[发明专利]一种高温煤气化装置炉衬材料厚度在线监控和预警方法

权利要求书

1.一种高温煤气化装置炉衬材料厚度在线监控和预警方法，方法适用于高温煤气化装置，其炉型主体为圆筒状筒身、多层耐火材料组合砌筑的封闭式炉体结构，炉体内有且仅有一个内热源，其特征在于：在线监控和预警方法的具体步骤如下：

（1）根据气化装置的炉衬材料配置数据和炉体结构数据，绘制气化装置的炉衬结构3D模型图；

（2）使用有限元分析软件模拟计算气化装置运行时炉内各部位的温度场分布，绘制温度在1250℃-1650℃内的工作衬材料热面温度T1和工作衬材料冷面温度T2间的温差ΔT与工作衬材料厚度L1的对应关系曲线，即为ΔT-L1参考曲线，并根据工作衬材料允许最低厚度Ld确定服役终末期预警温差ΔTd；

（3）根据温度场分布结果，确定气化装置的温度监控区域，在各温度监控区域设置温度监控热电偶组，所述的温度监控热电偶组，每个温度监控热电偶组包含2支热电偶，设置于工作衬材料热面的热电偶为铠装式热电偶，热电偶丝外部具有金属或陶瓷保护套，设置方法为通过炉衬材料各层打孔后插入，探入深度与工作衬材料热面平齐，炉衬材料与热电偶保护套间隙由耐火水泥填充；设置于工作衬材料冷面的热电偶为经绝缘陶瓷纤维包覆的热电偶丝，设置方法是与炉衬材料同时砌筑，热电偶丝埋设于各层材料砖缝处，热电偶工作端紧贴工作衬冷面，位置在铠装式热电偶打孔点位半径＜5cm的圆周上；同组热电偶末端均具有密封法兰或石棉橡胶垫片结构，可严格密封于炉体钢壳孔处；

（4）利用记录仪连续采集并记录气化装置 运行时工作衬材料热面温度T1和工作衬材料冷面温度T2，设置温度监控规则，绘制温度-时间曲线；

（5）对所绘制的温度-时间曲线进行分析，给出炉衬残余厚度、炉衬剥落时间、炉衬安全厚度预警：根据温度监控规则得到工作衬材料热面/冷面的实时温差，对照ΔT-L1参考曲线获取工作衬材料厚度L1；利用温度-时间曲线中工作衬材料冷面温度T2曲线的波动情况判断工作衬材料的剥落时间；当温度-时间曲线中T1与T2曲线间差值接近ΔTd时进行炉衬厚度安全预警。

2.如权利要求1所述的一种高温煤气化装置炉衬材料厚度在线监控和预警方法，其特征在于：在同一温度区域内沿炉壁等水平线设置不少于2组的温度监控热电偶组；温度监控热电偶组需沿气化装置炉体中心对称。

3.如权利要求1所述的一种高温煤气化装置炉衬材料厚度在线监控和预警方法，其特征在于：所述的记录仪是一种具有数显功能的无纸记录仪，可同时连续监控多组温度监控热电偶组的数据，可根据使用需求调整数据记录步进，可直接绘制温度-时间曲线。

4.如权利要求1所述的一种高温煤气化装置炉衬材料厚度在线监控和预警方法，其特征在于：所述的温度监控规则为：在气化装置烘炉阶段，进行温度监控规则设置；烘炉过程中维持烘炉温度±50℃的温度范围内，采用记录仪记录工作衬材料热面温度T1和工作衬材料冷面温度T2沿运行时间的变化趋势，根据T1曲线与T2曲线在温度发生等幅度变化时存在的时间差值，确定温度监控滞后时间参数Δt，在实际进行温度监控过程中获取某一时间节点t0时的工作衬材料冷面温度T2后，需采用时间节点t1=t0-Δt时的工作衬材料热面温度T1作为同一组T1/T2温度数据，计算得出ΔT；以此方法在气化装置运行过程中，选择运行温度波动小于±50℃的时间段，获取时间范围15min-30min内多组T1/T2温度数据，计算得出多组ΔT，对这些ΔT数据按记录仪数据记录步进进行平均得到。

5.如权利要求1所述的一种高温煤气化装置炉衬材料厚度在线监控和预警方法，其特征在于：气化装置的温度监控区域至少为两个。