文档介绍：化工装备技术应用与发展
工业加热炉内气体温度的实时测量与控制
贺琦(上海电子信息职业技术学院,上海)

摘要:本文介绍一种独特的先进测量系统,它能够提供一种以前没有测量过的参数——工业加热
炉内空间气体温度。该系统的数据能够显示非平衡温度的空间分布。这些数据加上(
)提供的数据,可以为工业加热炉提供显著的改进机会以及降低生产成本。
关键词:工业加热炉平衡燃烧声波气体温度测量
引言工业加热炉高温烟气温度测量的意义
平衡燃烧正在迅速成为工业加热炉和石油工业加热炉的工艺过程是燃料燃烧释放出热
精练等领域生产管理的一个焦点。由非平衡燃量被油介质或其它介质吸收,使其升温、产生相
烧造成的生产率低、工艺控制不良、维护与人力变或同时产生裂化和反应等的过程。这些被加热
成本加大、非计划性停机、燃料消耗增加,不仅气体和液体在管内流动,它们通常都是易燃易爆
会给企业带来高能耗、高成本导致的经济损失, 的烃类物质,具有危险性大、操作条件要求苛刻
还有可能使企业无法满足越来越严格的污染防的特点。
治法规的要求。这就需要在炉膛内建立并保持稳定、均匀的
加热炉在运行时须要处理燃烧过程中的持续火焰来完成加热任务。不能由于局部过热导致油
变化。测量单点温度的热电偶对加热炉温度的跟品或其它介质的分解。尤其是用于反应的加热炉,
踪速度极慢,从而使燃烧器的有效调整难以实现。除了要达到规定的反应深度外,还要避免炉管内
考虑到这一缺陷,引入一种先进的测量系统与设结焦,保证加热炉能够长周期安全运行。
备就成为实现平衡燃烧的必要条件。这种测量系炉内燃烧工况组织不合理不仅可使炉内温度
统必须能够提高生产效率并且能够增强生产过程场不均匀,低温区域的燃料就得不到充分燃烧,导
的可靠性,同时降低企业的能耗和生产成本。致燃烧效率降低,也会因火焰燃烧不均匀、火焰
声波气体温度测量系统就是这样一种独特的中心偏斜、火焰刷墙导致炉膛结焦、炉管爆破、炉
先进测量系统,使用该系统可测得炉膛内的真实膛灭火、炉膛爆炸等运行事故发生。因此加热炉
气体温度,并给出一个两维温度分布图。该系统燃烧工况的组织和监控对整套装置运行的可靠性、
的数据能够显示非平衡温度的空间分布,可发现安全性和经济性有较大的影响。
加热炉不平衡问题并使其得到解决。在炉内燃烧过程中,声波气体温度测量系统
声波气体温度测量系统目前在美国、德国、加能够为我们提供精确的实时温度分布数据。我们
拿大、委内瑞拉、墨西哥等国家已被广泛应用于可以根据这些数据,监视有无火焰直接冲刷水冷
锅炉和化工黑水回收炉,金属热处理炉,水泥炉, 壁管的现象,调整火焰位置以避免直接冲刷水冷
延迟炼焦装置,氢转化装置,原油蒸馏加热炉等壁管,避免水冷壁管的损坏,并延长其使用寿命、
炉内气体温度监测和燃烧调整。提高运行效率。
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化工装备技术应用与发展
我们还可以根据这些数据,监视有无低温区
以识别堵塞或工作不正常的燃烧器,从而改善其
空气燃料比例,改善炉内的温度场,实现平衡燃
烧,并降低能耗。
声波温度测量系统工作原理
声速在气体中是按温度的函数变化的并受沿声
波传播路径空间的气体成分的影响。关系式为:

式中
—在