一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置

摘要

一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，包括电磁加热感应炉，电磁加热感应炉在其顶盖设置有一测温孔，在该测温孔处设置有一温度传感器，温度传感器其一端与中央控制室监控系统信号线路连接，而另一端则与一纵向定位管的上端连接，该纵向定位管的下端与设置在电磁加热感应炉内的温度监测装置连接，温度传感器的探针通过纵向定位管深入至温度监测装置来监测电磁加热感应炉的炉内温度，并将温度数据传递至温度传感器，最后再通过信号线路传递至中央控制室监控系统。本发明结构简单、安全可靠，检修、维护便捷。本发明有效地监测除感应式加任意一炉管温度，克服了现有技术只能监测两端炉管温度的缺陷，规避了炉管因温度监测盲区而被高温烧穿的风险。

权利要求

1.一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，包括电磁加热感应炉(1)，其特征在于：

所述的电磁加热感应炉(1)在其顶盖设置有一测温孔(2)，在该测温孔处设置有一温度传感器(3)；

所述的温度传感器(3)其一端与中央控制室监控系统信号线路连接，而另一端则与一纵向定位管(4)的上端连接，该纵向定位管的下端与设置在电磁加热感应炉(1)内的温度监测装置(A)连接，温度传感器的探针通过纵向定位管深入至温度监测装置来监测电磁加热感应炉的炉内温度，并将温度数据传递至温度传感器，最后再通过信号线路传递至中央控制室监控系统。

2.如权利要求1所述的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，其特征在于，所述的温度监测装置(A)包括支撑杆(A1)、热能传导器(A2)、支撑杆紧固件(A3)、导热泥涂层(A4)和纵向定位管管套(A5)，其中，支撑杆呈横向式的设置在电磁加热感应炉(1)炉内的中部，其一端旋接有热能传导器，而另一端则通过圆台型的支撑杆紧固件固定在电磁加热感应炉另一侧的炉管上，热能传导器的一侧与支撑杆旋接，而另一侧紧贴了电磁加热感应炉炉内中部的三根炉管(5)，热能传导器与炉管贴合处填充有导热泥涂层，而热能传导器的上部与纵向定位管(4)的下端连接，连接处套接有纵向定位管管套，防止纵向定位管的下端脱出损坏温度传感器(3)的探针。

3.如权利要求2所述的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，其特征在于，所述的热能传导器(A2)分为两部分，其中一部分为一长105～115mm、宽110～120mm、高200～210mm的矩形的热能传导柱(A21)，热能传导柱的柱身的右侧横向开设有的内螺纹孔(A21a)，支撑杆(A1)的一端旋入该内螺纹孔与热能传导柱连接，热能传导柱柱身的上端面开设有U型孔(A21b)，该U型孔开设有与纵向定位管的下端对应的内螺纹，纵向定位管的下端旋入该内螺纹，而温度传感器(3)的探针则插在U型孔的中心部，而在该热能传导柱的左侧连接设置有一拱形块(A22)，该拱形块的一侧为平面，该平面的中部与热能传导柱的左侧连接，而拱形块的另一侧则设置有三个弦长为23～24mm，拱高为15～16mm，覆盖长度为110～115mm的拱形柱面(A22a)，这些拱形柱面使得整个热能传导器能与待测的直径为500mm的三根炉管的外壁弧形之间实现紧密贴合，以减小炉管与热能传导器之间的间隙。

4.如权利要求3所述的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，其特征在于，所述的温度传感器(3)的探针插入U型孔(A21b)后，U型孔与探针之间紧密密配合，以保障热能传导器(A2)的热量低损耗地传送至电磁加热感应炉(1)顶盖的测温孔(2)处设置的温度传感器。

说明书

一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种数据监测装置，尤其涉及一种应用于冶金焦化领域中的电磁感应式加热炉的炉管温度监测装置。

