水泥廠中測溫元件的使用問題及處理措施

     熱電偶和熱電阻是水泥廠溫度測量儀表中常用的測溫元件。熱電偶直接測量溫度,并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號,通過電氣儀表轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量。熱電偶的主要應(yīng)用位置在燒成系統(tǒng),這里溫度高,符合熱.電偶的應(yīng)用范圍,水泥廠應(yīng)用多的為K型熱電偶。熱電阻則一般用在中低溫區(qū),由于常用的為鉑絲制作的熱電阻,一般也稱PT100。這兩種測溫元件是水泥廠中應(yīng)用最多的測溫元件。由于對工藝工況的判斷,溫度是一個很關(guān)鍵的參數(shù),所以保證其穩(wěn)定可靠是非常重要的。結(jié)合近些年調(diào)試的項目對一-些測溫元件出現(xiàn)的問題和解決辦法進行總結(jié),希望對相關(guān)工作人員有所幫助。
1管道.上熱電阻和熱電偶套管易磨損問題,
      在生料磨出口、預(yù)熱器各級旋風(fēng)筒的錐體、窯頭、窯尾等處,一-般會選用耐沖刷的套管對測溫元件進行保護,但盡管這樣,有些測點的更換頻率也很高,這明顯增加了水泥企業(yè)的運營成本。我們結(jié)合之前和國外優(yōu)秀水泥企業(yè)合作項目,對含有料塊的管道上易磨損的溫度測點增加了擋料棒,如圖1所示,圖中只是畫出了豎直管道上的安裝情況,如果安裝在斜管或者錐管上,則適當(dāng)調(diào)整擋料棒,保持兩者中心線平行且端點間距70mm即可。其中擋料棒使用耐磨鋼制作,當(dāng)含有料塊的氣流通過時，擋料棒可以將料塊擋開,對熱電阻/熱電偶的套管進行有效地保護。由于測溫元件周圍空氣以對流輻射的方式將熱量傳給測溫元件,即使擋料棒的增加會使流過測溫套管的氣流減弱,但這只是增加了升溫的時間,在.實際使用中不會出現(xiàn)測溫不正確的現(xiàn)象。由于擋料棒擋開了大部分料塊,大大提高了熱元件的使用壽.命,- -般情況下只需對擋料棒進行更換即可。相比更換套管更經(jīng)濟。

2熱電阻工作中出現(xiàn)虛假溫度的問題
      在水泥廠投人運行后,很多情況下熱電阻會遇到虛假溫度的情況。比如熱電阻由于振動或者摩擦等其他原因造成開路,此時變送器會輸出最大量程值,這是由熱電阻的利用電阻阻值的工作特性決定的。當(dāng)電阻絲開路后相當(dāng)于電阻變得無窮大,所以會輸出最大值。很多情況下溫度會在程序中對設(shè)備做連鎖,這樣可能會導(dǎo)致一連串的設(shè)備跳停,容易造成堵料甚至- - 段時間的停產(chǎn)。
結(jié)合之前項目中遇到的此類問題，利用程序?qū)Υ诉M行了解決。首先將溫度做高報警和高高跳停兩個閾值,且每種都可以設(shè)置延時時間來對設(shè)備進行連鎖。比如工藝管道上的溫度測點報警和跳停延時時間可以加長,而像軸承溫度,繞組溫度等設(shè)備本身的溫度測點報警和跳停時間減少。然后就是利用溫度的梯度判斷溫升是否正常,一般來說,溫度是不會發(fā)生突變的,在模擬量程序塊的結(jié)尾將CPU本采集周期的值賦值給-一個中間變量,然后在模擬量塊的開端將下個采集周期的模擬量值和此值進行比較,設(shè)置一個閾值, 如果差值在閾值范圍內(nèi)則認為溫度是正常的，如果差值大于此閾值,則認為溫升是不正常的。一般設(shè)置跳停的溫度測點主要是軸承和繞組,而這兩個地方- -般都.帶有多個測點,比如電動機繞組測點- - .般為6個,每相都有兩處測點。這樣將每相的兩個溫度都做進程序,將二者進行比較,然后將較大值作為最終輸出值對設(shè)備進行保護。
      如果其中一個變化閾值超過設(shè)定范圍,則自動將此溫度屏蔽,將另--個溫度輸出至顯示，并輸出一個狀態(tài)變量,以達到不跳停的效果。為了保險起見,輸出的狀態(tài)變量使畫面上此溫度的值變顏色,提醒中控操作員通知崗位工盡快對此溫度測點進行檢查,以免后續(xù)事故的發(fā)生。
3熱電阻接線問題
      在很多項目中遇到設(shè)備本身帶測溫?zé)犭娮璧那闆r，比如球磨機的前后軸承，選粉機的上下軸承處等。熱電阻本身帶一段線,端頭為U型接線卡。此種熱電阻不帶一體化變送器,一般變送器安裝時會離熱電阻較遠。有時候儀表設(shè)計時不設(shè)計接線箱，會.導(dǎo)致現(xiàn)場施工時，電氣安裝人員直接將從熱電阻到變送器的電纜和U型接線卡擰到-起再用膠布纏繞進行使用。這樣既不利于后期維護,也不可靠。在這種情況下,需在設(shè)計時考慮加設(shè)一個中 間的小接線箱,如圖2所示，將熱電阻的U型接線卡直接接到端子,再通過電纜接到溫度變送器,這樣就方便了使用,而且非?？煽?。

4熱電偶的量程問題
       有時候水泥廠運行人員對熱電偶的量程問題含糊不清,熱電偶作為傳感器嚴(yán)格地說只有使用范圍，沒有量程,真正決定量程的是溫度變送器。
溫度變送器的功能是從熱電偶的輸出中“截取”一段(量程)信號,轉(zhuǎn)化為統(tǒng)- -的標(biāo)準(zhǔn)信號遠傳。DCS在接受變送器的統(tǒng)-信號后要根據(jù)人為定義對信號進行解釋。就是說對于溫度變送器發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)信號(4~20 mA)代表多少溫度是人為定義的。
      比如使用的K型熱電偶標(biāo)明適用范圍是0~1100C,那如果用0~1000C的變送器,然后DCS設(shè)置0~1000C,使用起來沒有問題,變送器的輸出就是4~20 mA對應(yīng)0~1 000 C。但是如果DCS上的量程改為0~1200C就會導(dǎo)致DCS.上顯示的溫度偏高。所以必須保證溫度變送器的量程和DCS.上的量程一致。