本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)監(jiān)測裝置，尤其涉及一種應(yīng)用于冶金焦化領(lǐng)域中的電磁感應(yīng)式加熱爐的爐管溫度監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

目前，在各家金屬冶金企業(yè)中廣泛使用到了一種電磁感應(yīng)加熱爐，該加熱爐的熱源來自于繞爐膛四周布置的若干塊電磁鐵，受熱體為螺旋式管狀爐管。通電后，電磁鐵產(chǎn)生渦流，使螺旋式爐管發(fā)熱，工業(yè)瀝青在輸送泵作用下由電磁感應(yīng)加熱爐下端輸入，由加熱爐上端流出，從而使瀝青溫度由330℃加熱到370℃，由于，爐溫的變化會直接關(guān)系到工業(yè)瀝青的產(chǎn)品質(zhì)量，因此需要監(jiān)控爐管的溫度。

現(xiàn)有技術(shù)下的電磁感應(yīng)加熱爐的溫度監(jiān)控技術(shù)為，在電磁感應(yīng)加熱爐的輸入端管口及輸出端管口分別安裝輸入溫度傳感器和輸出溫度傳感器，實時監(jiān)測加熱爐的爐管輸入及輸出兩個端口溫度，并將溫度信號傳送到中央控制室，當(dāng)溫度超出控制范圍時，通過調(diào)節(jié)流量等措施控制溫度變化，或采取相應(yīng)的調(diào)溫措施。

然而，現(xiàn)有技術(shù)的這個方法只能用于加熱爐正常運行時的監(jiān)測溫度，不能滿足加熱爐爐管因堵塞受熱不均或?qū)訜釥t實施燒焦作業(yè)時爐管溫度監(jiān)測需求-所謂燒焦作業(yè)是指電磁感應(yīng)加熱爐運行一段時間后，停爐清焦作業(yè)。而產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因在于，電磁感應(yīng)加熱爐運行過程中，爐管的管壁會沉積由瀝青的縮合反應(yīng)所形成的半固態(tài)焦炭，而且會日積月累，越積越厚，從而導(dǎo)致流量下降、產(chǎn)量下降，故要通過燒焦作業(yè)暢通爐管。

燒焦作業(yè)時，在爐管的輸入端通入壓力為0.5MPa、流量為每小時30立方的壓縮空氣，該壓縮空氣將與沉積爐管管壁上的焦炭發(fā)生燃燒反應(yīng)，并在爐管局部區(qū)域產(chǎn)生600℃至800℃高溫，在此高溫下，現(xiàn)有技術(shù)下的輸入端管口及輸出端管口的輸入溫度傳感器和輸出溫度傳感器根本無法起到應(yīng)有的作用，導(dǎo)致爐管性能將快速惡化并可能被燒穿。據(jù)統(tǒng)計，按標(biāo)準(zhǔn)類型的化工企業(yè)的電磁感應(yīng)加熱爐，燒焦作業(yè)經(jīng)常發(fā)生中段區(qū)域爐管被燒穿事故，平均每年燒穿爐管達(dá)4次，而電磁感應(yīng)加熱爐的爐管每根市值為14萬元左右，爐管一旦燒穿只有作為廢鋼處置。如此，不僅給加熱爐按期投用帶來 重大影響，而且還帶來較大的直接經(jīng)濟損失。

除了上述的輸入溫度傳感器和輸出溫度傳感器本身的缺陷以外，現(xiàn)有的電磁感應(yīng)加熱爐溫度監(jiān)控技術(shù)還受制于電磁感應(yīng)加熱爐的結(jié)構(gòu)，以片狀的DS18B20型dn結(jié)溫度傳感器為例，這種通用的溫度傳感器只能套在輸入端爐管及輸出端爐管的端口，而在加熱爐中部相鄰之間的爐管由于采用了滿焊工藝而無任何間隙，爐管外圈與電磁鐵之間的間距狹小，且整個圓柱型爐膛內(nèi)填充的全部是柔性保溫棉，爐管內(nèi)圈與柔性保溫棉之間也無法安裝測溫裝置，故整個爐管除了輸入端爐管及輸出端爐管的位置以外均無足夠的空間可供安裝測溫裝置。也就是說無法傳輸除爐管端口之外其他任何部位的溫度，而爐膛內(nèi)溫度原低于爐管溫度，無法通過監(jiān)測爐膛溫度反映出爐管實際溫度，即加熱爐爐管因堵塞受熱不均或?qū)訜釥t實施燒焦作業(yè)時，爐管溫度根本得不到監(jiān)控，從而導(dǎo)致事故的頻頻發(fā)生。

