CN109459153B - 裂解炉cot热电偶及其保护套管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种裂解炉COT热电偶的保护套管，至少包括：内保护管，所述内保护管的一端设置有连续曲面，所述连续曲面上设置有用于承载热电偶的测温端，当所述内保护管靠近所述测温端的一端插入到所述待测炉管时，所述连续曲面与所述待测炉管配合，使所述待测炉管的内壁形成光滑流道。当所述内保护管靠近测温端的一端插入到待测炉管时，连续曲面与待测炉管配合，从而使待测炉管的内壁形成光滑流道，减小了硫成分的停留空间，防止硫成分黏附在测量端以及内保护管与待测炉管配合的端口上，提高了测量端测量温度的准确性，提高了内保护管安装和拆卸的便利性，从而增强了热电偶抗结焦的能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种温度测量装置，特别是涉及一种用于裂解炉COT热电偶及其保护套管。
背景技术
裂解炉出口温度的测量，对于测温元件热电偶要求既要快速反应电势，又能准确测量，由于测量端设置于高速流动介质的炉管内，因此对测量装置的要求很高，对热电偶测量端的的耐磨性也有很高的要求。
目前现有的热电偶一般是增加防护套管的厚度来提高耐磨性能，但是套管的厚度增加会造成热电偶测温度的滞后，灵敏度和准确度降低了很多；另一方面由于裂解炉内高速流动介质对热电偶测量端的长时间的冲刷，很容易造成热电偶测量端的损坏；再者，由于热电偶测量装置与保护管之间的局部空间较大，部分硫化物质在此空间停留，从而使热电偶测量装置结焦，从而极易造成热电偶测量装置的损坏。
发明内容
基于此，有必要针对裂解炉COT热电偶的抗结焦性质差的问题，提供一种裂解炉COT热电偶的抗冲刷和抗结焦的保护套管。
一种裂解炉COT热电偶的保护套管，至少包括：内保护管，所述内保护管的一端设置有连续曲面，所述连续曲面上设置有用于承载热电偶的测温端，当所述内保护管靠近所述测温端的一端插入到所述待测炉管时，所述连续曲面与所述待测炉管配合，使所述待测炉管的内壁形成光滑流道
在其中一个实施例中，所述连续曲面的形状呈圆弧凹面形。
在其中一个实施例中，所述测温端设置于所述连续曲面的中心线上。
在其中一个实施例中，所述测温端位于所述连续曲面的深度范围为9mm-15mm。
在其中一个实施例中，所述连续曲面上设置有防护体，且所述防护体沿待测炉管内部介质的流动方向设置于所述测温端前侧。
在其中一个实施例中，所述防护体包括：主防护面和背向介质流动方向的面，所述主防护面与所述测温端呈一定夹角设置，且所述主防护面的高度和宽度均大于所述测温端。
在其中一个实施例中，所述测温端包括：测量面，所述测量面与所述背向介质流动方向的面具有第一相交线；所述背向介质流动方向的面与所述主防护面具有第二相交线。
在其中一个实施例中，所述主防护面从所述第二相交线开始沿所述介质流动的方向延伸至所述连续曲面的边缘，所述测量面从所述第一相交线开始沿所述介质流动的方向延伸至所述连续曲面的边缘。
在其中一个实施例中，所述内保护管与所述待测炉管相连接的端口直径大于内保护管的直径。
在其中一个实施例中，包括以上所述的保护套管，所述裂解炉COT热电偶的保护套管设置在裂解炉COT热电偶上。
上述裂解炉COT热电偶的保护套管，通过在内保护管的一端设置有连续曲面，且在连续曲面上设置用于承载热电偶的测温端，当所述内保护管靠近测温端的一端插入到待测炉管时，连续曲面与待测炉管配合，从而使待测炉管的内壁形成光滑流道，减小了硫成分的停留空间，防止硫成分黏附在测量端以及内保护管与待测炉管配合的端口上，提高了测量端测量温度的准确性，提高了内保护管安装和拆卸的便利性，从而增强了热电偶抗结焦的能力。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的裂解炉COT热电偶的局部剖视图；
图2为本发明一个实施例提供的裂解炉COT热电偶的侧视图；
图3为本发明一个实施例提供的裂解炉COT热电偶保护套管的内保护管端部结构的放大示意图；
图4为本发明一个实施例提供的裂解炉COT热电偶保护套管的内保护管端部结构侧视图；
图5为本发明一个实施例提供的裂解炉COT热电偶保护套管的内保护管端部结构俯视图；
图6为本发明一个实施例提供的裂解炉COT热电偶保护套管的内保护管端部结构剖面图；
图7为本发明一个实施例提供的裂解炉COT热电偶保护套管安装在待测管道上的剖面图。
