熱電偶常見(jiàn)故障分析

熱電偶因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、價(jià)格便宜(普通型國(guó)產(chǎn)約5，600元)、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)考慮適合電廠應(yīng)用范圍和性價(jià)比高的因素，實(shí)際上e型(因科內(nèi)爾)熱電偶使用較多。 由于少數(shù)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量精度高，或者測(cè)量點(diǎn)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(jiǎn)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(lèi)的一些熱電偶在使用時(shí)可以扭轉(zhuǎn)頭部滿足現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的不同安裝形狀要求。 熱電偶的測(cè)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(lì)電源也能產(chǎn)生信號(hào)。 但是，它發(fā)生的是極弱的信號(hào)，一般只有幾十毫伏，為了防止信號(hào)的失真，對(duì)于熱電勢(shì)的傳輸要求很高:首先必須使用專(zhuān)用的電纜(稱為補(bǔ)償電纜)，而且根據(jù)型號(hào)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(duì)噪聲信號(hào)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(pán)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(pán)內(nèi)進(jìn)行冷卻溫度補(bǔ)償時(shí)，可獲得高精度的測(cè)量值。 當(dāng)熱電偶的冷卻溫度為攝氏0度(簡(jiǎn)稱為t0 )時(shí)，補(bǔ)償橋R1= R2= R3= RF(t0 )、橋平衡、補(bǔ)償電壓Uba=0，測(cè)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(shí)，熱電偶的熱電勢(shì)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(cè)溫電路總電位為EAB(t，t1)+ Uba。 如果選擇補(bǔ)償橋的動(dòng)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(shì)EAB(t，t1)相等，使測(cè)溫電路總電位EAB(t，t0)為一定值以上來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臒犭妱?shì)EAB(t， t0)插入信號(hào)隔離器，在此進(jìn)行絕緣傳輸，將毫米波信號(hào)直線性地轉(zhuǎn)換為1~5伏信號(hào)(一律以900℃滿刻度計(jì)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(guò)數(shù)字轉(zhuǎn)換zui傳送到控制器卡的軟件處理和溫度信號(hào)是數(shù)字流量信號(hào)(當(dāng)從工程師工作站監(jiān)視時(shí)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(shí)，為了確保整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的可靠性，控制邏輯主要是在關(guān)鍵溫度測(cè)量參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，例如過(guò)熱器出口溫度、雙測(cè)量點(diǎn)輸入，即冗馀測(cè)量點(diǎn)輸入或三重測(cè)量點(diǎn)輸入，對(duì)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(cè)量裝置對(duì)溫度場(chǎng)測(cè)量的反映通常都比流量、液位、壓力信號(hào)慢得多，熱電偶元件外面有保護(hù)套。 因此，對(duì)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(gè)現(xiàn)場(chǎng)，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(guò)沖。 分析常見(jiàn)故障和熱電偶的常見(jiàn)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(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，由于負(fù)責(zé)接線的人的暫時(shí)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(shí)際值(取決于通道測(cè)量電路)。 b .熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的絕緣層磨損，信號(hào)電路接地。 這主要是因?yàn)檠a(bǔ)償導(dǎo)線較硬，而且沒(méi)有平放在端子箱內(nèi)，故障時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)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(tái)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(chǎng)檢查時(shí)很難緊固導(dǎo)線，有時(shí)會(huì)開(kāi)始緊固導(dǎo)線，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間導(dǎo)線會(huì)變形松弛。 反映給操作員的控制臺(tái)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(shí)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(xiǎn)性。 f .信號(hào)屏蔽系統(tǒng)DCS柜內(nèi)接地故障。 這樣的故障會(huì)在信號(hào)線上蓄積電荷，容易引起信號(hào)的漂移和晃動(dòng)。 由于這個(gè)問(wèn)題的故障點(diǎn)很難弄清楚，通常的處理方法是取下信號(hào)線，進(jìn)行對(duì)地放電處理。 g .溫度輸入信號(hào)通過(guò)隔離器發(fā)生故障，反映在操作控制臺(tái)的溫度值信號(hào)異常。 更換隔離器后正常。 以上是檢查時(shí)經(jīng)常遇到的問(wèn)題，在查找這些故障時(shí)，建議首先用萬(wàn)用表測(cè)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(chǎng)測(cè)量端的問(wèn)題還是DCS部分的問(wèn)題，多點(diǎn)輸入也可與其他幾個(gè)熱電偶信號(hào)進(jìn)行比較。 若判斷為無(wú)法用再解線測(cè)量其電阻值，則通常熱電偶的電阻值為100&Omega左右。 熱電阻測(cè)量裝置以熱電阻為測(cè)溫元件的溫度測(cè)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(guó)產(chǎn)熱阻約千支，價(jià)格高于熱電偶，但低溫特性好，測(cè)量精度高于熱電偶，主要用于溫度在200℃以下的測(cè)量點(diǎn)。 目前，在測(cè)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(cè)量點(diǎn)約有二三百個(gè)。

本文熱電偶高頻詞： 測(cè)量  信號(hào) 

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