热电偶测温异常损坏原因及解决办法

工程氨合成塔塔内测温热电偶共有20 支，测温点直接反馈塔内催化剂床层反应温度的高低，是工艺升温和控制合成塔气量依据。通过与山东、河南、山西的几个氮肥企业相互间的交流，结合我公司老装置维护、新装置
开车运行的实际，发现部分合成氨生产企业均碰到过如下类似问题。
（1）在系统开车催化剂升温期间，*靠近塔顶的一两个温度点升到接近100℃时就不再上升，或有的测温点在几十氏度范围内异常快速波动，有时持续几天甚至很长时间才会升到正常温度。出现故障后，更换热电偶也无法排除故障，造成工艺人员无法获取催化剂床层的实际温度，直接影响到开车进度和催化剂安全。
（2）安装在测温套管内的铠装热电偶，保护良好，没有外力损伤，但使用时间刚刚几个月，却出现了多支损坏折断的情况，不得不进行更换。另外，突如其来的暴风雨造成多个温度点失灵，塔内温度测量系统几乎瘫痪，而更换热电偶
后故障依旧。理论上讲合成塔内温度远远没有达到热电偶的测量上限，铠装热电偶安装在高压测温套管内且震动轻，测温热电偶的故障率应该会很低，使用寿命应会很长。但实际运行确出现这么多问题，现就从铠装热电偶的结构、安装等方面剖析一下前两个问题产生的原因，共同探讨一下预防及处理的办法。
1 问题产生的原因分析
（1）铠装热电偶的规格及构成 智能温控仪 塔内测温现在大多企业使用的是铠装热电偶，型号一般为WRNK-130，分度号：K，保护管外径3mm，偶丝材质：镍铬- 镍硅，铠装外壳材质：sus304 不锈钢。这种铠装热电偶测温上限可达1 100℃，不锈钢外壳厚度为0.3mm，偶丝直径为0.5mm，不锈钢保护外壳与壳内两根偶丝的绝缘部分填充物为氧化镁绝缘介质。
（2）铠装热电偶的安装
合成塔铠装热电偶均是安装在高压测温套管内，测温套管上部为直通敞口。由于测温套管在出厂前均要进行水压试验，为了防止在运输、存放过程中进入异物，厂家还要对管口进行封口处理。安装时如果对管内残存水不加处理或处理不彻底，当十几米长的套管垂直安装时，管内残
合成塔热电偶测温异常及损坏原因与解决方法

摘要简要介绍合成塔内测温热电偶发生测温异常和损坏的原因分析，并从热电偶的安装及使用方面提出解决的方
法。
关键词热电偶测温损坏解决方法 智能温控仪 存水就会顺管壁汇积到套管*底部。当催化剂升温时，高温很快就会将聚在套管底部和残留在管壁的水蒸发为水蒸汽。由于管口外为常温，当水蒸汽沿套管上升到距离管口大约0.85~1.50m 这个区间时，这些蒸汽又会遇冷冷凝为液态水珠，附着在测温套管管壁和热电偶外壳上。当这些冷凝水聚集多了，在重力的作用下就会顺着管壁和热偶外壳向下流淌。如果铠装热电偶的测量端正好位于此区域，被冷凝液包围时表现为升温时该点升到100℃左右不再上升；当水被蒸发掉的瞬间，由于测温套管周围的温度已远远高于热电偶测量端的温度，热电偶温度表现为迅速升高；当
上部的冷凝液再次向下流淌时温度又迅速地降下来。实践证明由于套管细长（我公司合成塔*长套管17m），管口狭小，管内径基本在50mm 以下，套管内的水分很难被蒸发掉。这就造成在距管口大约0.85~1.50m 范围，这部分水反复以两种物理形态上下交替变化。而由铠装热电偶的结构得知，由于不锈钢热电偶外壳和里面的氧化镁绝缘介质膨胀系数不同，在频繁剧烈的热胀冷缩力的作用下，*终导致铠装热电偶的不锈钢外壳在近位置发生爆裂损坏。一般表现为偶丝与保护外壳及管壁接触或偶丝折断，造成热电偶报废。塔内热电偶分布示意图见图1。
2 解决方法 智能温控仪 为预防前节描述问题的发生，在测温套管安装之前，我们采取了如下措施。*步：除去明水，将套管底部垫高放置，让管内水流出。第二步：采用Φ12mm 以下的不锈钢管对焊起来，长度以能插到套管底部为宜,将管口垫高，
通过不锈钢管向套管内充入干燥的仪表空气，也可使用露点更低的瓶装气体对套管进行干燥置换。一般置换20min 左右，返出的空气就已比较干燥了，处理完毕后对管口进行密封处理。第三步：热偶安装完成后，必须完善合成塔
顶的防雨措施。制作防雨棚时，在保证防雨棚顶部防雨的前提下，一定要保证防雨棚的周边下沿低于塔顶大盖至少300mm, 同时*好在测温套管上沿采取二次防护措施，防止大风时造成防雨棚外壁淌下的雨水被风吹入测温管口。
实践证明采取了以上措施后，效果非常显著，塔内铠装热电偶再也不会轻易出现问题，可以达到较长的使用期。在减少了企业维护费用开支的同时，也降低了仪表检修工人的工作量。如果在催化剂带电升温期间，遇到上部热电
偶出现了此类问题，处理要相对麻烦一些。作业前用绝缘胶板等将电炉丝接线柱彻底绝缘隔离，保证作业安全。由于塔顶防雨罩内空间狭小，且塔内温度已很高，只能找易于盘曲伸展的细铜导管代替不锈钢管作导管，向套管内送入仪表空气。此时因水分已被蒸到测温套管管口附近，导管没有必要特别长，插入深度大约有3m 即可，但不可过短，以防止将挂壁水吹到更低的位置。此时套管内温度已经很高，向套管内充入干燥的仪表空气后，一般置换3~5min 可解决问题。现场充入仪表空气后会看到管口有返出的水蒸汽遇冷形成的白色水雾。