催化剂再生装置是连续重整工艺的重要组成部分, 是将经过重整反应而积碳的催化剂进行再生, 从而使重整反应能高负荷地连续、正常运行。再生器是催化剂再生装置的关键设备, 在再生器内催化剂会自上而下发生烧焦、氯化、干燥、冷却等一系列反应。再生器内各床层的温度是反应能否正常进行的关键指标, 而为了保证安全, 再生器上的开孔数量是有限的, 且再生器内部环境恶劣, 条件严苛, 故一般使用特殊的柔性多点热电偶对再生器内各床层的温度进行准确测量。

柔性多点热电偶与普通单点热电偶结构上有着明显区别。普通的单点热电偶是一套法兰仅装有一支只能测量单点温度的热电偶, 而柔性多点热电偶是将多支相同或不同长度的可弯曲的热电偶固定在同一套法兰上, 这些热电偶共用一个接线盒, 从而可以使用一套多点热电偶实现容器内多个部位的温度测量。由于多支热电偶共用一个法兰, 所以柔性多点热电偶有安装开口少的特点, 从而有泄漏点少、节省安装空间、安全性高等优点。

柔性多点热电偶主要有单支单点、单支多点两种[1]。单支单点是一套法兰上伸出多支铠管, 每支铠管包含一支热电偶, 测量一个温度点。这种测量方式的优点是如果其中一支热电偶的铠管损坏, 可以单独更换, 不会对其他热电偶造成影响。缺点是每个测量点对应的热电偶都需要单独固定, 安装难度相对较大。单支多点是一套法兰上伸出一支或多支铠管, 每支铠管包含多支不同长度的热电偶, 分别测量多个温度点。这种测量方式的优点是测点更多, 泄漏点更少, 安装更灵活方便。缺点是每个测量点的独立性相对较低, 在安装时需要同时考虑同一铠管中其他热电偶的位置, 而且如果铠管损坏, 需要整体更换。再生器床层温度测量中一般使用单支单点型多点热电偶。

多点热电偶中的每支热电偶都是基于热电效应进行测温的, 即将两种不同导体A和B的两端连接在一起组成闭合回路, 并使两端处于不同的温度环境, 在回路中就会产生热电势, 通过这个热电势就可以获得该点的温度值。热电偶的测温原理示意图如图1所示, 其中置于被测温度的一端 (T) 称为工作端 (热端) , 另一端 (T0) 称为参考端 (冷端) 。

安装前要做好再生器内部的清洁, 并根据测点分布位置搭设好便于作业的脚手架, 分析再生器中氧含量及有毒有害气体含量, 保证安全才可以进入再生器作业。

将如图2所示的安装支架通过十字支撑件上的螺栓固定在容器壁上, 或直接焊在容器壁上, 可以根据测点分布情况在再生器内不同位置安装多个支架。对多点热电偶进行吊装, 将多点热电偶从再生器顶部开口处送入再生器内部, 将法兰固定。小心地对热电偶进行弯曲, 根据测点分布图将热电偶夹紧在相应安装支架的环形支撑件的压板上, 再将热电偶的端部用耐高温卡子固定在需要测量的位置上, 需要注意的是热电偶的检测位置与容器壁的距离要符合要求[2]。完成安装后要对多点热电偶进行回路测试, 确保回路畅通、组态信息正确才可以投用。

再生器内部环境恶劣, 条件严苛, 多点热电偶经过长期的使用难免会出现故障, 下面介绍几种常见故障的处理方法。

(1) DCS上无示数。这种情况可能是由于设备的振动导致热电偶接线柱处的线路接触不良甚至断路, 也有可能是中间接线箱或盘后接线断路, 应分段检查, 找出断路处, 将接线重新紧固。也有可能是热电偶损坏, 这种情况需要重新更换热电偶。

(2) 显示数值偏低。若发生这种情况可以检查一下补偿导线在热电偶端是否接反, 若接反应将正负极调转。也有可能是由于多点热电偶接线盒内接线柱间进入铁屑或进水生锈导致短路, 应清理干净, 将导线重新接好, 同时保证接线盒密封良好。

(3) 接线错误导致故障。由于多支热电偶的补偿导线均接到一个接线盒内, 易发生导线错接到其他热电偶上导致示值错误的情况, 故安装和维护时要做好标记, 在多点热电偶投用前要做好回路的联校工作, 避免由于接线错误导致故障。

(4) 热偶铠管泄漏、密封开焊等故障。由于多点热电偶整体封装在再生器内部, 且不易拆卸, 再生器运行过程中不能动焊, 所以其中一部分发生损坏无法单独在线更换, 须停车、退料, 将再生器清理完毕后进行检修或更换。

在催化剂再生装置中, 再生器各床层温度是反应过程的关键参数, 柔性多点热电偶以其测点数量多、安装开口少、响应速度快、可靠性好等特点实现了再生器床层温度的安全、准确测量, 保障了反应的有效进行, 从而得到了广泛的应用。