【摘 要】
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气化炉是水煤浆气化装置的重要反应设备,气化炉正常运行时,炉内温度高达1000～1700℃左右,炉壁表面温度为200℃。气化炉的内衬耐火砖保护层由于砌砖的缺陷或者在高温的冲刷磨蚀下,发生“窜气”现象,有可能引发重大事故,所以有必要对气化炉壁面温度进行实时监测,用来判断耐火砖的状态。目前常用的气化炉壁面温度监测方法是表面热电偶测温法,但只能对区域内的最高温度进行检测,无法得知发生其最高温度的具体位置。
【基金项目】
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国家重点研发计划:“大型煤气化工艺装置安全防控技术研究及示范（2018YFC0808500）”；
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气化炉是水煤浆气化装置的重要反应设备,气化炉正常运行时,炉内温度高达1000～1700℃左右,炉壁表面温度为200℃。气化炉的内衬耐火砖保护层由于砌砖的缺陷或者在高温的冲刷磨蚀下,发生“窜气”现象,有可能引发重大事故,所以有必要对气化炉壁面温度进行实时监测,用来判断耐火砖的状态。目前常用的气化炉壁面温度监测方法是表面热电偶测温法,但只能对区域内的最高温度进行检测,无法得知发生其最高温度的具体位置。本文主要结合国家重点研发计划与实际工程应用需求,基于分布式光纤测温技术,提出了针对气化炉壁面温度监测的一种新的测量方法,并研制了能够实时在线监测气化炉壁面温度的测温系统。论文的主要工作如下:（1）分析国内外气化炉壁面温度监测方法技术的现状,对目前这些技术存在的不足,结合拉曼散射的分布式光纤测温技术和光时域反射技术,提出了基于分布式光纤拉曼测温的气化炉壁面温度检测方法。（2）针对大型煤气化装置工艺现场复杂多变的环境,设计了一种适用于气化炉壁面温度检测的无缝钢管铠装耐高温光纤,并研制了测量高温的分布式光纤测温系统,利用了小波变换对检测信号进行去噪效果的研究。（3）基于气化炉壁面的温度监测要求,研制了用于检测分布式光纤测温系统性能的实验平台,通过利用恒温箱和该实验平台进行了性能测试,实验结果表明:分布式光纤测温系统在1km以内,测温范围达到0～350℃,空间分辨率0.5m,适用于对气化炉壁面温度监测;开发了基于Visual Studio平台的测温系统软件,将光纤沿铺设路径的各点温度信号进行曲线显示。（4）在小尺度的模拟气化炉壁面温度实验平台（温度范围0～300℃）进行不同升温区域的实验分析,实验结果表明分布式光纤测温系统具有良好的测温效果;其次在某炼厂的气化炉上对该系统进行了运用,对传感光纤布局、线路规划和测量系统进行了设计,并进行了初步的壁面温度监测实验;通过和表面热电偶以及红外热成像仪的测温效果比较,验证了分布式光纤测温系统的可行性。
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