高温热电偶故障原因及处理

    煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分，具有龙头地位。它将廉价的煤炭转化成为清洁煤气，既可用于生产化工产品，如合成氨、甲醇、二甲醚等，也可用 于煤的直接与间接液化、联合循 环发 电（ＩＧＣＣ）和以煤气化为基础的多联产等领域。气化炉是煤气化的关键设备，准确测量和控制气化炉的温度，对确保产品品质及气化炉安全、稳定、高效和长周期运行尤为重要。气化炉测温热电偶在高温、腐蚀、氧化、还原、急冷急热、氧化－还原交变及某些强腐蚀性介质环境中使用时，其故障率相对较高，使用寿命相对较短。

    １故障原因分析

    ａ）保护管材料。国内目前制造气化炉热电偶使用的高温陶瓷保护管中含有ＳｉＯ_２，Ｆｅ，Ｎａ，Ｋ等有害物质。按国内的ＪＣ／Ｔ５０９—１９９４热电偶用热保护管 标 准，气 密 性 标 准 在１．３０ｋＰａ负 压 下，１０ｍｉｎ内压降小于０．３ｋＰａ即为合格。在１　３００～１　４５０℃的高温，６．５～８．７ＭＰａ的高压下，该保护管中所含的ＳｉＯ_２在有还原性气体Ｈ_２和ＣＯ存在时，可还原出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Ｐｔ_５Ｓｉ_２，其熔点仅为８３０℃。这种化合物一旦形成，就会使“Ｂ型热电偶丝”造成“氢脆”、“碳中毒”，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。

    ｂ）金属过渡与陶瓷管的结合。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），为了使之能安装在耐高压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１．３２×１０^－７）。将高温陶瓷保护管和由金属制成的热电偶过渡保护管密封在一起，可防止合成气中的Ｈ_２和ＣＯ进入，这也是制造高温高压热电偶的关键技术问题。

    ｃ）耐火层的剪切。热电偶从气化炉外壁，经壳体、隔热层、三层耐火砖插入燃烧室，由于各耐火材料的热膨胀系数不同，热电偶经常因各耐火层热膨胀量不同出现的“剪切力”而损坏。这种因炉体结构使热电偶损坏的现象，己引起很多设计单位的重视。将热电偶安装孔设计成上下方向的椭圆形，热电偶探头部分与安装孔壁之间留有５～８ｍｍ的间隙，可以减少“剪切力”的破坏。