綜上所述，現(xiàn)迫切需要一種新型的電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置，結(jié)合電磁感應(yīng)加熱爐單管螺旋式特征提供一個能夠監(jiān)測除加熱爐端口以外其他任何部位溫度的裝置，以規(guī)避加熱爐的爐管因“蜂窩”效應(yīng)而導(dǎo)致的局部燒穿風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)下的電磁感應(yīng)加熱爐的溫度監(jiān)控技術(shù)所存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置，該技術(shù)方案在感應(yīng)式加熱爐的爐膛內(nèi)設(shè)置一個傳熱性能好、穩(wěn)定性強、可調(diào)節(jié)緊固的爐管溫度傳導(dǎo)裝置，并通過耐高溫桿式溫度傳感器將爐管溫度傳導(dǎo)裝置發(fā)出的溫度經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)化后通過數(shù)據(jù)線傳送到中央控制室。本發(fā)明的一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置，其具體結(jié)構(gòu)如下所述：

一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置，包括電磁加熱感應(yīng)爐，其特征在于：

所述的電磁加熱感應(yīng)爐在其頂蓋設(shè)置有一測溫孔，在該測溫孔處設(shè)置有一溫度傳感器；

所述的溫度傳感器其一端與中央控制室監(jiān)控系統(tǒng)信號線路連接，而另一端則與一縱向定位管的上端連接，該縱向定位管的下端與設(shè)置在電磁加熱感應(yīng)爐內(nèi)的溫度監(jiān)測裝置連接，溫度傳感器的探針通過縱向定位管深入至溫度監(jiān)測裝置來監(jiān)測電磁加熱感應(yīng)爐的爐內(nèi)溫度，并將溫度數(shù)據(jù)傳遞至溫度傳感器，最后再通過信號線路傳遞至中央控制室監(jiān)控系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的溫度監(jiān)測裝置包括支撐桿、熱能傳導(dǎo)器、支撐桿緊固件、導(dǎo)熱泥涂層和縱向定位管管套， 其中，支撐桿呈橫向式的設(shè)置在電磁加熱感應(yīng)爐爐內(nèi)的中部，其一端旋接有熱能傳導(dǎo)器，而另一端則通過圓臺型的支撐桿緊固件固定在電磁加熱感應(yīng)爐另一側(cè)的爐管上，熱能傳導(dǎo)器的一側(cè)與支撐桿旋接，而另一側(cè)緊貼了電磁加熱感應(yīng)爐爐內(nèi)中部的三根爐管，熱能傳導(dǎo)器與爐管貼合處填充有導(dǎo)熱泥涂層，而熱能傳導(dǎo)器的上部與縱向定位管的下端連接，連接處套接有縱向定位管管套，防止縱向定位管的下端脫出損壞溫度傳感器的探針。

支撐桿采用無縫鋼管制成，其一端旋接熱能傳導(dǎo)器，而另一端則通過支撐桿緊固件固定在電磁加熱感應(yīng)爐另一側(cè)的爐管上，支撐桿的長度可根據(jù)電磁加熱感應(yīng)爐爐內(nèi)空間選擇。

熱能傳導(dǎo)器采用材質(zhì)紫銅，選取該材質(zhì)是鑒于紫銅的導(dǎo)熱系數(shù)為401W/(mk)，蓄熱系數(shù)為325W/(㎡k)，其熱能傳導(dǎo)性能僅次于銀材質(zhì)，故具有良好的優(yōu)越的導(dǎo)熱性能，能將爐管溫度快速地、低損耗地傳至溫度傳感器。

