铠装热电偶在化工中常见故障及处理

2010-08-29王旭

化工设计通讯 2010年2期

关键词：铠装热电偶测温

王旭

(河南煤业化工集团中原大化公司,河南濮阳 457004)

铠装热电偶在化工中常见故障及处理

王旭

(河南煤业化工集团中原大化公司,河南濮阳 457004)

简要阐述了铠装热电偶的组成和测温原理,并对在化工应用中的四种常见故障逐一作了详细分析,提出故障处理建议。

铠装热电偶;测量原理;冷端温度补偿;故障分析

0 引言

在化工生产中,温度是工艺控制的一个重要参数,我公司根据工艺条件及工艺需求,大量使用了二线制的铠装热电偶。在此,以我公司三聚氰胺装置和合成氨装置生产中应用的铠装热电偶为例,介绍热电偶的工作原理,并列举若干生产维护中常出现的故障及处理方法。

1 铠装热电偶的组成和测温原理

1.1 铠装热电偶的组成

铠装热电偶是把热电偶丝、绝缘材料和金属套管三者加工在一起的坚实缆装组合体。

1.2 铠装热电偶的测温原理

铠装热电偶的测温原理是将由两种不同成份的导体(称之为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为参比端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。如图1所示。

图1 铠装热电偶的测温原理图

铠装热电偶的热电动势将随着测量端的温度升高而增长,热电动势的大小只和铠装热电偶导体材质以及两端温差有关,和热电极的长度,直径无关。

2 应用中常见故障分析

在河南煤业化工集团中原大化公司的化工生产应用中,经常遇到铠装热电偶指示值偏高、指示值偏低、指示值波动、无指示的情况,对于带有联锁和调节的温度仪表,如果处理不当很可能造成系统停车,影响工艺生产,在此,针对以上故障现象作一下详细分析:

2.1 主控指示值偏高

工艺人员反映,用来测量反应器进口调节阀阀体温度的铠装热电偶指示值可能偏高,具体检查步骤如下:

2.1.1 检查测量热电偶的实际热电势

检查确认热电偶的型号为镍铬-镍硅K型,且该热电偶为单支,无联锁和调节,然后用数字万用表的直流电压档测量现场热电偶两接线端子(测量端)的电压mv值,测得两端子直流电压值为10.9m V,由于主控室冷端补偿温度t0=25℃,由公式E=EAB(t, t0)=EAB(t)-EAB(t0)10.9mv-0.143mv= 10.757mv再由“镍铬-镍硅热电偶分度表”中查出t =265℃,加上主控室冷端温度补偿温度25℃,该表指示实际温度值为290℃,主控仪表指示值为289℃,属于仪表所允许的误差范围内,这种情况下,属于工艺人员操作失误导致温度升高。

2.1.2 检查热电偶和显示仪表是否配套

如果在经过2.1.1的步骤确认主控热电偶的显示仪表指示值确实比现场实际值高,我们就要检查热电偶和与显示仪表是否配套,补偿导线和热电偶是否配套,如果发现有这两种情况出现,我们及时更换即可;造成指示值偏高还有可能是热电偶附近有直流干扰信号,排除干扰信号。

2.2 主控指示值偏低

在某次大修后合成氨装置开车过程中,用来测量一段炉东侧炉膛顶部温度的热电偶温度指示偏低约30～40℃,该热电偶为S型铠装热电偶。

2.2.1 故障分析

根据事故现象,我们首先检查接线盒的接线端子是否牢靠、正负极性是否接反;然后检查热电偶的补偿导线绝缘和接线问题;最后还检查了安全栅、输入卡等测量回路中的计算机部件,都没有发现问题。最终我们检查热电偶时发现补偿导线的极性与热电偶偶丝带极性接反。

造成这一事故现象的客观原因:S型热电偶的偶丝由铂铑-铂构成,铂铑、铂都是银白色的细金属丝,因此,S型热电偶的正负极性不易分辨,容易接错。通常我们有三种方法来判断其极性,第一种方法是在现场检修是可以根据偶丝的软硬程度来判断,一般来说,其中较硬的一极是铂铑丝,为热电偶的正极;其中较软的偶丝一极是铂丝,为热电偶的负极。第二种方法是用数字万用表的毫伏档测量来判断正负极性。第三种方法是通过观察补偿导线的绝缘材料的颜色来区别,一般来说绝缘材料颜色为红色的一极为补偿导线的正极,为白色的一极为补偿导线的负极。