罗斯蒙特热电偶满足苛刻的锅炉燃烧条件要求

产品 　　采用基金会（FOUNDATIONTM）现场总线的罗斯蒙特 848T 八位输入温度变送器罗斯蒙特 185 热电偶和带有硬质合金涂层的96 Barstock 热电偶套管装配件 行业 　　发电 应用领域 　　加压流化床燃烧锅炉 问题 　　高温、固体颗粒和独特的过程介质使得寻求合适的温度传感器具有极大的挑战性。 解决方案 　　将罗斯蒙特 185 系列热电偶与特殊设计的、镶有硬质合金的热电偶套管进行配套使用，以满足锅炉内苛刻的运行条件。 问题 　　加压流化床燃烧锅炉（PFBC）是一种容许以低排放量燃烧低品质煤的锅炉。在燃烧过程中，流化床将固体燃料悬挂在向上鼓风的喷气装置上，从而产生气体和固体的湍流混合。翻腾动作类似于鼓泡的液体并提供有效的化学反应和传热。 　　流化床燃烧锅炉的发明源于对无需进行外部排放控制而达到控制污染物排放的燃烧过程的追求。这种技术使燃料的燃烧温度高达 700 至 950�C（1400 至 1700�F），大大低于形成不希望得到的氧化氮的极限值。（在大约 1380�C（2500�F）时，氮原子和氧原子在燃烧的空气中化合而形成氧化氮污染物）。流化床的混合动作使烟气与吸收硫的化学制品接触，如：石灰石或白云石。煤中超过 95% 的硫污染物被锅炉内的吸附剂获取。 　　流化床燃烧锅炉之所以能够如此普及，主要是因为技术燃料的灵活性——从煤到城市废弃物几乎所有可燃物质都可用作燃料——而且无需附加高成本的控制装置就能达到二氧化硫和氧化氮的排放标准。 　　在这种应用场合中，需要测量温度以跟踪监控分馏点并控制燃烧室的温度曲线。典型的 PFBC过程所具有的温度测量点在 6 至 20 个之间，但最终数量取决于燃烧室的高度。在该特殊应用场合中，共有 3 个燃烧单元且每个燃烧单元具有 6 个温度测量点。 　　由于 PFBC 过程重新起动将花费大量时间，因此精确而可靠的温度测量至关重要。此外，在温度未知的情况下，将导致非计划、高成本的过程停机。 　　PFBC 过程在为燃烧效率和排放控制提供灵活而又成本高效方法的同时，对于温度的测量又提出了特殊的挑战。下列极端苛刻的运行条件组合在一起，使寻求可靠、耐磨损的温度测量解决方案极富挑战性。 最高温度达到 1200�C 煤的固体颗粒外径达到 5 mm 过程介质包括煤、碳酸钙(CaCO3)、硫、二氧化硫和氮 　　如果使用标准的热电偶套管材料如碳钢或不锈钢，将导致传感器很快就会出现故障。传统装配件的一般寿命周期仅为 6 个月。 解决方案 　　锅炉内的苛刻运行条件要求使用耐磨损设计的温度传感器装配件。特别是热电偶套管材料必须耐受由于流入燃烧室的固体颗粒造成的磨损。因此，螺纹连接的 96 系列热电偶套管由耐高温钢材制成以耐受腐蚀性含硫气体，热电偶套管的末端涂有硬质合金，对于流入的固体颗粒具有卓越的耐磨性能。温度装配件的其余部分包括罗斯蒙特 185 K 型热电偶，配有铝制 GR-A/BL 接线盒以及符合 DIN 标准的延伸件。 　　配有钴涂层的热电偶装配件是 PFBC 应用条件下最理想的温度测量解决方案。由于热电偶套管和传感器的耗用量较低并且现场维护停机和传感器故障引起的过程停机次数大大减少，这种装配件的坚固耐用和可靠性可节约大量成本。在这种应用条件下，该温度装配件期望寿命为 5 年。 　　在该工艺过程中，高密度温度跟踪监控测量使其成为采用基金会（FOUNDATIONTM）现场总线的罗斯蒙特 848T 八位输入温度变送器的理想应用场合。与诸如传感器直接接线或单个输入变送器的传统体系结构相比，848T 可显著节约安装成本，因为它采用基金会现场总线技术。这样，在单对线路上就可与 128 个测量点进行通讯。 　　罗斯蒙特 848T 和耐磨损温度装配件可为这种条件苛刻的应用场合提供完善的解决方案。这些精确和可靠的温度测量装置可缩短起动时间并降低过程停机的频率，从而降低维护成本并提高过程利用率。

图 1 循环流化床燃烧过程——实例图温度跟踪监控点如燃烧室左侧所示。