1 前言
熱電偶是工業(yè)上***常用的溫度檢測(cè)元件之一。熱電偶測(cè)溫的基本原理：將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)工作的。
玻璃熔爐爐頂（Melter Crown）測(cè)得熔制溫度高達(dá)1540～1570℃左右，此溫度它關(guān)系到玻璃液的質(zhì)量與出料量。因此窯爐的溫度自動(dòng)控制均以爐頂點(diǎn)為準(zhǔn)。它采用的熱電偶分度號(hào)為B型?，F(xiàn)就此點(diǎn)的溫度測(cè)量與控制談?wù)劚救耸褂玫捏w會(huì)。
2 爐頂熱電偶位置的選定
此溫度測(cè)點(diǎn)一般在噴槍處向前2/3處或者是在更前處，見(jiàn)圖1。此點(diǎn)是窯爐的熱點(diǎn)，同時(shí)馬蹄型窯爐其交換左右火焰均在此位置轉(zhuǎn)向，對(duì)交換后火焰的影響也較小。此點(diǎn)的溫度反應(yīng)較快、靈敏度高基本能代表窯爐內(nèi)的溫度情況。
3 安插爐頂熱電偶時(shí)其注意點(diǎn)及解決辦法
由于玻璃窯爐內(nèi)的溫度高，粉塵多以及化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，因此正確地安裝熔化池爐頂上的熱電偶，準(zhǔn)確地測(cè)溫以及延長(zhǎng)熱電偶的壽命是十分重要的。有經(jīng)驗(yàn)證明熱電偶過(guò)早損壞等，其很大原因是由于不適宜的安裝所致。有時(shí)甚至?xí)绊懙綘t頂?shù)膲勖?。以下幾點(diǎn)體會(huì)供******參考：
① 插入此點(diǎn)的熱電偶，插入的深度不能超過(guò)窯頂內(nèi)表面的50.8毫米，如熱電偶插入過(guò)深，就會(huì)被火焰沖刷與料粉腐蝕，其熱電偶的壽命會(huì)大大縮短。
同時(shí)插入熱電偶的孔與熱電偶瓷管的空隙，須***要用玻璃棉、玻璃纖維等填充物將此空隙堵嚴(yán)，以防產(chǎn)生“煙囪效應(yīng)”（Chimney Effect）使其火焰沖出燒毀熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線等。
② 該點(diǎn)的熱電偶須***要有足夠的長(zhǎng)度，其熱電偶距窯頂表面長(zhǎng)度要 >150~250毫米。如接線盒處的溫度過(guò)高，其測(cè)量的溫度將會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，甚至燒毀接線盒。
③ 如該點(diǎn)的熱電偶磚如采用的是盲孔，為了提高該溫度靈敏度，可將該測(cè)溫磚多插入窯頂一些，使熱電偶的測(cè)點(diǎn)基本與窯頂內(nèi)壁平口如圖四左，或者再多插一點(diǎn)如圖4右。
盲孔測(cè)溫磚，其盲孔測(cè)溫的修正值有以下的經(jīng)驗(yàn)：測(cè)出的溫度一般比正常測(cè)玻璃液溫度約低50℃，如盲孔測(cè)出溫度為1510℃，推算出其窯內(nèi)的火焰溫度為1560℃。此點(diǎn)為筆者的體會(huì)，望各位在工作中驗(yàn)證。同時(shí)其盲孔的熱電偶瓷管的空隙，也要用玻璃棉與纖維等填充物將此空隙堵嚴(yán)。以防磚有小裂紋而產(chǎn)生的“煙囪效應(yīng)”，***終會(huì)使火焰竄出。
另外在現(xiàn)場(chǎng)處理盲孔磚有經(jīng)驗(yàn)證明，在建爐過(guò)程中由于各項(xiàng)工作交叉進(jìn)行，難免 有一些疏忽。在盲孔測(cè)溫孔里現(xiàn)場(chǎng)我們常發(fā)現(xiàn)有螺絲、螺帽、小磚塊等掉落盲孔內(nèi)。窯爐點(diǎn)火升溫后處理起來(lái)十分麻煩。提醒******注意。在建爐時(shí)可用紙張與木塊等物將其先塞住。點(diǎn)火升溫需插熱電偶時(shí)，紙張等處理較為容易些。
① 爐頂插熱電偶的磚要使用整塊的專用磚，圖五為爐頂測(cè)溫的通孔專用磚。其材質(zhì)須***要與爐頂磚材一致。
有不少玻璃工廠采用在爐頂隨意留一孔或者現(xiàn)場(chǎng)鉆一孔，結(jié)果隨著窯爐數(shù)年燃燒后造成了火焰的竄出，使得該熱電偶四周爐頂磚侵蝕松動(dòng)或竄火，嚴(yán)重影響到熱電偶甚至窯爐爐頂?shù)膲勖浯鷥r(jià)是很大的。望引起******們的注意。
② 窯頂?shù)臒犭娕柬?**要使用三角架或者法蘭盤(pán)支撐，它們須***要堅(jiān)固穩(wěn)定可靠有效。不能有傾斜和高低不平不穩(wěn)等現(xiàn)象。請(qǐng)見(jiàn)上圖2：
4 熱電偶斷偶以及斷偶后的應(yīng)對(duì)措施