内保护管1、
连续曲面2、第一连接点21、第二连接点、第二连接点22、第三点23
防护体31、背向介质流动方向的面311、第一支撑面312、主防护面313、第二相交线314
测温端32、第三支撑面321、测量面322、第一相交线323
待测炉管4
热电偶5、第一连接法兰51、第二连接法兰52、测量通道53
接线盒6
上保护管7
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的裂解炉COT热电偶及其保护套管进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参见图1、图2和图7，图中示出了本实施例提供的裂解炉COT热电偶的结构示意图。如图所示，裂解炉COT热电偶的保护套管设置在裂解炉COT热电偶上，裂解炉COT热电偶的保护套管至少包括：内保护管1，所述内保护管1的一端设置有连续曲面2，所述连续曲面2上设置有用于承载热电偶的测温端3，当所述内保护管1靠近所述测温端32的一端插入到所述待测炉管4时，所述连续曲面2与所述待测炉管4配合，使所述待测炉管4的内壁形成光滑流道。通过在内保护管的一端设置连续曲面，且在连续曲面上设置用于承载热电偶的测温端，当内保护管靠近测温端的一端插入到待测炉管时，连续曲面与待测炉管配合，从而使待测炉管的内壁形成光滑流道，减小了硫成分的停留空间，防止硫成分黏附在测量端以及内保护管与待测炉管配合的端口上，提高了测量端测量温度的准确性，提高了内保护管安装和拆卸的便利性，从而增强了热电偶抗结焦的能力。
具体的，请参阅图1、图2和图7，裂解炉COT热电偶的保护套管设置在裂解炉COT热电偶上，裂解炉COT热电偶至少包括，接线盒6、上保护管7、铠装热电偶5、第一连法兰51以及内保护管1，接线盒6的下端与上保护管7的上端固定连接，上保护管7的下端与内保护管1上端通过第一连接法兰51连接，铠装热电偶5的一端固定在接线盒6的内部，另一端穿过上保护管7、第一连接法兰51以及内保护管1插入到测量端32内，内保护管1下端设置有连续曲面2，测量端32设置在连续曲面2上。为了方便将COT热电偶安装在待测炉管4上，在待测炉管4的测量端上通过焊接的方式固定连接测量通道53，在测量通道53的入口端面上焊接第二连接法兰52，将COT热电偶的内保护套管1从测量通道53的入口端插入测量通道53内，当测量端32进入到待测炉管4内时，第一连接法兰51的下端面与第二连接法兰52的上端面贴合。上述第一连接法兰51和第二连接法兰52上均设置有若干通孔，且第一连接法51的下端面恰好与第二连接法兰52的上端面贴合，可转动第一连接法兰51，使第一连接法兰51上的通孔与第二连接法兰52上的通孔的中心线重合，通过转动第一法兰51来调整内保护管1与待测炉管4的配合的精度。
优选的，如图3所示，所述连续曲面2形状呈圆弧凹面形，且将测温端32设置于连续曲面2的中心线上，测温端32在连续曲面2上的始末位置如图4中的a处标注所示，测温端32位于连续曲面2上的深度范围与连续曲面的尺寸有关，一般情况下，测温端32位于连续曲面2的深度范围值为9mm～15mm，当内保护管1插入到待测炉管4时，测量端32最深可插入到待测炉管4中心线的位置，从而使热电偶测量的温度更接近实际的温度。
进一步的，连续曲面2上设置有防护体31，且防护体31沿待测炉管4内部介质的流动方向设置于测温端32前侧，防护体31的硬度按流速状态，硬度可选用HRC45～50或HRC55～63范围值。请一并参阅图3和图5，防护体包括：主防护面313和背向介质流动方向的面311，主防护面313与测温端32呈一定夹角设置，且主防护面313的高度和宽度均大于测温端32。测温端32包括：测量面322，测量面322与背向介质流动方向的面311连接形成有第一相交线323；背向介质流动方向的面311与主防护面313连接形成有第二相交线314。主防护面313从第二相交线314开始沿介质流动的反方向延伸至连续曲面2的边缘，主防护面313与连续曲面2边缘的交点称为第一连接点21；测量面322从第一相交线323开始沿介质流动的方向延伸至所述连续曲面2的边缘，测量面322与连续曲面2边缘的交点称为第二连接点22，第一连接点21和第二连接点22均位于连续曲面2的中心线上。连续曲面2还包括两个高度相等的第三连接点23，且两个高度相等的第三连接点23关于连续曲面2的中心线对称。
