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铂热电阻测温问题及处理
点击次数:423 发布时间:2017-10-09

  在化工工业生产过程中,温度是生产装置用来测量和控制的重要参数之一,它与压力、流量、物位等重要性一样,是工业稳定生产的眼睛。温度测量与控制的准确与否,将直接影响工业生产装置能否如期正常投产、随后稳定运行。铂热电阻是目前应用极为广泛的温度传感器,在化工工业生产温度测量与自动化控制中具有重要的作用。
1、铂热电阻的结构、种类、测温原理
1.1 铂热电阻结构
铂热电阻由热电阻体、引出线、绝缘管、保护套管、接线盒等部分组成,如图1所示。接线方式有两线制、三线制、四线制。

1.2 铂热电阻种类及用途
常用的铂热电阻按使用环境分有铠装热电阻、隔爆型热电阻等。连接形式有螺纹连接、法兰连接;它有单支、双支和多支热电阻,被广泛应用于-200℃~600℃范围的温度测量中。
1.3 铂热电阻的测温原理及特点
铂热电阻是利用其电阻值随温度的变化而变化的这一原理制成的将温度量转换成电阻量的温度传感器;铂热电阻采用高纯度铂丝绕制而成,具有测温精度高、性能稳定、复现性好、抗氧化等优点。因此,在基准、实验室和工业中被广泛应用。但其在高温下容易被还原性气氛所污染,使铂丝变脆,改变其电阻温度特性,所以需用套管保护方可使用。铂丝纯度是决定温度计精度的关键。铂丝纯度越高其稳定性越高、复现性越好、测温精度也越高。
2、提出问题
1.5×10 5 t,/,年焦油加工项目开车阶段,工艺操作人员提出精馏塔加热炉对流段与辐射段温度指示有问题,需现场确认。这次仪表开车现场及DCS工作,通过去现场确认前找相关人员了解情况,组织人员到现场后进行观察讨论,并认真查看相关技术资料,终于找出问题的原因及解决问题的方法。
3、问题的原因分析及处理方法
3.1 安装过程中热电阻存在的问题及解决方法
现场拆除信号线测量热电阻阻值并参照PT100的对照表,对照仪表数据表、PID流程图及现场管线的走向,判断进出精馏塔加热炉管线的2个热电阻测量元件安装相反,意思是应安装在进精馏塔管线的热电阻错误安装在出精馏塔管线上,应安装在出精馏塔管线的热电阻错误安装在进精馏塔管线上。为解决这个问题,采取了如下的方法进行解决:装置停车、泄压且空气置换后,办理仪表作业票,工艺操作人员在现场监护,拆线、松开法兰螺栓将两个铂热电阻位置互换,用万用表测量现场热电阻阻值对照PT100对照表,检查确认热电阻测得温度与就地温度相同后,拧紧法兰螺栓,恢复仪表接线。
3.2 接线恢复后运行部仍然反应测量温度不准确
现场拆除仪表接线,工程师站查找到2个温度测点在电子设备间,4#机柜,2#机笼,13#AI卡件00、01通道,对应找到其4#安全栅柜的23#、24#安全栅,将其接线拆下,进行校线。在校线过程中发现刚拆下的两组信号线不是现场精馏塔加热炉进出温度的通道。为解决这个问题,采取了如下方法进行了处理:将精馏塔加热炉上的8个温度测点现场、机柜间电缆线分别拆下,进行一一校线,做好标记,接入对应卡件通道,查I,/,O点表,将错误之处标记,做好相应记录。
3.3 恢复接线后DCS温度显示仍然不准确
打开I/O点表及DCS程序对照,发现温度的量程与数据表中不一致,程序块的量程与画面显示的量程不一致,且DCS画面调用测量点位号错误,如进精馏塔加热炉管线的热电阻温度在做画面调用时是调用的进精馏塔加热炉管旁路线的热电阻温度;对照资料,将精馏塔加热炉上的所有温度测点,从程序量程、画面量程、及画面调用测点一一检查并进行更改,然后将其程序保存、编译、下载、更新发布,画面显示正常。
4、铂热电阻测温误差原因分析及对策
为使得铂热电阻测温出现问题能够及时准确地处理,并且没有影响工艺装置生产而总结和学习了一些常见故障及解决办法的内容,下面是铂热电阻测温问题处理的实际应用,也就是实际工作中铂热电阻测温误差原因分析及对策。
4.1 案例一
公用工程运维区污水装置蒸汽管道螺纹式连接的铂热电阻TT-A0802,量程为0℃~300℃,显示偏大9%,原因分析及对策如下:
仪表人员接到工艺下发的工作指令单,办理仪表作业表,佩戴好劳动防护用品工艺交出且现场监护后,将铂热电阻现场表盖打开,拆下信号线,连接HART手操器,手动输入温度,查看量程及单位,与DCS核对发现现场与DCS不一致,查看数据表,现场量程数据表量程不一致,需更改DCS量程及单位,更改后重新下载,现场恢复接线,投用铂热电阻;投用半小时后工艺人员仍然反应测量不准,再次对现场铂热电阻进行检查,发现测量蒸汽的铂热电阻插入深度不够,已有的铂热电阻芯不能满足现场的需求,对以上问题外委施工单位进行整改,测量保护套管的深度后,找来相应尺寸的热电阻芯更换,整改完成后投用铂热电阻,恢复接线,观察1h后工艺人员反应仍然显示不准;仪表人员再次对问题进行检查,打开DCS程序检查发现DCS画面的测点连接错误,信号线接入卡件的通道错误,将以上存在问题一一解决后,压力TT-A0802显示正常。
4.2 案例二
公用工程运维区回用水装置工艺管道螺纹式连接的1台铂热电阻TT-B0902,量程为0℃~250℃,输出在时有时无,有输出时为10%左右。
仪表人员接到工艺下发的工作指令单,办理仪表作业表,佩戴好劳动防护用品,工艺交出且现场监护后,分析判断造成这种现象的原因有以下几种:1)铂热电阻变送器部分屏蔽线接触不良,信号被电磁场干扰;2)铂热电阻变送器接线与信号线连接不牢靠;3)工艺操作问题,阀门开度不稳定,管道介质时有时无;4)工艺手动阀门堵,介质物料没有通过此工艺管道。
处理这个问题时,首先将接线与变送器接口脱开,观察一下变送器的输出是否有扰动现象,如果长时间处于零点位置说明,不是变送器本身线路引起的问题,然后将接线与变送器接口连接,观察变送器表头输出,经过观察,发现变送器有输出时,其输出值为12%,检查变送器屏蔽线接触处,螺丝处于拧紧状态,再检查变送器接线与信号线连接牢靠,这种情况下,说明工艺管道阀门开度不稳定,管道介质时有时无,只要工艺人员加大阀门开度即可,这个问题是工艺人员没有操作经验造成的,不属于仪表问题。
通过上述铂热电阻变送器现场应用实际问题的处理,得出热电阻变送器测量温度出现误差时其原因分析和处理方法。
温度是一些项目中的重要监测点,在今后遇到新建项目仪表人员要现场一一检查核对数据表、图纸及I/O点表,确认表安装准确、无误,因每一个测点是生产装置开车平稳的核心,仪表的联锁点多,要重要监测的参数仪表一定要多次确认,一旦出现故障,有可能导致装置停产造成重大损失。因为绝大部分故障都要停机后才能处理,所以对仪表的安装要有更高的要求。因此,必须要提高专业知识理论水平,才能在现场处理问题时,及时准确地找到问题的根本原因及解决办法。

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