背景技术

[0002] 目前，在各家金属冶金企业中广泛使用到了一种电磁感应加热炉，该加热炉的热源来自于绕炉膛四周布置的若干块电磁铁，受热体为螺旋式管状炉管。通电后，电磁铁产生涡流，使螺旋式炉管发热，工业沥青在输送泵作用下由电磁感应加热炉下端输入，由加热炉上端流出，从而使沥青温度由330℃加热到370℃，由于，炉温的变化会直接关系到工业沥青的产品质量，因此需要监控炉管的温度。

[0003] 现有技术下的电磁感应加热炉的温度监控技术为，在电磁感应加热炉的输入端管口及输出端管口分别安装输入温度传感器和输出温度传感器，实时监测加热炉的炉管输入及输出两个端口温度，并将温度信号传送到中央控制室，当温度超出控制范围时，通过调节流量等措施控制温度变化，或采取相应的调温措施。

[0004] 然而，现有技术的这个方法只能用于加热炉正常运行时的监测温度，不能满足加热炉炉管因堵塞受热不均或对加热炉实施烧焦作业时炉管温度监测需求-所谓烧焦作业是指电磁感应加热炉运行一段时间后，停炉清焦作业。而产生这种现象的原因在于，电磁感应加热炉运行过程中，炉管的管壁会沉积由沥青的缩合反应所形成的半固态焦炭，而且会日积月累，越积越厚，从而导致流量下降、产量下降，故要通过烧焦作业畅通炉管。

[0005] 烧焦作业时，在炉管的输入端通入压力为0.5MPa、流量为每小时30立方的压缩空气，该压缩空气将与沉积炉管管壁上的焦炭发生燃烧反应，并在炉管局部区域产生600℃至800℃高温，在此高温下，现有技术下的输入端管口及输出端管口的输入温度传感器和输出温度传感器根本无法起到应有的作用，导致炉管性能将快速恶化并可能被烧穿。据统计，按标准类型的化工企业的电磁感应加热炉，烧焦作业经常发生中段区域炉管被烧穿事故，平均每年烧穿炉管达4次，而电磁感应加热炉的炉管每根市值为14万元左右，炉管一旦烧穿只有作为废钢处置。如此，不仅给加热炉按期投用带来重大影响，而且还带来较大的直接经济损失。

[0006] 除了上述的输入温度传感器和输出温度传感器本身的缺陷以外，现有的电磁感应加热炉温度监控技术还受制于电磁感应加热炉的结构，以片状的DS18B20型dn结温度传感器为例，这种通用的温度传感器只能套在输入端炉管及输出端炉管的端口，而在加热炉中部相邻之间的炉管由于采用了满焊工艺而无任何间隙，炉管外圈与电磁铁之间的间距狭小，且整个圆柱型炉膛内填充的全部是柔性保温棉，炉管内圈与柔性保温棉之间也无法安装测温装置，故整个炉管除了输入端炉管及输出端炉管的位置以外均无足够的空间可供安装测温装置。也就是说无法传输除炉管端口之外其他任何部位的温度，而炉膛内温度原低于炉管温度，无法通过监测炉膛温度反映出炉管实际温度，即加热炉炉管因堵塞受热不均或对加热炉实施烧焦作业时，炉管温度根本得不到监控，从而导致事故的频频发生。

[0007] 综上所述，现迫切需要一种新型的电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，结合电磁感应加热炉单管螺旋式特征提供一个能够监测除加热炉端口以外其他任何部位温度的装置，以规避加热炉的炉管因“蜂窝”效应而导致的局部烧穿风险。

发明内容

[0008] 为了克服现有技术下的电磁感应加热炉的温度监控技术所存在的缺陷，本发明提供了一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，该技术方案在感应式加热炉的炉膛内设置一个传热性能好、稳定性强、可调节紧固的炉管温度传导装置，并通过耐高温杆式温度传感器将炉管温度传导装置发出的温度经模数转化后通过数据线传送到中央控制室。本发明的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，其具体结构如下所述：