请参阅图7，待测炉管4水平放置，内保护管1的轴线与待测炉管4的轴线呈一定夹角设置，待测炉管4的管壁设置有一个凹槽，当内保护管1插入到待测炉管4时，内保护管1上的连续曲面2与待测炉管4的凹槽配合，从而将待测炉管4的凹槽填补，连续曲面2上的测温端32插入到所述待测炉管4的最深长度大于等于10mm。优选的，内保护管1的直径等于待测炉管4的直径，且内保护管1的连续曲面2近似于内保护管1端部开设的圆柱形凹槽的槽底，圆柱形凹槽的半径r等于待测炉管4的内管壁半径，从而使连续曲面2与待测炉管4的内管壁配合形成光滑的流道。为了便于将COT热电偶从测量通道53内拆除，内保护管1的外径略小于测量通道53的内径，使内保护管1的外壁与测量通道53的内壁之间具有一定间隙，为了避免待测炉管4内的介质沿着该间隙进入内保护管1与测量通道53之间，内保护管1与待测炉管4的相连接的端口直径略大于内保护管1位于测量通道53内管段的直径，直径略大的端口恰好将内保护管1的外壁与测量通道53内壁之间的间隙在靠近待测炉管4处密封，防止待测炉管4的内部的硫成分黏附在内保护管1外壁和待测炉管4内壁的间隙里，造成内保护管1与待测炉管4之间粘连，从而方便了内保护管1的拆卸。
在另一个实施例中，主防护面313是通过第二相交线314沿介质流动的反方向平移得到的，主防护面313的形状特点和第二相交线314的形状有关，优选的，第二相交线314的形状为圆弧形或折线形，则主防护面313为圆弧凸面或多面形。测量面322通过第一相交线323沿介质流动的方向平移的得到的，测量面322的形状特点和第二相交线314的形状有关，优选的，第二相交线314的形状为圆弧形或折线形，此时主防护面313为圆弧凸面或多面形。主防护面313和测量面322上还设置有抗冲刷的耐磨层，进一步提高的热电偶的抗结焦、抗冲刷的性能。
具体的，请参阅图3，防护体31和测量端32均为多面体结构，防护体31与测温端32呈一定的夹角设置，且二者之间有相互贴合的面(背向介质流动方向的面311)。防护体31的包括：背向介质流动方向的面311、第一支撑面312、第二支撑面(与第一支撑面312相对的面)以及主防护面313；其中，第一支撑面312与第二支撑面(与第一支撑面312相对的面)之间有一定的距离，第一支撑面312与第二支撑面(与第一支撑面312相对的面)分别于主防护面313相交，第一支撑面312与主防护面313之间有一条相交线，第二支撑面(与第一支撑面312相对的面)与主防护面313之间有一条相交线，背向介质流动方向的面311与主防护面313、第一支撑面312、第二支撑面均相交线，则主防护面313、第一支撑面312、第二支撑面以及背向介质流动方向的面311之间形成了一个五面体结构，且此多面体缺少了一个与主防护面322相对的面。测温端32包括：背向介质流动方向的面311、第三支撑面321、第四支撑面(与第三支撑面312相对的面)以及测量面322；其中，第三支撑面321与第四支撑面(与第三支撑面312相对的面)之间有一定的距离，第三支撑面321与第四支撑面(与第三支撑面312相对的面)分别于测量面322相交，第三支撑面321与测量面322之间有一条相交线，第四支撑面(与第三支撑面312相对的面)与测量面322之间有一条相交线，测量面322与第三支撑面321、第四支撑面(与第三支撑面312相对的面)以及背向介质流动方向的面311均有一条相交线，则测量面322、第三支撑面321、第四支撑面(与第三支撑面312相对的面)以及背向介质流动方向的面311之间形成了一个五面体结构，且此五面体缺少一个与测量面322相对的面。防护体31的主防护面313与测量端32的测量面322之间呈一定的夹角设置，背向介质流动方向的面311为防护体31和测量体32的共用平面，背向介质流动方向的面311在内保护管1的中心平面上，背向介质流动方向的面311部分被去除时，则防护体31与测量32为一个连通的整体。
如图5所示，主防护体31的高度和宽度均大于测量端32的高度和宽度，且主防护面313的高度和宽度均大于测量面322的高度和宽度，主防护面313高度高于测温端1～3mm，主防护面313宽度大于测温端0.5～2.0mm，从而有效的保护了测量端32，防止测量端32受高温介质的侵害。
