中國報告大廳網訊,在煉油化工行業的發展進程中,溫度測量對於反應器的穩定運行和產品質量把控至關重要。其中,高壓多點柔性鎧裝熱電偶憑藉其獨特的性能,在加氫及加氫裂化、渣油加氫反應器等場景中發揮著不可替代的作用。隨著行業對設備性能要求的不斷提升,以及成本控制意識的增強,熱電偶的技術創新與國產化替代逐漸成為行業關注的焦點,各類熱電偶行業在實際應用中的表現、優缺點及成本效益,也成為企業選擇設備時的重要考量因素。以下是2025年熱電偶行業技術分析。
高壓多點柔性鎧裝熱電偶主要用於煉油化工加氫及加氫裂化、渣油加氫反應器中。在這些反應器中,既存在軸向溫差又存在徑向溫差,溫度測量點的數量直接影響對床溫反映的全面性,測量點越多,反應的床溫越全面,因此需要更多的測量點來測量溫度,高壓多點柔性鎧裝熱電偶便在此需求下應運而生。
固定床渣油加氫裝置因具備很強的原料適應性和加工靈活性,能實現渣油的清潔高效利用,且經濟效益高,是目前石油行業應用較多的渣油處理裝置,同時還在不斷新建。當前,加氫裝置反應器大多以固定床反應器為主,也有少量沸騰床、漿態床、液相加氫反應器。以固定床反應器為例,一個反應器從上到下至少有 3 個以上的床層需要測溫,每個床層最少需要 4 - 8 個測溫點,5Mt/a 渣油加氫反應器甚至每一層會有 24 - 26 個測溫點。如此一來,一個反應器上要裝幾十個測溫點,4 個反應器中則要裝上百個測溫點。由於反應器屬於高溫高壓容器,不宜開設過多孔洞,普通的熱電偶已無法滿足這樣的使用需求,所以,只能採用高溫高壓多點柔性鎧裝熱電偶來解決這一難題。
《2025-2030年中國熱電偶行業市場深度研究及發展前景投資可行性分析報告》指出,催化劑床層的徑向溫差直接反映反應器的運行狀態,現行生產過程要求床層溫度在反應器內均勻分布,並對每個測溫點進行實時監控。這就對反應器催化劑床層多點熱電偶的關鍵技術提出了高要求,具體包括耐高壓、耐擠壓、反應快、高精度、易敷設、可更換。其中,耐高壓主要指耐高壓密封,涵蓋耐氫腐蝕、耐氫滲透;耐擠壓強度針對的是鎧裝熱電偶套管抗氫脆開裂材質,以及防止催化劑下沉拉斷熱電偶的能力;反應快、高精度則要求鎧裝直徑不能太大,既要保證柔性可彎曲,又要具備較高的測量精度;易敷設主要體現在安裝結構需方便且牢固,便於後續的檢修和更換;可更換意味著一台多點熱電偶若有三分之一部分損毀,只需更換損毀部分,無需整體更換,這一特性能大大降低使用成本。由此可見,加氫多點鎧裝熱電偶,尤其是應用於高溫高壓渣油、蠟油、潤滑油等裝置反應器的多點熱電偶,面臨著極高的性能要求。
某石化公司渣油加氫裝置反應器共安裝了 10 台高壓多點柔性熱電偶,這些熱電偶全部採用進口品牌。
進口的高壓多點熱電偶採用可拆卸結構,其填料加鎖緊螺母密封方式是將若干根熱電偶鎧管測量端分別用管卡固定在由製造廠配帶的鋼樑上,鎧管另一端則用石墨填料密封加壓緊螺母密封。在法蘭外面焊接密封底座,密封底座上設置有與二次密封腔連接的外螺紋接口,以及若干用於鎧管密封的內螺紋接口。這種結構的優點是,當熱電偶出現損壞時,能夠單獨更換損壞部分,且可拆解安裝,安裝過程較為方便。