[0009] 一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，包括电磁加热感应炉，其特征在于：

[0010] 所述的电磁加热感应炉在其顶盖设置有一测温孔，在该测温孔处设置有一温度传感器；

[0011] 所述的温度传感器其一端与中央控制室监控系统信号线路连接，而另一端则与一纵向定位管的上端连接，该纵向定位管的下端与设置在电磁加热感应炉内的温度监测装置连接，温度传感器的探针通过纵向定位管深入至温度监测装置来监测电磁加热感应炉的炉内温度，并将温度数据传递至温度传感器，最后再通过信号线路传递至中央控制室监控系统。

[0012] 根据本发明的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，其特征在于，所述的温度监测装置包括支撑杆、热能传导器、支撑杆紧固件、导热泥涂层和纵向定位管管套，其中，支撑杆呈横向式的设置在电磁加热感应炉炉内的中部，其一端旋接有热能传导器，而另一端则通过圆台型的支撑杆紧固件固定在电磁加热感应炉另一侧的炉管上，热能传导器的一侧与支撑杆旋接，而另一侧紧贴了电磁加热感应炉炉内中部的三根炉管，热能传导器与炉管贴合处填充有导热泥涂层，而热能传导器的上部与纵向定位管的下端连接，连接处套接有纵向定位管管套，防止纵向定位管的下端脱出损坏温度传感器的探针。

[0013] 支撑杆采用无缝钢管制成，其一端旋接热能传导器，而另一端则通过支撑杆紧固件固定在电磁加热感应炉另一侧的炉管上，支撑杆的长度可根据电磁加热感应炉炉内空间选择。

[0014] 热能传导器采用材质紫铜，选取该材质是鉴于紫铜的导热系数为401W/(mk)，蓄热系数为325W/(㎡k)，其热能传导性能仅次于银材质，故具有良好的优越的导热性能，能将炉管温度快速地、低损耗地传至温度传感器。

[0015] 圆台型的支撑杆紧固件用于固定支撑杆，调整支撑杆的有效长度，并能使横向紧固件接触的炉管的压力尽可能均匀分布，以免炉管在高热状态下受尖锐物压迫而损坏，同时也可提高支撑杆在炉内的稳定性。

[0016] 根据本发明的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，其特征在于，所述的热能传导器分为两部分，其中一部分为一长105～115mm、宽110～120mm、高200～210mm的矩形的热能传导柱，热能传导柱的柱身的右侧横向开设有的内螺纹孔，支撑杆的一端旋入该内螺纹孔与热能传导柱连接，热能传导柱柱身的上端面开设有U型孔，该U型孔开设有与纵向定位管的下端对应的内螺纹，纵向定位管的下端旋入该内螺纹，而温度传感器的探针则插在U型孔的中心部，而在该热能传导柱的左侧连接设置有一拱形块，该拱形块的一侧为平面，该平面的中部与热能传导柱的左侧连接，而拱形块的另一侧则设置有三个弦长为23～24mm，拱高为15～16mm，覆盖长度为110～115mm的拱形柱面，这些拱形柱面使得整个热能传导器能与待测的直径为500mm的三根炉管的外壁弧形之间实现紧密贴合，以减小炉管与热能传导器之间的间隙。

[0017] 热能传导柱与拱形块的具体尺寸可根据电磁加热感应炉炉管尺寸而变化，并不仅限于上述尺寸，而采用三个拱形柱面是依据历年大量的改质沥青炉管烧穿实例，烧焦作业时，温度最高区域为炉管最中间的三根炉管，当然此处也可以选择4个及以上的弧形柱面，这样可以扩大炉管温度的监测范围，不过会增加装置的制造成本。

[0018] 根据本发明的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，其特征在于，所述的温度传感器的探针插入U型孔后，U型孔与探针之间紧密密配合，以保障热能传导器的热量低损耗地传送至电磁加热感应炉顶盖的测温孔处设置的温度传感器。

[0019] 使用本发明的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置获得了如下有益效果：

[0020] 1.本发明的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，通过一个探针式温度传感器以及设置在炉膛内的炉管热能传导器将感应式加热炉中间部位的炉管温度传送到中央控制室，有效地避免了感应式加热炉中间部位的炉管，在烧焦作业时因温度监测盲区而被高温烧穿；