熱電偶是易耗品，它的老化主要是由于銠從一根電線遷移到另一根，這取決于溫度及其氣氛，因此老化的影響是不能定量的。它的損壞有其突然性與隨機(jī)性。窯頂控制點(diǎn)的熱電偶，一旦斷線、斷偶，其輸入為0mV，這時(shí)自動(dòng)控制儀表自動(dòng)輸出為***大值，這將會(huì)導(dǎo)致某些事故的發(fā)生。此時(shí)須***要有限幅裝置，將燃油的流量（天然氣的流量）或者電加熱功率等要加以限制并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以免發(fā)生超溫?fù)p壞窯爐等現(xiàn)象。
現(xiàn)在大型窯爐對(duì)窯爐溫度自動(dòng)控制與監(jiān)視是十分重視的，當(dāng)熱電偶損壞后，我們不但要有一系列的自動(dòng)措施，而當(dāng)人工干預(yù)時(shí)也要有該點(diǎn)的溫度顯示。圖7就是在爐頂同一點(diǎn)上鉆二個(gè)孔，一通孔一盲孔，分別插熱電偶以解決此問(wèn)題：
其中一個(gè)通孔其熱電偶的信號(hào)是作為自動(dòng)控制窯爐溫度的。另一盲孔作為溫度顯示的，一旦通孔內(nèi)的熱電偶燒壞，窯爐操作人員立即將自動(dòng)控制切換到手動(dòng)，以此盲孔的溫度值作為顯示手動(dòng)調(diào)節(jié)以維持生產(chǎn)。
5 熱電偶定期調(diào)換
窯頂?shù)淖鳛榭刂泣c(diǎn)的熱電偶一般半年左右要定期調(diào)換下來(lái)，以免正常工作中燒壞燒斷，影響窯爐的正常工作。調(diào)換新熱電偶時(shí)，要防止熱電偶瞬間插入穿孔內(nèi)，以防熱電偶外管冷熱聚變使其爆裂，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)該熱電偶插入的速度要保持在每小時(shí)30～40毫米。每次定期調(diào)換好后，須***要做好記錄：調(diào)換的日期、熱電偶的型號(hào)、熱電偶的長(zhǎng)度、安裝部位、調(diào)換者的姓名以及下次調(diào)換的日期等參數(shù)。為下次調(diào)換者一目了然，以免錯(cuò)過(guò)。這在當(dāng)代電腦普及時(shí)代***是舉手之勞，但其效果不可小視。
6 熱電偶使用中的注意點(diǎn)
玻璃窯爐是在高溫連續(xù)生產(chǎn)的工況下工作的，要如何保持熱電偶長(zhǎng)期正常工作，保證玻璃窯爐的正常運(yùn)行，有幾點(diǎn)體會(huì)與******討論：
①熱電偶在接線時(shí)，要采用正確的補(bǔ)償導(dǎo)線，如果不采用補(bǔ)償導(dǎo)線或者錯(cuò)用補(bǔ)償導(dǎo)線，那將會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)溫誤差。
②要注意沒(méi)有一個(gè)窯爐的燃燒其溫度與工況是完全一樣的。一般的支架是不能準(zhǔn)確定位的，水平方向的變動(dòng)與垂直方向的變動(dòng)，其溫度必然會(huì)變化。因此窯爐操作人員須***要根據(jù)本窯爐出料情況與玻璃液的質(zhì)量，定出各自窯爐控制溫度值，甚至在每次調(diào)換該點(diǎn)熱電偶后，也要修正好該點(diǎn)的窯爐溫度數(shù)值，以保證玻璃液的質(zhì)量。
③我國(guó)一些地區(qū)有些玻璃工廠目前還較普遍地使用輻射高溫計(jì)來(lái)測(cè)量玻璃窯爐的火焰溫度，雖然它測(cè)溫反應(yīng)速度快壽命長(zhǎng)。但是它測(cè)出的溫度不穩(wěn)定，溫度誤差也較大。對(duì)習(xí)慣于使用輻射高溫計(jì)的工廠，筆者建議可先安裝一爐頂盲孔熱電偶，將盲孔熱電偶的測(cè)量溫度數(shù)值與輻射高溫計(jì)測(cè)量的數(shù)值參考對(duì)比來(lái)控制玻璃窯爐。以后逐步過(guò)渡到以熱電偶數(shù)據(jù)為主控制玻璃窯爐。
④由于熱電偶長(zhǎng)期在高溫下工作，偶絲會(huì)老化溫度漂移以及導(dǎo)線接線端子的松動(dòng)造成電阻值的變化等原因，其測(cè)量數(shù)值有時(shí)會(huì)有一定的誤差。因此窯爐操作工除了在控制室內(nèi)觀看儀表外，還須定時(shí)要到窯爐現(xiàn)場(chǎng)觀看窯爐的燃燒情況并用手提儀器測(cè)量窯爐內(nèi)的溫度。有一位窯爐zj****說(shuō)得好：任何儀器儀表都比不上操作工人的眼睛，它是***真實(shí)的。這話說(shuō)得中肯。
7 結(jié)論
爐頂熱電偶是玻璃窯爐的重要測(cè)溫元件，其測(cè)溫的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性對(duì)提高玻璃液的質(zhì)量是非常重要的。不任是儀表控制爐溫還是計(jì)算機(jī)控制。準(zhǔn)確可靠地測(cè)量出爐內(nèi)溫度這是第一位的。據(jù)法國(guó)一專業(yè)熱電偶生產(chǎn)公司介紹，他們專門(mén)為玻璃窯爐爐頂設(shè)計(jì)出一款長(zhǎng)壽命高精度的爐頂熱電偶，其精度一年內(nèi)在1580℃高溫下它的溫度漂移<3℃（No drift）。由此可見(jiàn)國(guó)內(nèi)國(guó)外專業(yè)人士對(duì)爐頂熱電偶的重視。
