仪表专业培训课件(温度).ppt

化工聚烯烃培训课件 仪表专业 制作人 梁增群 培训内容 温度仪表 本次培训目的 1 通过对本课程的学习 要求新员工对炼油化工现场温度等检测仪表有一定的了解2 要求新员工初步领会现场温度检测仪表的使用和维护 在石油化工企业生产过程中 流量 压力 温度 液位这四大参量的仪表得到广泛的应用 在自动化控制系统中起到非常重要的作用 温度测量仪表 为什么要测量温度 炼油化工生产过程都伴随着物质的物理和化学性质的改变 都必然有能量的交换和转化 主要是热交换 所以温度的测量与控制是保证炼油 化工生产过程正常进行与安全的重要环节 主要在什么地方使用 一类是对反应器 塔 容器 管线等对内部介质的温度进行监测 另一类是对设备 如转动设备的轴承 电机的定子等 主要是对设备的重要部位进行监测 目的是保护设备 温度检测方法 一 热电偶 热电偶是利用两种不同材料相接触而产生的热电势随温差变化的特性来测量温度的 按国家规定 自1988年起各类型热电偶温度计按IEC国际标准使用 理论上任意两种金属材料都可以做成热电偶 但工业上对热电极材料有要求 热电势要大 并且尽可能与温度成线性关系 物理稳定性高 即在测温范围内热电性质不随时间变化 化学稳定性高 即在高温下不被氧化和腐蚀 材料组织要均匀 有韧性 便于加工成丝 1 按分度号分类 K 镍鉻 镍硅 镍铝 40 1000 热电势大 线性好 测温范围宽 造价低 所以应用广泛E 镍鉻 铜镍 康铜 40 800 J 铁 铜镍 康铜 T 铜 铜镍 康铜 S 铂铑10 铂R 铂铑13 铂B 铂铑30 铂铑6 2 按结构分类 普通热偶 由热电极 绝缘管 保护套管 接线盒铠装热偶 目前最常用 由金属套管 绝缘材料 氧化镁粉 热偶丝一起经过复合拉伸成型 外径 1 8mm 最小可到0 2mm 长度可到50m 表面热偶 专门用来测量物体表面温度的 特点是反应速度极快 热惯性小 快速热偶 一种是消耗式的 用于测量高温熔融物体 如炼钢 另一种是用于测量快速温度变化的 如一些轴流风机入口 参与机组防喘振控制的 3 其它形式 反应器热偶 一般指高压的 有竖装 横装 刚性 柔性 多点 单点等形式 加热炉炉管 刀刃式 焊接在炉管表面的 耐磨热偶 采用一种特殊 复合型耐磨结构 如耐磨头堆焊Ni Wc35 使钢的硬度提高 表面碳化钨处理 耐磨头硬度 HRC62 65 特别适用于高速气流 含固体颗粒的流体 其耐磨性能及使用寿命比普通热电偶提高3 4倍 一般用在催化装置的反应器 提升管 乙烯裂解炉管等部位 4 补偿导线 只有当热偶冷端温度保持不变 热电势才是被测温度的单值函数 在实际应用时由于工作端 热端 与冷端离得很近 容易受到周围环境温度波动的影响 采用一种专用导线 将热偶冷端延伸出来 这种导线称 补偿导线 由两种不同性质的金属材料制成 不同热偶所用的补偿导线不同 E 型热偶材质 镍鉻 铜镍 便宜 可用相同材质作为补偿导线 其它的可用铜 铜镍 注意有极性 不能接错 红色为正极 5 检查 5 1绝缘电阻 在空气温度为15 35 和相对湿度 80 的情况下 热电偶与其保护套管之间的绝缘电阻应不小于5M 100V 接地型除外 5 2外观检查 表面光滑 无气孔 无明显的缺损及裂纹 热电偶的瓷管 绝缘层 保护套管 接线座 垫片及头盖 应完好无缺 5 3对于使用中的热电偶应定期检查其热电特性 检定周期一般为3 5年 重要的及特殊使用的场合 按实际需要定期检查 5 4保护套管一般4 5年检查一次 对于安装在腐蚀及磨损严重部位的保护套管 停工检修期间均应检查 使用于2 5MPa以下的保护管应能承受1 5倍的工作压力而无渗漏 用于高压容器的热电偶保护套管使用前应经探伤或拍片检查 达到二级合格标准 6 使用和维护 6 1按照被测介质的特性及操作条件 压力等级 选用合适材质 厚度及结构的保护套管和垫片 6 2热电偶安装的地点 深度 方向和接线应符合测量技术的要求 并便于维修检查 6 3在使用热电偶补偿导线时 必须注意型号相配 极性正确 热电偶与补偿导线接头处的环境温度最高不应超过100 6 4使用于0 以下的热电偶 应在其接线座下灌蜡密封 使其与外界隔绝 6 5热电偶首次使用前 应经过一定的技术检验 确认合格后方可使用 6 6测量热电势 对照 分度表 查出标准温度 7 常见故障 7 1为分辨S型热电偶的正负极 可根据偶丝的软硬程度来判断 较硬者是铂铑丝 为正极 7 2欲分辨K型热电偶的正负极 可由偶丝是否能明显被磁化来判断 能明显被磁化者是镍铝或镍硅丝 为负极 7 3热电偶或补偿导线短路时 温度仪表的示值约为短路处的温度值 习惯上称短路时仪表指示室温 7 4热电偶或补偿导线断路时 温度仪表的示值为室温 而有 断偶 保护的仪表示值为仪表上限 二 热电阻 热电阻是以铂丝或铜丝制成的测温元件 它是利用金属的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的 按国家规定 从1988年起 采用IEC标准分度 即用Pt100 Pt10 Cu50 Cu100等 热电阻适用于500 以下的中 