摘要：锅炉运行期间，炉床温度作为锅炉安全、经济运行的指导性数据，其稳定、准确、灵敏性至关重要。通过分析循环流化床锅炉主床热电偶频繁损坏原因，对现有热电偶的安装进行改造升级，以较低的成本投入实现锅炉长期安全、经济运行。
关键词：锅炉；热电偶；套管；屏蔽套
一、引言
循环流化床锅炉相对链条炉有着燃煤适应性广，可充分利用发热量较低的无烟煤混合燃烧。同时，因锅炉内部结构设计存在一定优势，物料能在炉内循环，使得床温及物料燃烧充分。循环流化床锅炉具有热效率高、节能环保和负荷调节范围广等特点，被广泛应用在电力、食品及各类工业企业中。公司循环流化床锅炉为主副床结构，热电偶主要分布于主床、悬浮室及副床等位置，运行过程中主床热电偶容易出现测量数据不准确或无信号，停炉期间检查热电偶呈现变形、磨损，严重影响司炉人员对炉温的判断，急需进行解决。
二、热电偶易损原因分析
SZX-20-1.25型循环双流化床锅炉以传统流化床锅炉为模板加以改进，克服原有排灰量大、含碳高及炉内、返料器易结焦等问题。该锅炉主要由上下锅筒、主副床膜式水冷壁炉膛、上下锅筒间对流管束、旋风分离器和尾部烟道组成。燃煤由螺旋给煤机送入主床密相区流化燃烧，未燃尽的细小颗粒随烟气经N型烟道进入副床进行二次燃烧，循环双流化床结构如图1。
热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘保护套管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。
主床热电偶包括前沸中、下温，后沸中、下温共计四根热电偶，WRN-230型热电偶测量范围在-200-1300℃间，保护套管材质为不锈钢202，布置于离床面25cm和47cm两个水平面处，测量端深入炉内30cm。由于燃煤采用的是无烟煤，颗粒度大部分介于在1mm-15mm间，燃烧温度950-980℃，物料在一次风和重力的作用下呈现流化状态，与热电偶保护套管反复摩擦。运行负荷提升时，一次风量加大，在外力作用下热电偶下方磨损加剧，使得测量端尾部上翘，甚至漏出内部热电极。当测量端出现变形时，热电偶无法从炉墙外侧抽出，需要维修人员进入主床对变形的保护套管进行切除，大大增加了维修人员的工作量。同时，无烟煤在燃烧过程中不可避免的会生成SO2、NOX等腐蚀性气体，对热电偶造成氧化或硫化反应，热电偶保护套管脆化，极易断裂。
三、改善措施及效果
热电偶的使用周期长短，主要受温度、运行负荷、炉内测量长度及套管保护是否到位等因素影响。通过前面热电偶易损原因分析，我们大致可从以下方面对热电偶的安装、使用做出相应调整、改善。
1、调整深入主床热电偶测量端长度
一般情况下，热电偶测量端插入主床的深度至少应为保护管直径的8～10倍，热电偶保护管直径为30mm，因此将原来深入长度30cm调整至25cm。同时，在保护套管与壁间的间隔填充绝热物质，如耐火泥或石棉绳，防止炉内热溢出或冷空气侵入，影响热电偶测量的准确性。
2、热电偶外部添加屏蔽套
a、屏蔽套材质的选择
原有热电偶保护套管高温情况下不耐冲刷、磨损，通过比对不锈钢及其他材质，发现高铬铸铁是一种性能优良而受到特别重视的抗磨材料，它以比合金钢高得多的耐磨性，比一般白口铸铁高得多的韧性、强度，同时它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能，成本适中可作为热电偶外部的屏蔽套管。
b、结构的设计
为保证热电偶在安装屏蔽套后，灵敏度（响应时间）不受影响，需对屏蔽套进行设计。屏蔽套管内径32mm，长度27cm，壁厚5mm，其中一端闭合，另一端为开口。热电偶在主床内为水平安装，考虑到热电偶左右侧相对正下方磨损较为轻微，可在热电偶屏蔽套左右两侧等间距（5cm）对称钻孔，孔径为15mm，以保证热电偶在最佳氛围下进行温度测量。
c、安装
由于主床热电偶位于水冷壁间，炉墙改动难度较大，无法实现活动式安装，需将开口一侧焊接在原有安装管处固定。同时为验证屏蔽套的有效性，先安装前沸下、后沸中两处并进行比对。
3、改善效果
改造后，通过比对沸中、沸下热电偶温度变化情况发现，在点火起炉阶段，安装屏蔽套的热电偶灵敏度有所下降，但在稳定运行期间，两者差距较小。其次，安装有屏蔽套的热电偶使用周期由原来的1个月延长至6个月，极大的保证了热电偶的可靠、稳定性，降低了备件的消耗和维修人员的工作量。
四、结束语
耐磨热电偶的使用寿命和炉膛的开孔位置，煤质，炉子大小，炉膛实际温度，热电偶耐磨段的材料，安装方式等因素都有影响，结合锅炉实际需要使用耐高温，耐腐蚀，耐冲刷材料进一步延长热电偶使用寿命。
参考文献：
[1]李华.循环流化床锅炉床温元件防护与更换浅谈.科技资讯. 2011（27）：109-109
论文作者:刘鑫
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/23
标签：热电偶论文; 锅炉论文; 套管论文; 屏蔽论文; 测量论文; 流化床论文; 温度论文; 《基层建设》2018年第6期论文;