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2025/10/28 07/46/44
认清环境:焚烧炉对温度变送器有多“苛刻”?
温度极高且波动大:焚烧炉,特别是处理工业废物或危险废物的炉型,其运行温度范围很宽。一燃室温度通常在600℃至800℃,而二燃室温度可能达到800℃至1100℃甚至更高,以确保有害物质的完全分解。温度变送器及其传感器(热电偶或热电阻)必须能够在此高温环境下稳定工作,并且能够承受炉子启停或工况变化带来的热冲击。 化学腐蚀“攻击”猛烈:废弃物焚烧过程中会产生大量腐蚀性气体,如氯化氢(HCl)、硫氧化物(SOx) 等。这些气体会与耐火材料以及温度传感器的保护管发生化学反应,造成腐蚀。同时,烟气中携带的碱金属氧化物(如NaO、KO)在高温下可能形成熔融态飞灰,对材料造成渗透和侵蚀。这就要求温度变送器,尤其是与介质直接接触的保护套管材质,必须具备优异的耐化学腐蚀能力。 物理磨损与结构应力:炉内物料的运动、气流的冲刷以及可能存在的颗粒物,都会对测温元件的表面造成机械磨损。此外,焚烧炉复杂的温度场和频繁的启停还会产生较大的热应力,材料若热震稳定性不足,容易开裂或损坏。
核心攻略:高温温度变送器选型五步走
最高和最低工作温度点:变送器的量程应该覆盖焚烧炉可能出现的所有温度,并留有一定余量。例如,如果二燃室正常温度在1000℃左右,那么选择量程上限至少为1200℃或1300℃的变送器会更稳妥。 所需的精度等级:温度变送器的精度通常有05级、03级、02级、01级等。精度越高,价格通常也越贵。需要根据工艺控制的严格程度来选择,在满足要求的前提下追求合理的性价比。
热电偶:更适合高温测量。在焚烧炉环境下,常见的K型热电偶(镍铬-镍硅)使用温度范围较广,性价比高,但在强还原性硫气氛或真空环境下需谨慎使用。对于更高温度或更恶劣的环境,可能需要考虑S型(铂铑10-铂)或B型(铂铑30-铂铑6)等贵金属热电偶。 热电阻(如Pt100):在中低温段(通常-200℃至600℃左右)具有较好的线性度和稳定性,但在焚烧炉的高温区域可能不适用。
不锈钢(如304、316、310S):316不锈钢耐腐蚀性更好,310S耐热性更优。它们是许多工业场合的常见选择,但在焚烧炉极强的腐蚀和高温氧化环境下,其使用寿命可能有限,需根据具体腐蚀介质成分和温度谨慎评估。 高温合金(如因科乃尔Inconel 600/601):这类合金通常具有更好的抗氧化和抗渗碳能力,适用于高温环境,能承受一定程度的热冲击。 陶瓷或刚玉材质(如高铝瓷管、钢玉质瓷管):对于极高的温度(如超过1200℃)和强腐蚀环境,陶瓷保护管(如高铝质、刚玉质)是常见的选择,它们具有极高的耐热性和良好的化学惰性。缺点是较脆,不耐机械冲击。 特殊涂层保护:在一些极端情况下,可以考虑对金属保护管进行表面处理,如喷涂特殊的陶瓷涂层等,以增强其耐腐蚀和耐磨性能。
安装方式:根据炉体结构预留的安装接口,选择螺纹连接、法兰连接等合适的方式。法兰连接通常更适用于管道或需要较高密封性的场合。 插入深度:传感器的插入深度应确保测温点能真实反映工艺温度,通常要求越过设备内壁一定距离,深入到流场中。这需要结合现场安装接口和工艺要求确定。 接线盒与防护等级:焚烧炉现场环境复杂,可能有粉尘、湿气。温度变送器的接线盒应至少达到IP65以上的防护等级,防止异物和水侵入。若现场存在爆炸性气体环境,则需选择具有相应防爆认证(如隔爆型Ex d) 的产品。
输出信号:标准信号为二线制4-20mA DC输出,便于远传和与控制系统(如DCS、PLC)连接。 智能功能:现代智能温度变送器可能支持HART协议、RS485通信等,可以实现远程组态、校准和诊断,便于维护。部分变送器还带有现场显示功能,方便就地查看。
材质对比一览
个人心得与建议
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切忌“一刀切”:焚烧炉不同位置的温度、腐蚀性和磨损情况差异巨大。比较经济的做法是分区、分点选型。对于燃烧室、二燃室等最恶劣的工况,投资更耐用的材质(如高质量的刚玉或碳化硅保护管)是值得的,能大大减少后期更换和停炉的损失。对于温度稍低、工况稍缓的区域,可以考虑性价比更高的选项。 - 2
维护与校准不能忘:再好的设备也需要维护。温度变送器,特别是工作在高温环境下,其测量精度可能会随时间漂移。建议定期(例如每6个月或根据使用情况)对变送器进行校准,确保测量准确。同时,日常巡检时注意检查测温元件有无机械损伤、弯曲,接线盒密封是否完好等。 - 3
关注安装细节:安装不当会大大影响使用寿命和测量准确性。例如,在高温场合,传感器与接线盒之间通常需要足够的冷端长度,并使用填充材料进行隔热,以防止接线盒温度过高损坏变送器模块。在干扰较强的环境(如有大功率电机、变频器)下,应确保变送器外壳良好接地,信号线采用屏蔽电缆并压紧压线螺母以保证气密性和抗干扰性。