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浅谈反应堆启动过程中验证热电偶精度的问题

来源:发表时间:2019-04-19


      使用固定床催化剂的炼油厂操作员高度重视温度准确度,但他们也不希翼通过采用不必要的温度读数来浪费时间。因此,为了更好地理解在正常操作期间可能存在的任何径向温度差异,他们可以假设他们可以简单地使用在启动保持时间期间采取的温度来验证反应堆热电偶的准确性。
      这种验证热电偶精度的方法听起来似乎有道理,更不用说比替代方案更容易和更具成本效益。不幸的是,这种快捷方式并不能真正为操作员提供所需的温度信息。更重要的是,通过使用启动温度而不是工作温度,在出现问题时没有时间进行任何调整。
      这种误解类似于这样的想法:如果您只是将热电偶购买到标准或特殊限制,您就已经知道了传感器的准确性。虽然这种方法可能适用于许多热电偶获得一般过程信息的应用,但它通常无法提供反应堆内部分布评估等活动所需的精度(特别是涉及保修时),SIL验证测试/重新认证或脉冲测试设计用于反应堆的高级多级流程图。脉冲测试映射还可以对催化剂负载保证以及催化剂性能保证提供保修。
热电偶的基本原理
      金莎娱乐官方网站热电偶是坚固,精确且经济的温度测量传感器。在热电偶里面是由不同金属制成的两根导线。测量结,也称为热结,是两根电线或腿连接的点。在导线的另一端是参考接合点,通常称为冷结。产生的电压随结点的温差而变化。因为金属每根导线的成分是已知的,咱们知道电压与温度的关系。
      热电偶有标准型,每种类型都有自己的金属合金配对。 K型热电偶是反应堆类型应用中最常用的热电偶。它的正腿由90%的镍组成和10%铬(Chromel?),而负极由95%镍,2%锰,2%硅和1%组成铝(Alumel?)。炼油厂也使用E型和J型,但不如K型。
这种热电偶通常有两种等级的精度:
      标准误差限制 - ±2.2°C(4°F)或±0.75%的较大值
      特殊误差限制 - ±1.1°C(2°F)或0.4%的较大值
      例如,在371°C(700°F)时,标准限值为±5.25°F(10.5°F差值),特殊限值为±2.8°F(5.6°F传播)。请注意,涉及反应堆内部构件的许多保证和保修通常小于径向5.6°F由特殊限制提供的传播,如果实际校准,由于简单的热电偶变化可能存在不知道风险。
      热电偶线由合金制成。由于没有合金是完全均匀的(合金是不均匀的),咱们是什么真的有一个复杂的系列 - 或一系列多个内联热电偶(见图1)。如果是两个热电偶结点是内联的并且在相同的温度下,热电偶输出的净效应为零。这很方便
      当观察金莎娱乐官方网站热电偶线中的接头或接线盒中的连接时。如果是热电偶电缆在相同温度下,热电偶连接热电偶不会引起任何明显的误差热电偶读数。这种现象可以称为梯度理论。
图1:多个直列式热电偶链

 


热电偶,精度和校准
      Deggary N. Priest在他的论文“那些热电偶的准确度如何?”中用这种方式说明道:“任何苗条非均匀导体可以被视为一组串联的塞贝克单元,每一段都是任意的长度,每个部分基本上是同质的,每个部分都有自己的σ(T)关系。“这个概念击中了一个热电偶和矿物绝缘(MI)电缆制造商多年来已经知道的基本事实:整卷电缆可以给出一个读数,由该卷产生的单个热电偶很可能具有不同的产出。因此,虽然从卷创建的样本可以准确到足以通过制造商的样本验收测试通常不适合在关键过程中对各个传感器使用那种类型的批次校准固定床催化反应器等应用。
      通常,炼油厂要求热电偶制造商进行单一温度校准或多次温度校准给定传感器的温度校准。单一温度测试用于验证热电偶的准确性在拟议的工作温度或其附近。多个温度测试用于映射a的准确性WP002  -11/2018TC1 TC2 TC2 TC3 TC3 TC4WP002  -  11/2018热电偶可用于在已知的情况下内插其精度值。电缆制造商与热电偶制造商合作选择适合产品预期用途的起始线。什么时候选择用于反应堆的热电偶,你仍然需要高精度,但严格地说是在工作温度范围的高端。即便热电偶制造商选择一种非常高纯度的材料,它仍然是可能的选择对于一个校准范围更精确的起始线另一个。了解任何特定热电偶的最佳方法在特定的工作温度下工作是进行校准/验证处于或接近预期的工作温度。
      基于启动温度预测的两个问题这使咱们面临上述检查反应堆的挑战固定床催化剂启动期间的热电偶。固定床催化反应堆通常在启动过程中有一些保持点在整个催化剂床中大致等温或相同的温度。这个温度通常低于工作温度,以确保床是热的和干的,或准备催化剂活化活动。运营商会看看反应堆热电偶并比较它们的温差那时候。假设这一步足以给出一张地图继承热电偶差异并预测其在操作中的准确性温度。但请记住,每根热电偶电缆都不完全同质。为了使用低温校准。
      为了映射高温性能,每个金莎娱乐官方网站热电偶都会需要进行精确的多点校准。虽然有可能做到在工厂进行多点映射校准,热电偶线可以改变有热量,时间,骑自行车和弯曲。 磁性重新排序,污染物转移和晶粒生长都可能导致脱色在反应器中正常使用的热电偶。这意味着更长的时间热电偶正在使用中,在工厂完成的任何校准都会丢失它作为地图工具的价值。确实,热电偶在同一个下面条件通常会以类似的方式进行衰减和漂移,但热点,焦炭球,或简单的不同条件,由于路由可能会导致变化径向分布。
      使用等温保持启动方法的第二个挑战是检查热电偶:很简单,如果你不喜欢热电偶,你会怎么做?信息?在启动期间,热电偶被包围昂贵且负载昂贵的催化剂。实现相关变更热电偶需要关闭装置,去除催化剂,并使反应堆安全,以便进行热电偶维修或更换。所有这是一个非常昂贵的情况,不太可能发生。不幸的是,然后,反应堆所有者留下一个问号,其余的催化剂运行为是否可以进行临界温度评估。

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