气化炉热电偶工作寿命短的内在原因
最后编辑:2009-12-12 10:35 阅读次数:320
 水煤浆气化炉热电偶(以下简称热电偶)工作寿命短,主要取决于两方面因素,
  1.热电偶本身的内在质量:这是决定气化炉热电偶工作寿命长短的决定性因素。由于在热电偶所处的工作环境中,不仅有高温、高压,还有炉渣及有害气体的腐蚀、高温高速喷入的水煤浆的冲刷,因此,对热电偶测温元件“B型热电偶丝”的保护是至关重要的,制造这种热电偶的核心技术也就在于如何保护好“B型热电偶丝”不受炉内有害气体和物质的侵害。这种核心技术主要分两部分:
  (1)与“B型热电偶丝”直接接触的高温陶瓷保护管及绝缘管应几乎不含SiO2、Fe、Na、K等有害物质,(对于Al2O3材质的保护管,其纯度应在99.97 %左右),且“孔隙率”必须是接近于“零”的高技术材料制造的。近年來,国外有的厂家竟然使用价格极为昂贵的“兰宝石”作热电偶保护管就是这个道理。而国内目前制造气化炉热电偶使用的高温陶瓷保护管其Al2O3的纯度名义上为99.3 %,而实标上还不到99.0 %,甚至更低。这种高温陶瓷保护管中含的SiO2、Fe、Na、K等有害物质的含量比国外产品高出一个数量级以上。其中,SiO2在高温下、在有还原性气体H2、CO存在时,可被还原Si,Si附着在“B型热电偶”含铂的偶丝上后,可形成多种铂的低熔点金属间化合物,其中有一种是Pt5Si2,其熔点仅为830℃。这种化合物一旦形成,“B型热电偶丝”自然就被熔断了。国内目前制造的高温热电偶陶瓷保护管还有一个严重的缺欠:按我国的JC/T509-1994热电偶用热保护管标准,其气密性的标准为:在1.30Kpa负压下,10min,下降小于0.3Kpa即为合格。其孔隙率一般在1 %左右,吸水率%≤0.2。这种质量的热电偶保护管在1300℃-1450℃的高温、6.5 Mpa-8.7Mpa的高压下,炉内的H2、CO和其它有害气体极易渗入热电偶保护管内部,使“B型热电偶丝”造成“氢脆”、“碳中毒”等致命损坏,而且会使热电偶出现大幅度的漂移误差,使之失去工艺操作的参考价值。
  (2)气化炉热电偶的前部为高温陶瓷保护管(热膨胀系数约为7.3×10-6),而为了使之能夠安装在承受高压的金属制成的气化炉炉体上,其后部必须有一个能和炉体法兰密封结合在一起、由金属制成的热电偶法兰(热膨胀系数约为13.2×10-6)。如何将高温陶瓷保护管和由金属制成的热电偶法兰这两个热膨胀系数相差悬殊的材料封密结合在一起,使之在高温下,也不会因热膨胀系数相差悬殊而出现裂缝,这是制造这种高温高压热电偶的又一技术关键问题。这是因为:在二者的“结合部分”一旦因热膨胀量不同而出现裂缝,炉内的H2、CO和其它有害气体将在炉内高压的作用下進入偶体内部,对“B型热电偶丝”造成致命的损害。这是水煤浆气化炉热电偶工作寿命短的又一原因。本公司生产的高温高压气化炉系列热电偶利用自行研制开发的专利技术,成功的解决了上述两项技术难题。
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