如图6所示，主防护面313的一端与测量面322的一端成一定的夹角设置，且主防护面313的一端通过背向介质流动方向的面311与测量面322的一端连接，主防护面313一端的与背向介质流动方向的面311连接的位置称为第二相交线314，测量面322的一端与背向介质流动方向的面311连接的位置称为第一相交线323，第二相交线314高出第一相交线323的长度为1cm，且主防护面313沿待测炉管4内部介质流动的方向设置，此结构的设计起到了保护测温端32的作用，从而使测温端32不会受到待测炉管4内部的高温介质的冲击，从而提高了热电偶抗结焦的性能，延长了热电偶的使用寿命。测温端32除了图6所示的多面体结构之外，还可以设置成圆柱体、半球体、椭球体等形状，其形状的设计以提高测温精度，同时降低对流动介质的阻力为目的。
本实施例中的裂解炉COT保护套管的大致生产过程，将内保护管1插入到待测炉管4一端的管壁进行数控线切割，将内保护管1管壁的端部切割成圆弧凹面的形状，内保护管1的另一端焊接第一连接法兰51，在待测炉管4的管壁上切割一个与内保护管1配合的槽口，将测量通道4的一端精确的焊接在槽口的外部，测量通道53的另一端焊接第二连接法兰52，将带有第一连接法兰52的内保护管1插入到测量通道53中，第一连接法兰51和第二连接法兰52上均设置有若干通孔，第一连接法51的下端面恰好与第二连接法兰52的上端面贴合，可转动第一连接法兰51，使第一连接法兰51上的通孔与第二连接法兰52上的通孔对齐，通过转动第一法兰51来调节内保护管道1与待测炉管4的配合的精度。
上述裂解炉COT热电偶的保护套管，通过在内保护管的一端设置有连续曲面，且在连续曲面上设置用于承载热电偶的测温端，当所述内保护管靠近测温端的一端插入到待测炉管时，连续曲面与待测炉管配合，从而使待测炉管的内壁形成光滑流道，减小了硫成分的停留空间，防止硫成分黏附在测量端以及内保护管与待测炉管配合的端口上，提高了测量端测量温度的准确性，提高了内保护管安装和拆卸的便利性，从而增强了热电偶抗结焦的能力。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种裂解炉COT热电偶的保护套管，至少包括：内保护管(1)，其特征在于，所述内保护管(1)的一端设置有连续曲面(2)，所述连续曲面(2)的半径与待测炉管(4)的内管壁半径相同，所述连续曲面(2)上设置有用于承载热电偶的测温端(32)，当所述内保护(1)管靠近所述测温端(32)的一端插入到所述待测炉管(4)时，所述连续曲面(2)与所述待测炉管(4)配合，使所述待测炉管(4)的内壁形成光滑流道。
2.根据权利要求1所述的裂解炉COT热电偶的保护套管，其特征在于，所述连续曲面(2)的形状呈圆弧凹面形。
3.根据权利要求1所述的裂解炉COT热电偶的保护套管，其特征在于，所述测温端(32)设置于所述连续曲面的中心线上。
4.根据权利要求3所述的裂解炉COT热电偶的保护套管，其特征在于，所述测温端(32)位于所述连续曲面(2)的深度范围为9mm-15mm。
5.根据权利要求1所述的裂解炉COT热电偶的保护套管，其特征在于，所述连续曲面(2)上设置有防护体(31)，且所述防护体(31)沿待测炉管(4)内部介质的流动方向设置于所述测温端(32)前侧。
6.根据权利要求5所述的裂解炉COT热电偶的保护套管，其特征在于，所述防护体包括：主防护面(313)和背向介质流动方向的面(311)，所述主防护面(313)与所述测温端(32)呈一定夹角设置，且所述主防护面(313)的高度和宽度均大于所述测温端(32)。
7.根据权利要求6所述的裂解炉COT热电偶的保护套管，其特征在于，所述测温端(32)包括：测量面(322)，所述测量面(322)与所述背向介质流动方向的面(311)具有第一相交线(323)；所述背向介质流动方向的面(311)与所述主防护面具有第二相交线(314)。
8.根据权利要求7所述的裂解炉COT热电偶的保护套管，其特征在于，所述主防护面(313)从所述第二相交线(314)开始沿所述介质流动的反方向延伸至所述连续曲面(2)的边缘，所述测量面(322)从所述第一相交线(323)开始沿所述介质流动的方向延伸至所述连续曲面(2)的边缘。
9.根据权利要求1所述的裂解炉COT热电偶的保护套管，其特征在于，所述内保护管(1)与所述待测炉管(4)相连接的端口直径大于内保护管(4)的直径。
10.一种裂解炉COT热电偶，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的保护套管，所述裂解炉COT热电偶的保护套管设置在裂解炉COT热电偶上。
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