圓臺型的支撐桿緊固件用于固定支撐桿，調(diào)整支撐桿的有效長度，并能使橫向緊固件接觸的爐管的壓力盡可能均勻分布，以免爐管在高熱狀態(tài)下受尖銳物壓迫而損壞，同時也可提高支撐桿在爐內(nèi)的穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明的一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的熱能傳導(dǎo)器分為兩部分，其中一部分為一長105～115mm、寬110～120mm、高200～210mm的矩形的熱能傳導(dǎo)柱，熱能傳導(dǎo)柱的柱身的右側(cè)橫向開設(shè)有的內(nèi)螺紋孔，支撐桿的一端旋入該內(nèi)螺紋孔與熱能傳導(dǎo)柱連接，熱能傳導(dǎo)柱柱身的上端面開設(shè)有U型孔，該U型孔開設(shè)有與縱向定位管的下端對應(yīng)的內(nèi)螺紋，縱向定位管的下端旋入該內(nèi)螺紋，而溫度傳感器的探針則插在U型孔的中心部，而在該熱能傳導(dǎo)柱的左側(cè)連接設(shè)置有一拱形塊，該拱形塊的一側(cè)為平面，該平面的中部與熱能傳導(dǎo)柱的左側(cè)連接，而拱形塊的另一側(cè)則設(shè)置有三個弦長為23～24mm，拱高為15～16mm，覆蓋長度為110～115mm的拱形柱面，這些拱形柱面使得整個熱能傳導(dǎo)器能與待測的直徑為500mm的三根爐管的外壁弧形之間實現(xiàn)緊密貼合，以減小爐管與熱能傳導(dǎo)器之間的間隙。

熱能傳導(dǎo)柱與拱形塊的具體尺寸可根據(jù)電磁加熱感應(yīng)爐爐管尺寸而變化，并不僅限于上述尺寸，而采用三個拱形柱面是依據(jù)歷年大量的改質(zhì)瀝青爐管燒穿實例，燒焦作業(yè)時，溫度最高區(qū)域為爐管最中間的三根爐管，當(dāng)然此處也可以選擇4個及以上的弧形柱面，這樣可以擴大爐管溫度的監(jiān)測范圍，不過會增加裝置的制造成本。

根據(jù)本發(fā)明的一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的溫度傳感器的探針插入U型孔后，U型孔與探針之間緊密密配合，以保障熱能傳導(dǎo)器的 熱量低損耗地傳送至電磁加熱感應(yīng)爐頂蓋的測溫孔處設(shè)置的溫度傳感器。

使用本發(fā)明的一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置獲得了如下有益效果：

1.本發(fā)明的一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置，通過一個探針式溫度傳感器以及設(shè)置在爐膛內(nèi)的爐管熱能傳導(dǎo)器將感應(yīng)式加熱爐中間部位的爐管溫度傳送到中央控制室，有效地避免了感應(yīng)式加熱爐中間部位的爐管，在燒焦作業(yè)時因溫度監(jiān)測盲區(qū)而被高溫?zé)?/p>

2.本發(fā)明的一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置，通過熱能傳導(dǎo)器的三拱形柱面以及高性能的導(dǎo)熱泥涂層實現(xiàn)加熱爐的高溫區(qū)域的爐管與熱能傳導(dǎo)器之間良好接觸，保障了熱能損失控制在最小范圍內(nèi)；通過支撐桿保障了熱能傳導(dǎo)器緊貼在加熱爐爐管的外壁；通過支撐桿緊固件保障了爐管橫向受力的均衡性，預(yù)防了爐管高溫狀態(tài)下受尖銳物擠壓損壞；通過縱向定位管保障了探針式溫度傳感器于熱能傳導(dǎo)器之間接觸的穩(wěn)定性。

3.本發(fā)明的一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置，結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠，檢修、維護(hù)探針式溫度傳感器時，只要從加熱爐頂部抽出溫度傳感器即可，十分便捷。

4.本發(fā)明的一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置，可有效地監(jiān)測除感應(yīng)式加任意一爐管溫度，克服了現(xiàn)有技術(shù)只能監(jiān)測兩端爐管溫度的缺陷，規(guī)避了爐管因溫度監(jiān)測盲區(qū)而被高溫?zé)┑娘L(fēng)險。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置的具體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為本發(fā)明的一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置的熱能傳導(dǎo)器的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置的支撐桿的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置的支撐桿緊固件的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-電磁加熱感應(yīng)爐，2-測溫孔，3-溫度傳感器，4-縱向定位管，5-爐管，A-溫度監(jiān)測裝置，A1-支撐桿，A2-熱能傳導(dǎo)器，A3-支撐桿緊固件，A4-導(dǎo)熱泥涂層，A5-縱向定位管管套，A21-熱能傳導(dǎo)柱，A21a-內(nèi)螺紋孔，A21b-U型孔，A22-拱形塊，A22a-拱形柱面。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置做進(jìn)一步的描述。

