在工業生產過程中,溫度是過程檢測中#常見和#重要的工藝變量之一,對生產安全和質量有著舉足輕重的影響,因此要求溫度測量元件需具備較高的準確性、穩定性和可靠性。熱電偶溫度計因具有結構簡單、使用方便和精que度高的特點,廣泛應用于中高溫溫區的溫度測量。wNJ壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
在硫磺裝置控制系統中,根據工藝要求,采用7 支 E 型熱電偶溫度計和雙金屬溫度計同時對溫度進行測量,測量范圍均為 0 ~1 000℃。生產過程中,DCS 控制室的溫度指示應該與現場的一次儀表指示一致。然而,在實際測量過程中發現,DCS 指示與現場雙金屬溫度計示數之間總有 6 ~8℃的偏差,而且該偏差隨室外溫度變化而變化。
為此,筆者對硫磺裝置 E 型熱電偶溫度計的故障原因進行了分析,并針對故障進行了相應處理。
1、熱電偶溫度計的測溫原理
1.1 測溫原理
熱電偶由兩種不同材料的導體 A 和 B 焊接或絞接而成。使用時,將熱電偶的工作端插入需要測量溫度的生產設備中,冷端置于生產設備外,當兩端所處溫度不同時,在熱電偶回路內就會產生熱電勢,這種物理現象即為熱電效應。熱電偶回路的熱電勢 E AB (t,t 0 )只與熱電極材料和測量端、冷端溫度有關,即 E AB (t,t 0 ) =E AB (t) - E AB (t 0 )。當冷端溫度 t 0 不變、兩種熱電極材料一定時,E AB (t 0 ) = C 為一常數,即:E AB (t,t 0 ) = E AB (t) - C = f(t)
因此,只要測出熱電勢的大小,就能判斷被測介質溫度 t 的高低。
1.2 補償導線延伸冷端
由熱電偶的測溫原理可知,只有在熱電偶的冷端溫度不變時,熱電勢才是工作端溫度的單值函數。但由于冷端溫度受環境的影響經常波動,所以需要利用補償導線把冷端引到溫度恒定的地方。
補償導線一般采用廉價金屬材料制作,其熱電特性在 0 ~ 100℃ 范圍內和對應的熱電偶幾乎完全一樣。因此,使用補償導線就如同將熱電偶延長,使熱電偶的冷端能夠延伸到距離熱源較遠、溫度較穩定的地方。需要注意的是,不同分度號的熱電偶所配的補償導線不同。
2、E 型熱電偶溫度計故障分析與處理
2.1 故障分析
在硫磺裝置生產運行過程中發現,DCS 指示值與現場雙金屬溫度計示數存在 6 ~8℃的偏差,并且偏差隨室外溫度變化而變化。由于各測溫點同時出現偏差并且溫度指示未出現跑#大值或指示室外溫度的現象,所以shou先排除現場熱電偶損壞因素。檢查 DCS 系統內溫度補償設定,溫度補償正常。綜上,懷疑是補償導線導致測量值存在偏差,因此對補償導線進行檢測。
2.2 故障處理
shou先,準備兩根標準 K 型補償導線和一根待標定 E 型補償導線。將兩根標準 K 型補償導線絞接在一起,其中一根標準 K 型補償導線在 0 ~100℃范圍內代替熱電偶作為溫度的測量端插入恒溫箱內;另外一端放在溫度恒定的實驗臺上,并用一根高精度溫度計監測冷端溫度。用一臺標準毫伏表測量 K 型補償導線的冷端熱電勢。
用同樣的方法將待標定 E 型補償導線與標準 K 型補償導線絞接在一起。在恒溫箱內插入一根高精度溫度計,給定恒溫箱一個固定溫度,待恒溫箱內溫度達到給定溫度并且穩定后,記錄 E型補償導線冷端在此溫度下的熱電勢值。
冷端溫度為 20℃時得到的測量數據見表 1。
將表 1 中的測量數據進行處理,得到的數據對比如圖1所示。可以看出,待標定E型補償導線與 K 型補償導線的熱電特性基本一致,而與 E型補償導線的熱電特性卻相差很多。然而該補償導線的電纜外層寫著“E 型補償導線”,因此可以斷定,是廠家制作時錯將 E 型補償導線標成了 K型補償導線,導致了本次故障的發生。
3、結束語
針對硫磺裝置生產過程中熱電偶溫度計出現的故障,通過對比實驗進行了原因分析與處理,希望對儀表檢修人員在處理類似實際問題時有一定的借鑒價值。
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