[0021] 2.本发明的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，通过热能传导器的三拱形柱面以及高性能的导热泥涂层实现加热炉的高温区域的炉管与热能传导器之间良好接触，保障了热能损失控制在最小范围内；通过支撑杆保障了热能传导器紧贴在加热炉炉管的外壁；通过支撑杆紧固件保障了炉管横向受力的均衡性，预防了炉管高温状态下受尖锐物挤压损坏；通过纵向定位管保障了探针式温度传感器于热能传导器之间接触的稳定性。

[0022] 3.本发明的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，结构简单、安全可靠，检修、维护探针式温度传感器时，只要从加热炉顶部抽出温度传感器即可，十分便捷。

[0023] 4.本发明的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，可有效地监测除感应式加任意一炉管温度，克服了现有技术只能监测两端炉管温度的缺陷，规避了炉管因温度监测盲区而被高温烧穿的风险。

附图说明

[0024] 图1为本发明的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置的具体结构示意图[0025] 图2为本发明的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置的热能传导器的具体结构示意图；

[0026] 图3为本发明的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置的支撑杆的具体结构示意图；

[0027] 图4为本发明的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置的支撑杆紧固件的具体结构示意图。

[0028] 图中：1-电磁加热感应炉，2-测温孔，3-温度传感器，4-纵向定位管，5-炉管，A-温度监测装置，A1-支撑杆，A2-热能传导器，A3-支撑杆紧固件，A4-导热泥涂层，A5-纵向定位管管套，A21-热能传导柱，A21a-内螺纹孔，A21b-U型孔，A22-拱形块，A22a-拱形柱面。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图和实施例对本发明的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置做进一步的描述。

[0030] 实施例

[0031] 如图1至图3所示，一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，包括电磁加热感应炉1，电磁加热感应炉在其顶盖设置有一测温孔2，在该测温孔处设置有一温度传感器3；

[0032] 温度传感器3其一端与中央控制室监控系统信号线路连接，而另一端则与一纵向定位管4的上端连接，该纵向定位管的下端与设置在电磁加热感应炉1内的温度监测装置A连接，温度传感器的探针通过纵向定位管深入至温度监测装置来监测电磁加热感应炉的炉内温度，并将温度数据传递至温度传感器，最后再通过信号线路传递至中央控制室监控系统。

[0033] 温度监测装置A包括支撑杆A1、热能传导器A2、支撑杆紧固件A3、导热泥涂层A4和纵向定位管管套A5，其中，支撑杆呈横向式的设置在电磁加热感应炉1炉内的中部，其一端旋接有热能传导器，而另一端则通过圆台型的支撑杆紧固件固定在电磁加热感应炉另一侧的炉管上，热能传导器的一侧与支撑杆旋接，而另一侧紧贴了电磁加热感应炉炉内中部的三根炉管5，热能传导器与炉管贴合处填充有导热泥涂层，而热能传导器的上部与纵向定位管4的下端连接，连接处套接有纵向定位管管套，防止纵向定位管的下端脱出损坏温度传感器3的探针。

[0034] 支撑杆A1采用无缝钢管制成(本实施例中为长110mm、直径为30mm的无缝钢管)，其一端旋接热能传导器，而另一端则通过支撑杆紧固件固定在电磁加热感应炉另一侧的炉管上，支撑杆的长度可根据电磁加热感应炉炉内空间选择。

[0035] 热能传导器A2采用材质紫铜，选取该材质是鉴于紫铜的导热系数为401W/(mk)，蓄热系数为325W/(㎡k)，其热能传导性能仅次于银材质，故具有良好的优越的导热性能，能将炉管温度快速地、低损耗地传至温度传感器。

[0036] 圆台型的支撑杆紧固件A3用于固定支撑杆A2，调整支撑杆的有效长度，并能使横向紧固件接触的炉管5的压力尽可能均匀分布，以免炉管在高热状态下受尖锐物压迫而损坏，同时也可提高支撑杆在炉内的稳定性。