實施例

如圖1至圖3所示，一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置，包括電磁加熱感應(yīng)爐1，電磁加熱感應(yīng)爐在其頂蓋設(shè)置有一測溫孔2，在該測溫孔處設(shè)置有一溫度傳感器3；

溫度傳感器3其一端與中央控制室監(jiān)控系統(tǒng)信號線路連接，而另一端則與一縱向定位管4的上端連接，該縱向定位管的下端與設(shè)置在電磁加熱感應(yīng)爐1內(nèi)的溫度監(jiān)測裝置A連接，溫度傳感器的探針通過縱向定位管深入至溫度監(jiān)測裝置來監(jiān)測電磁加熱感應(yīng)爐的爐內(nèi)溫度，并將溫度數(shù)據(jù)傳遞至溫度傳感器，最后再通過信號線路傳遞至中央控制室監(jiān)控系統(tǒng)。

溫度監(jiān)測裝置A包括支撐桿A1、熱能傳導(dǎo)器A2、支撐桿緊固件A3、導(dǎo)熱泥涂層A4和縱向定位管管套A5，其中，支撐桿呈橫向式的設(shè)置在電磁加熱感應(yīng)爐1爐內(nèi)的中部，其一端旋接有熱能傳導(dǎo)器，而另一端則通過圓臺型的支撐桿緊固件固定在電磁加熱感應(yīng)爐另一側(cè)的爐管上，熱能傳導(dǎo)器的一側(cè)與支撐桿旋接，而另一側(cè)緊貼了電磁加熱感應(yīng)爐爐內(nèi)中部的三根爐管5，熱能傳導(dǎo)器與爐管貼合處填充有導(dǎo)熱泥涂層，而熱能傳導(dǎo)器的上部與縱向定位管4的下端連接，連接處套接有縱向定位管管套，防止縱向定位管的下端脫出損壞溫度傳感器3的探針。

支撐桿A1采用無縫鋼管制成(本實施例中為長110mm、直徑為30mm的無縫鋼管)，其一端旋接熱能傳導(dǎo)器，而另一端則通過支撐桿緊固件固定在電磁加熱感應(yīng)爐另一側(cè)的爐管上，支撐桿的長度可根據(jù)電磁加熱感應(yīng)爐爐內(nèi)空間選擇。

熱能傳導(dǎo)器A2采用材質(zhì)紫銅，選取該材質(zhì)是鑒于紫銅的導(dǎo)熱系數(shù)為401W/(mk)，蓄熱系數(shù)為325W/(㎡k)，其熱能傳導(dǎo)性能僅次于銀材質(zhì)，故具有良好的優(yōu)越的導(dǎo)熱性能，能將爐管溫度快速地、低損耗地傳至溫度傳感器。

圓臺型的支撐桿緊固件A3用于固定支撐桿A2，調(diào)整支撐桿的有效長度，并能使橫向緊固件接觸的爐管5的壓力盡可能均勻分布，以免爐管在高熱狀態(tài)下受尖銳物壓迫而損壞，同時也可提高支撐桿在爐內(nèi)的穩(wěn)定性。

本實施例中，導(dǎo)熱泥涂層A4采用HTT型導(dǎo)熱膠泥，具有無腐蝕、受熱固化后不開裂、不脫落、不粉化、在高溫影響下性能不劣化、且填充效果佳等特性，采用導(dǎo)熱泥涂層填充在爐管3與熱能傳導(dǎo)器A2之間克服了爐管與熱能傳導(dǎo)器之間因微小的間隙所 帶來的熱能傳導(dǎo)損失。

