密时疏，偶有前后遮挡，并伴有微小晃动，因此难以准确定位。

4、温度测量值难以甄别：识别所测温度是炉膛内壁温度还是炉管外壁温度，具体是哪根炉管的温度十分困难。

5、炉膛烟火对红外测温扰动厉害，非线性补偿模型构建非常困难。

6、裂解炉经过长时间运行和多次检修，观火孔厚度、观火孔至炉管距离、观火孔形状及大小等发生了根本变化，重现性差。

现有技术中已经出现了克服现有的人工手持炉管外壁测温方法弊端的炉管壁温自动测量仪，如申请号为201410666748.5的中国发明专利文献公开了一种裂解炉炉管外壁与炉膛内壁的温度甄别方法及测量装置，该方法在通过红外测温模块非接触地测量炉管壁温时，同时通过激光测距模块测量被测对象的距离，从而达到自动测量壁温并甄别测温对象的目的。但是为了能观测到观火孔对应的全部炉管，测温仪在导轨上做水平移动时，还需在水平面上进行同步旋转。因此，测温仪的运动是双相运动，需进行同步，因此需要研发一种能驱动测温仪做双相运动的装置。另外，在测温仪做双相运动的过程中，测温仪发射的光斑也在移动，因此，为了保证测温仪能均匀扫描到观火孔对应的每根炉管，还必须对光斑的位置和速度进行控制。现在技术教导了在直线运动和曲线运动的情况下对光斑的位置和速度进行控制的方法，如申请号为2005100282901，名称为激光淬火时光斑位姿的控制方法的中国发明专利文献，它公开了一种控制光斑位姿的方法，但其针对的情况是曲线运动，并且其方案是被扫描的对象运动而发射光斑的探头不动，不适用于裂解炉炉管外壁测温仪驱动装置。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的缺陷，提供一种裂解炉炉管外壁测温仪驱动装置，采用的技术方案如下：

一种裂解炉炉管外壁测温仪驱动装置，包括两侧设有凹槽的导轨和测温驱动台，所述导轨上安装有齿条，所述测温驱动台包括底板，所述底板下方安装有若干个嵌入所述导轨凹槽的导轮，所述底板上安装有水平驱动电机和旋转驱动电机，所述水平驱动电机与齿轮连接，用于驱动测温驱动台沿着齿条在导轨上移动，所述旋转驱动电机与旋转器连接，所述水平驱动电机的速度和旋转驱动电机的角速度满足以下关系：

（1）

其中，ω是旋转驱动电机的速度，V₁是水平驱动电机的速度， H₁是导轨平面离裂解炉炉管平面的距离，H₂是导轨平面与裂解炉观火孔的距离，H₃是裂解炉观火孔深度。