[0037] 本实施例中，导热泥涂层A4采用HTT型导热胶泥，具有无腐蚀、受热固化后不开裂、不脱落、不粉化、在高温影响下性能不劣化、且填充效果佳等特性，采用导热泥涂层填充在炉管3与热能传导器A2之间克服了炉管与热能传导器之间因微小的间隙所带来的热能传导损失。

[0038] 热能传导器A2分为两部分，其中一部分为一长105～115mm、宽110～120mm、高200～210mm的矩形的热能传导柱A21(本实施例中为长105mm、宽110mm、高200mm的热能传导柱)，热能传导柱的柱身的右侧横向开设有的内螺纹孔A21a，支撑杆A1的一端旋入该内螺纹孔与热能传导柱连接，热能传导柱柱身的上端面开设有U型孔A21b，该U型孔开设有与纵向定位管的下端对应的内螺纹，纵向定位管的下端旋入该内螺纹(本实施中纵向定位管由外径为40mm，内径为15mm,长度为300mm的厚壁钢管制成，纵向定位管的下端车有一段直径为20mm、长度为8mm的外螺纹，用于纵向定位管与热能传导柱的U型孔的内螺纹旋接，提高温度传感器的探针与热能传导器之间接触的稳定性)，而温度传感器3的探针则插在U型孔的中心部，而在该热能传导柱的左侧连接设置有一拱形块A22，该拱形块的一侧为平面，该平面的中部与热能传导柱的左侧连接，而拱形块的另一侧则设置有三个弦长为23～24mm，拱高为15～16mm，覆盖长度为110～115mm的拱形柱面A22a(本实施例中为三个弦长23mm，拱高为
15mm，覆盖长度为110mm的拱形柱面)，这些拱形柱面使得整个热能传导器能与待测的直径为500mm的三根炉管的外壁弧形之间实现紧密贴合，以减小炉管与热能传导器之间的间隙。

[0039] 热能传导柱与拱形块的具体尺寸可根据电磁加热感应炉炉管尺寸而变化，并不仅限于上述尺寸，而采用三个拱形柱面是依据历年大量的改质沥青炉管烧穿实例，烧焦作业时，温度最高区域为炉管最中间的三根炉管，当然，此处也可以选择4个及以上的弧形柱面，这样可以扩大炉管温度的监测范围，不过会增加装置的制造成本。

[0040] 温度传感器3的探针插入U型孔A21b后，U型孔与探针之间紧密密配合，以保障热能传导器A2的热量低损耗地传送至电磁加热感应炉1顶盖的测温孔2处设置的温度传感器。

[0041] 本发明的一种电磁加热感应炉用炉管温度监测装置，通过一个探针式温度传感器以及设置在炉膛内的炉管热能传导器将感应式加热炉中间部位的炉管温度传送到中央控制室，有效地避免了感应式加热炉中间部位的炉管，在烧焦作业时因温度监测盲区而被高温烧穿；本发明通过热能传导器的三拱形柱面以及高性能的导热泥涂层实现加热炉的高温区域的炉管与热能传导器之间良好接触，保障了热能损失控制在最小范围内；通过支撑杆保障了热能传导器紧贴在加热炉炉管的外壁；通过支撑杆紧固件保障了炉管横向受力的均衡性，预防了炉管高温状态下受尖锐物挤压损坏；通过纵向定位管保障了探针式温度传感器于热能传导器之间接触的稳定性；本发明结构简单、安全可靠，检修、维护探针式温度传感器时，只要从加热炉顶部抽出温度传感器即可，十分便捷；本发明可有效地监测除感应式加任意一炉管温度，克服了现有技术只能监测两端炉管温度的缺陷，规避了炉管因温度监测盲区而被高温烧穿的风险。

[0042] 本发明适用于冶金焦化领域中的各种电磁感应式加热炉的炉管温度监测领域。