低温液体 气体 蒸汽及固体表面的温度 不是所有金属导体都能用来测温 要求电阻温度系数 电阻率要大 稳定性好 阻值与温度呈线性关系 目前最常用的是WZP Pt100 在氧化环境下性能稳定 但在还原性介质 特别是高温下其物理 化学性质容易被改变 造成测量不准 1 技术指标 1 1允许通过电流 5mA1 2热电阻的时间常数根据热惰性级别的不同 分为90 180秒 30 90秒 10 30秒 10秒等几种 1 3绝缘电阻 电阻元件与保护管之间的绝缘电阻 铂电阻 100M 100V 铜电阻 20M 100V 1 4Pt100热电阻W100 1 385 允许误差0 001 在0 时的阻值 R0 与其在100 时的阻值 R100 之比 W100 R100 R0 允许误差A级 0 06 2 结构型式 普通型热电阻 外观与普通热偶一样 不同的是保护套里面采用的是电阻丝绕制成的电阻体 而在用于汽轮机 压缩机 电机测量轴瓦表面温度的端面热电阻一般都做得较小 因为这些热阻是采用埋装式的 其导线较长 因为必须引出到机体外 铠装 将电阻体预先拉制成型并与绝缘材料和保护管连成一体 薄膜热电阻 采用真空镀膜法蒸镀到绝缘基底上 3检查 3 1外观检查热电阻元件和引线应清洁 干燥 完整 无锈 金属电阻丝绕制整齐 无外露碰壳 骨架无破裂 无明显弯曲 电阻体的导热片应紧贴温度计的保护套管内壁 3 2接线盒各部件应完整 螺丝有弹簧垫圈 密封性能好 对装在室外或可能有水汽渗入的接线盒 外部须有防水罩 3 3对于正在使用中的热电阻应定期检查其热阻性能 绝缘电阻 检定周期一般为3 5年 重要的和特殊使用的热电阻 按实际要求定期检查 3 4保护套管一般4 5年检查一次 对于安装在腐蚀及磨损严重地方的保护套管每次停工检修期间均应检查 保护套管应能承受1 25倍工作压力 无渗漏 当使用温度低于400 工作压力低于允许压力的1 3时可免试 4使用和维护 4 1根据被测介质的特性及操作条件 选用合适材质 厚度及结构的保护套管和垫片 4 2热电阻安装的地点 深度 方向和接线应符合测量技术的要求 并便于维修检查 4 3热电阻测量电路里 必须包括热电阻和测量仪表 两者的接线有二线制 三线制和四线制之分 使用二线制时 由于热电阻和测量仪表之间有导线电阻 误差较大 因此所用导线不宜过长过细 使用三线制时因为基本能消除导线电阻的影响 故比两线制测量精度高 在高精度测量的场合 采用四线制 所用的四根连接导线阻值相等 即用同材质 同粗细 同长度的导线 这样可以完全消除导线电阻的影响 4 4使用于0 以下的热电阻 应在其接线座下灌蜡密封 使其与外界隔绝 4 5热电阻首次使用前 应经过一定的技术检验 确认合格 方可使用 三 温度变送器 1 一体化温度变送器一体化温度变送器是直接将热电阻 热电偶的信号转换成4 20mA 0 10mA 标准电流信号的仪表 可利用普通导线实现远距离传输 1 1技术标准输入方式 热电偶 K E S B J T 热电阻 Cu50 Cu100 Pt10 Pt100 输出方式 二线制4 20mA DC1 5VDC三线制0 10mA DC4 20mA DC1 5VDC双支式一组 4 20mA DC 另一组 热电阻或热电偶信号 供电电源 24VDC负载为0 时 电源允许范围10 30VDC负载为250 时 电源允许范围15 35VDC电源电压从15 35VDC变化时变送器输出值变化 量程的0 02 功耗 0 5W 1 2使用与维护 仪表的使用1一体化温度变送器的安装应保证其周围的环境温度不超过技术标准规定的范围 尽量安装在无振动或振动小的地方 探头插入的深度最好为介质管道直径的1 2 2 3 2不同型号的一体化温度变送器应按各自的说明书接线 对于具有安全防爆要求的仪表 接线时特别注意不能短路 3在本质安全防爆系统中使用一体化温度变送器时 要特别注意使用配套的安全栅 仪表的维护1对于防爆仪表 原则上不允许带电拆卸变送器或仪表接线 需要更换或拆卸时 应按防爆要求停电后进行 2 定期检查校验各项技术指标是否符合要求 校验周期一般为1年或一个装置检修周期 3变送器在运行中应保持清洁 零部件完整 1 3故障检查 一体化温度变送器应清洁 干燥 完整 接线柱和调整螺丝无锈蚀 连接导线的绝缘良好 1 3 1首先检查接线端子是否有松动或生锈 测温元件是否断线 1 3 2检查一体化温度变送器对地绝缘是否良好 1 3 3检查电源电压是否稳定 1 3 4重新校验一体化温度变送器是否符合技术要求 2 智能温度变送器 智能温度变送器以微处理器为基础单元 可用于接收不同的热电偶和热电阻温度传感器输入 毫伏或欧姆输入信号 输出带有符合DE协议或HART协议的4 20mADC电流信号 智能温度变送器是一种高性能的温度测量仪表 变送器采用专用数字集成电路技术 具有HART通讯功能 能接入采用HART协议的现场总线控制系统中 通过HART手操器或采用HART调试设备可以对其校验和组态 双室结构 可与传感器一起组成一体化温度变送器 用于温度的变送 显示及控制 智能温度变送器可分为防水型 隔爆型和本安型三种 适用于现场