然而,該結構也存在明顯缺點。一旦填料出現老化,就會嚴重影響密封效果,導致泄漏情況發生。採用填料密封后,熱電偶無法承受較大拉力,由於反應器內的鎧裝熱電偶會與催化劑結焦形成片狀、塊狀物質,一旦反應器催化劑床層出現塌陷下沉現象,就會將熱電偶元件拉到反應器內部,進而產生嚴重的泄漏問題。該石化公司渣油加氫裝置反應器上的高壓多點柔性熱電偶自 2018 年開工投入使用,經過 5 年的高壓運轉,到 2023 年時,發現其中一台熱電偶已無法承受長期高壓運行的壓力,出現了多處泄漏情況。基於此,相關部門決定在 2023 年 10 月份裝置換劑檢修期間,採購一台國產高壓多點柔性熱電偶來替換這台已泄漏的高壓多點柔性熱電偶。
此次採購的國產高壓多點柔性熱電偶擁有獨家專利技術,其在解決鎧裝熱電偶長周期使用壽命方面採取了特殊措施和方法。首先,對鎧裝熱電偶表面進行霧化陶瓷處理,從根本上提升了熱電偶抗氫脆開裂和抗硫化氫腐蝕的優良性能;其次,巧妙設計了特殊的安裝支架,將鎧裝熱電偶與催化劑進行隔離,使鎧裝熱電偶避免了氫及硫化氫的腐蝕,從而實現長周期使用且無需更換的效果。
該國產熱電偶採用無焊接多點柔性鎧裝工藝,具有獨特的優勢。其一,改進了臨氫界面無焊接的製造方法,成功克服了小直徑鎧裝熱電偶因焊接原因在法蘭根部容易出現氫脆、斷裂的難題,這一改進大大延長了產品的使用周期,同時降低了生產成本;其二,大幅減小了產品的包裝體積,為產品的運輸提供了絕對可靠的安全保障;其三,為熱電偶的首次安裝以及後續檢修過程中的拆裝、回裝工作提供了安全可靠的保障;其四,在小直徑鎧裝套管表面塗覆了 0.2mm 厚的抗氫脆塗層,進一步提高了熱電偶的抗氫脆性能。
該石化公司渣油加氫裝置此次置換的國產高壓多點柔性熱電偶是 13 點鎧裝熱電偶。截至目前,這台國產高壓多點柔性熱電偶已穩定運行 6 個月,在運行期間,整體運行狀態非常平穩,沒有出現任何故障,也未發生泄漏情況。
在成本方面,這台國產熱電偶的價格僅為進口品牌的 50%,僅此一項就為公司節約成本 20 余萬元。若該國產熱電偶能夠在長期運行過程中保持穩定,且無泄漏情況發生,公司後續考慮長期採購國產熱電偶產品來替代進口品牌,這將為公司節約一大筆成本支出。
在煉油化工行業高溫高壓反應器的溫度測量領域,高壓多點柔性鎧裝熱電偶是關鍵設備。進口多點熱電偶行業雖在安裝便利性上有一定優勢,但存在密封易失效、易因外力拉扯損壞導致泄漏的問題,且長期使用後故障風險增加。而國產高壓多點柔性熱電偶通過表面霧化陶瓷處理、特殊安裝支架設計、無焊接工藝改進及抗氫脆塗層塗覆等技術創新,不僅解決了進口產品的諸多弊端,還具備長周期穩定運行的能力。從實際應用來看,國產 13 點鎧裝熱電偶運行 6 個月無故障無泄漏,且價格僅為進口產品的 50%,單台就節約成本 20 余萬元。這表明國產高壓多點柔性熱電偶在技術性能和成本效益上均展現出顯著優勢,若能持續穩定發揮性能,未來有望在行業內實現對進口熱電偶的廣泛替代,為相關企業降低成本、保障生產穩定提供有力支持,也為 2025 年熱電偶行業技術的發展與國產化推進奠定了良好基礎。