熱能傳導(dǎo)器A2分為兩部分，其中一部分為一長105～115mm、寬110～120mm、高200～210mm的矩形的熱能傳導(dǎo)柱A21(本實施例中為長105mm、寬110mm、高200mm的熱能傳導(dǎo)柱)，熱能傳導(dǎo)柱的柱身的右側(cè)橫向開設(shè)有的內(nèi)螺紋孔A21a，支撐桿的一端A1旋入該內(nèi)螺紋孔與熱能傳導(dǎo)柱連接，熱能傳導(dǎo)柱柱身的上端面開設(shè)有U型孔A21b，該U型孔開設(shè)有與縱向定位管的下端對應(yīng)的內(nèi)螺紋，縱向定位管的下端旋入該內(nèi)螺紋(本實施中縱向定位管由外徑為40mm，內(nèi)徑為15mm,長度為300mm的厚壁鋼管制成，縱向定位管的下端車有一段直徑為20mm、長度為8mm的外螺紋，用于縱向定位管與熱能傳導(dǎo)柱的U型孔的內(nèi)螺紋旋接，提高溫度傳感器的探針與熱能傳導(dǎo)器之間接觸的穩(wěn)定性)，而溫度傳感器3的探針則插在U型孔的中心部，而在該熱能傳導(dǎo)柱的左側(cè)連接設(shè)置有一拱形塊A22，該拱形塊的一側(cè)為平面，該平面的中部與熱能傳導(dǎo)柱的左側(cè)連接，而拱形塊的另一側(cè)則設(shè)置有三個弦長為23～24mm，拱高為15～16mm，覆蓋長度為110～115mm的拱形柱面A22a(本實施例中為三個弦長23mm，拱高為15mm，覆蓋長度為110mm的拱形柱面)，這些拱形柱面使得整個熱能傳導(dǎo)器能與待測的直徑為500mm的三根爐管的外壁弧形之間實現(xiàn)緊密貼合，以減小爐管與熱能傳導(dǎo)器之間的間隙。

熱能傳導(dǎo)柱與拱形塊的具體尺寸可根據(jù)電磁加熱感應(yīng)爐爐管尺寸而變化，并不僅限于上述尺寸，而采用三個拱形柱面是依據(jù)歷年大量的改質(zhì)瀝青爐管燒穿實例，燒焦作業(yè)時，溫度最高區(qū)域為爐管最中間的三根爐管，當(dāng)然，此處也可以選擇4個及以上的弧形柱面，這樣可以擴大爐管溫度的監(jiān)測范圍，不過會增加裝置的制造成本。

溫度傳感器3的探針插入U型孔A21b后，U型孔與探針之間緊密密配合，以保障熱能傳導(dǎo)器A2的熱量低損耗地傳送至電磁加熱感應(yīng)爐1頂蓋的測溫孔2處設(shè)置的溫度傳感器。

本發(fā)明的一種電磁加熱感應(yīng)爐用爐管溫度監(jiān)測裝置，通過一個探針式溫度傳感器以及設(shè)置在爐膛內(nèi)的爐管熱能傳導(dǎo)器將感應(yīng)式加熱爐中間部位的爐管溫度傳送到中央控制室，有效地避免了感應(yīng)式加熱爐中間部位的爐管，在燒焦作業(yè)時因溫度監(jiān)測盲區(qū)而被高溫?zé)?；本發(fā)明通過熱能傳導(dǎo)器的三拱形柱面以及高性能的導(dǎo)熱泥涂層實現(xiàn)加熱爐的高溫區(qū)域的爐管與熱能傳導(dǎo)器之間良好接觸，保障了熱能損失控制在最小范圍內(nèi)；通過支撐桿保障了熱能傳導(dǎo)器緊貼在加熱爐爐管的外壁；通過支撐桿緊固件保障了爐管橫向受力的均衡性，預(yù)防了爐管高溫狀態(tài)下受尖銳物擠壓損壞；通過縱向定位管保障了探針式溫度傳感器于熱能傳導(dǎo)器之間接觸的穩(wěn)定性；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、安全 可靠，檢修、維護(hù)探針式溫度傳感器時，只要從加熱爐頂部抽出溫度傳感器即可，十分便捷；本發(fā)明可有效地監(jiān)測除感應(yīng)式加任意一爐管溫度，克服了現(xiàn)有技術(shù)只能監(jiān)測兩端爐管溫度的缺陷，規(guī)避了爐管因溫度監(jiān)測盲區(qū)而被高溫?zé)┑娘L(fēng)險。

本發(fā)明適用于冶金焦化領(lǐng)域中的各種電磁感應(yīng)式加熱爐的爐管溫度監(jiān)測領(lǐng)域。