熱電偶常見故障分析

熱電偶因其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、價格便宜(普通型國產(chǎn)約5，600元)、壽命長等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用，同時考慮適合電廠應(yīng)用范圍和性價比高的因素，實際上e型(因科內(nèi)爾)熱電偶使用較多。 由于少數(shù)測量點的測量精度高，或者測量點的溫度高，因此，例如爐膛煙溫探針等采用k型(鎳鉻合金)熱電偶。 熱電偶的簡單結(jié)構(gòu)決定了極其可塑的應(yīng)用形狀，可以根據(jù)需要加工成粗細(xì)不同的單支或雙支(通常采用兩支熱電偶，備用一支)，殼纜熱電偶之類的一些熱電偶在使用時可以扭轉(zhuǎn)頭部滿足現(xiàn)場設(shè)備的不同安裝形狀要求。 熱電偶的測量原理已知熱電效應(yīng)，與其他傳感器zui的較大區(qū)別在于，即使不接通激勵電源也能產(chǎn)生信號。 但是，它發(fā)生的是極弱的信號，一般只有幾十毫伏，為了防止信號的失真，對于熱電勢的傳輸要求很高:首先必須使用專用的電纜(稱為補(bǔ)償電纜)，而且根據(jù)型號不同，熱電偶的補(bǔ)償電纜也不同( e型配合鎳鉻合金) 考慮銅線、k型銅配線的康銅線)。 其次是對噪聲信號的屏蔽要求高，電纜通常采用雙屏蔽。 冷端補(bǔ)償熱電偶的冷端補(bǔ)償功能普遍應(yīng)用于DCS。 以INFI-90控制系統(tǒng)為例，所有I/O盤均設(shè)置在環(huán)境溫度一定(一般為18℃~21℃)的電子室中，因此在I/O端子盤內(nèi)進(jìn)行冷卻溫度補(bǔ)償時，可獲得高精度的測量值。 當(dāng)熱電偶的冷卻溫度為攝氏0度(簡稱為t0 )時，補(bǔ)償橋R1= R2= R3= RF(t0 )、橋平衡、補(bǔ)償電壓Uba=0，測溫電路的總電位為EAB(t，t0 )。 熱電偶的冷卻溫度變化，上升到t1時，熱電偶的熱電勢減小，但是，由于感溫電阻RF值增大，因此，向補(bǔ)償橋輸出Uba電壓，測溫電路總電位為EAB(t，t1)+ Uba。 如果選擇補(bǔ)償橋的動作電流值，則使補(bǔ)償電壓Uba與因冷溫度上升而減少的部分的熱電勢EAB(t，t1)相等，使測溫電路總電位EAB(t，t0)為一定值以上來進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臒犭妱軪AB(t， t0)插入信號隔離器，在此進(jìn)行絕緣傳輸，將毫米波信號直線性地轉(zhuǎn)換為1~5伏信號(一律以900℃滿刻度計算)，輸入I/O卡，用I/O卡模擬/ 進(jìn)入控制DCS控制器卡中的可通過數(shù)字轉(zhuǎn)換zui傳送到控制器卡的軟件處理和溫度信號是數(shù)字流量信號(當(dāng)從工程師工作站監(jiān)視時是可顯示的還是毫安值)，并且與輸入的毫安電壓值具有線性關(guān)系 同時，為了確保整個測量系統(tǒng)的可靠性，控制邏輯主要是在關(guān)鍵溫度測量參數(shù)的現(xiàn)場設(shè)置多個測量點，例如過熱器出口溫度、雙測量點輸入，即冗馀測量點輸入或三重測量點輸入，對應(yīng)的控制邏輯采用二選一或三選中。 由傳熱法則可知，熱傳遞速度取決于傳熱體的熱阻，因此任何溫度測量裝置對溫度場測量的反映通常都比流量、液位、壓力信號慢得多，熱電偶元件外面有保護(hù)套。 因此，對溫度變化的響應(yīng)接近慣性特性，而不是階躍特性，因此在這個現(xiàn)場，在溫度控制的控制PID中必須加上讀取分量，以防止要被控制的溫度過沖。 分析常見故障和熱電偶的常見故障主要是a .熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線相反。 這主要是建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題，由于負(fù)責(zé)接線的人的暫時疏忽，是人為因素。 如果熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線相反，則操作員控制站的顯示通常大于或小于實際值(取決于通道測量電路)。 b .熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的絕緣層磨損，信號電路接地。 這主要是因為補(bǔ)償導(dǎo)線較硬，而且沒有平放在端子箱內(nèi)，故障時轉(zhuǎn)動端子箱蓋碰到補(bǔ)償導(dǎo)線而磨損。 這種故障反映了操作員控制臺的溫度顯示值一般較小。 c .端子箱內(nèi)的連接端子接觸不良。 由于補(bǔ)償導(dǎo)線和熱電偶的導(dǎo)線都很硬，現(xiàn)場檢查時很難緊固導(dǎo)線，有時會開始緊固導(dǎo)線，但經(jīng)過一段時間導(dǎo)線會變形松弛。 反映給操作員的控制臺的這種故障的溫度指示值是未指示或顯示值超出范圍。 d .補(bǔ)償電阻故障。 這種故障表示熱電偶連接后，溫度顯示值逐漸上升或下降。 e .鍋爐尾部煙道的熱電偶故障率很高。 停止檢查時拆下熱電偶，熱電偶的頭部在套管被煙沖洗后嚴(yán)重磨損，套管被耐磨鋼材料磨損后，消除了這種故障的危險性。 f .信號屏蔽系統(tǒng)DCS柜內(nèi)接地故障。 這樣的故障會在信號線上蓄積電荷，容易引起信號的漂移和晃動。 由于這個問題的故障點很難弄清楚，通常的處理方法是取下信號線，進(jìn)行對地放電處理。 g .溫度輸入信號通過隔離器發(fā)生故障，反映在操作控制臺的溫度值信號異常。 更換隔離器后正常。 以上是檢查時經(jīng)常遇到的問題，在查找這些故障時，建議首先用萬用表測量輸入DCS的I/O端子箱的電壓值。 由此，可迅速判斷是現(xiàn)場測量端的問題還是DCS部分的問題，多點輸入也可與其他幾個熱電偶信號進(jìn)行比較。 若判斷為無法用再解線測量其電阻值，則通常熱電偶的電阻值為100&Omega左右。 熱電阻測量裝置以熱電阻為測溫元件的溫度測量裝置在火力發(fā)電廠的使用率僅次于熱電偶。 標(biāo)準(zhǔn)型國產(chǎn)熱阻約千支，價格高于熱電偶，但低溫特性好，測量精度高于熱電偶，主要用于溫度在200℃以下的測量點。 目前，在測量發(fā)電機(jī)線圈溫度和鼓風(fēng)機(jī)、煤機(jī)等大型輔機(jī)電機(jī)線圈溫度方面，我廠采用大量熱阻元件，600MW機(jī)組熱阻測量點約有二三百個。

本文熱電偶高頻詞： 測量  信號 

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