儀表專業(yè)培訓(xùn)溫度

1、儀表專業(yè)培訓(xùn)課件溫度第一頁，共26頁。培訓(xùn)內(nèi)容溫度儀表第二頁，共26頁。本次培訓(xùn)目的 1通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，要求新員工對(duì)煉 油化工現(xiàn)場(chǎng)溫度等檢測(cè)儀表有一定的了解 2要求新員工初步領(lǐng)會(huì)現(xiàn)場(chǎng)溫度檢測(cè)儀表的使用和維護(hù)第三頁，共26頁。在石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，流量、壓力、溫度、液位這四大參量的儀表得到廣泛的應(yīng)用，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中起到非常重要的作用。第四頁，共26頁。溫度測(cè)量儀表為什么要測(cè)量溫度？ 煉油化工生產(chǎn)過程都伴隨著物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)的改變，都必然有能量的交換和轉(zhuǎn)化，主要是熱交換，所以溫度的測(cè)量與控制是保證煉油、化工生產(chǎn)過程正常進(jìn)行與安全的重要環(huán)節(jié)。 主要在什么地方使用？ 一類是對(duì)反應(yīng)器、塔

2、、容器、管線等對(duì)內(nèi)部介質(zhì)的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)； 另一類是對(duì)設(shè)備如轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的軸承、電機(jī)的定子等，主要是對(duì)設(shè)備的重要部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，目的是保護(hù)設(shè)備。第五頁，共26頁。第六頁，共26頁。溫度檢測(cè)方法測(cè)溫方式測(cè)溫方式種類種類范圍范圍/優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)接觸式膨脹式玻璃液體50600結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測(cè)量準(zhǔn)確，價(jià)格低測(cè)量上限和精度受限制，易損，不能記錄遠(yuǎn)傳雙金屬80600結(jié)構(gòu)緊湊，牢固可靠精度低，量程和使用范圍有限壓力式液體氣體整齊30600203500250結(jié)構(gòu)簡單，耐震，防爆，能記錄、報(bào)警，價(jià)格低精度低，測(cè)溫距離短，滯后大熱電偶鉑銠鉑鎳鉻鎳硅鎳鉻考銅0160050100050600測(cè)量范圍廣，精度高，便于遠(yuǎn)

3、距離、多點(diǎn)、集中測(cè)量和自動(dòng)控制需冷端溫度補(bǔ)償，在低溫段測(cè)量精度較低熱阻鉑100200600測(cè)量精度高，便于遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、集中測(cè)量和自動(dòng)控制不能測(cè)高溫，須注意環(huán)境溫度的影響非接觸式輻射式輻射式光學(xué)式比色式400200070032009001700不破壞被測(cè)溫度場(chǎng)低溫段測(cè)量不準(zhǔn)，環(huán)境條件會(huì)影響準(zhǔn)確度紅外線光電探測(cè)熱電探測(cè)035002002000測(cè)量范圍廣，不破壞被測(cè)溫度場(chǎng)，響應(yīng)快易受外界干擾，標(biāo)定困難，價(jià)格昂貴第七頁，共26頁。一、熱電偶 熱電偶是利用兩種不同材料相接觸而產(chǎn)生的熱電勢(shì)隨溫差變化的特性來測(cè)量溫度的。按國家規(guī)定，自1988年起各類型熱電偶溫度計(jì)按IEC國際標(biāo)準(zhǔn)使用。理論上任意兩種金屬材

4、料都可以做成熱電偶，但工業(yè)上對(duì)熱電極材料有要求：熱電勢(shì)要大，并且盡可能與溫度成線性關(guān)系；物理穩(wěn)定性高，即在測(cè)溫范圍內(nèi)熱電性質(zhì)不隨時(shí)間變化；化學(xué)穩(wěn)定性高，即在高溫下不被氧化和腐蝕；材料組織要均勻，有韌性，便于加工成絲。第八頁，共26頁。1、按分度號(hào)分類 K鎳鉻-鎳硅（鎳鋁） -401000，熱電勢(shì)大，線性好，測(cè)溫范圍寬，造價(jià)低，所以應(yīng)用廣泛 E鎳鉻-銅鎳（康銅）-40800 J鐵-銅鎳（康銅） T銅-銅鎳（康銅） S鉑銠10-鉑 R鉑銠13鉑 B鉑銠30鉑銠6第九頁，共26頁。2、按結(jié)構(gòu)分類 普通熱偶由熱電極、絕緣管、保護(hù)套管、接線盒 鎧裝熱偶目前最常用。由金屬套管、絕緣材料（氧化鎂粉）、熱偶絲

5、一起經(jīng)過復(fù)合拉伸成型，外徑：18mm，最小可到0.2mm，長度可到50m。 表面熱偶專門用來測(cè)量物體表面溫度的，特點(diǎn)是反應(yīng)速度極快、熱慣性小。 快速熱偶一種是消耗式的，用于測(cè)量高溫熔融物體（如煉鋼），另一種是用于測(cè)量快速溫度變化的，如一些軸流風(fēng)機(jī)入口，參與機(jī)組防喘振控制的。第十頁，共26頁。3、其它形式 反應(yīng)器熱偶一般指高壓的、有豎裝、橫裝、剛性、柔性、多點(diǎn)、單點(diǎn)等形式。 加熱爐爐管刀刃式，焊接在爐管表面的。 耐磨熱偶采用一種特殊、復(fù)合型耐磨結(jié)構(gòu)，如耐磨頭堆焊Ni+Wc35,使鋼的硬度提高，表面碳化鎢處理，耐磨頭硬度：HRC62-65，特別適用于高速氣流、含固體顆粒的流體，其耐磨性能及使用壽命

6、比普通熱電偶提高3-4倍。一般用在催化裝置的反應(yīng)器、提升管、乙烯裂解爐管等部位。第十一頁，共26頁。4、補(bǔ)償導(dǎo)線 只有當(dāng)熱偶冷端溫度保持不變，熱電勢(shì)才是被測(cè)溫度的單值函數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)由于工作端（熱端）與冷端離得很近，容易受到周圍環(huán)境溫度波動(dòng)的影響，采用一種專用導(dǎo)線，將熱偶冷端延伸出來，這種導(dǎo)線稱“補(bǔ)償導(dǎo)線”，由兩種不同性質(zhì)的金屬材料制成。不同熱偶所用的補(bǔ)償導(dǎo)線不同，“E”型熱偶材質(zhì)（鎳鉻-銅鎳）便宜，可用相同材質(zhì)作為補(bǔ)償導(dǎo)線，其它的可用銅-銅鎳。注意有極性，不能接錯(cuò)，紅色為正極。第十二頁，共26頁。5、檢查 5.1絕緣電阻：在空氣溫度為1535和相對(duì)濕度80%的情況下，熱電偶與其保護(hù)套管之間

7、的絕緣電阻應(yīng)不小于5M（100V）（接地型除外）。 5.2外觀檢查：表面光滑、無氣孔、無明顯的缺損及裂紋，熱電偶的瓷管、絕緣層、保護(hù)套管、接線座、墊片及頭蓋，應(yīng)完好無缺。 5.3對(duì)于使用中的熱電偶應(yīng)定期檢查其熱電特性，檢定周期一般為35年。重要的及特殊使用的場(chǎng)合，按實(shí)際需要定期檢查。 5.4保護(hù)套管一般45年檢查一次，對(duì)于安裝在腐蝕及磨損嚴(yán)重部位的保護(hù)套管，停工檢修期間均應(yīng)檢查 。使用于2.5MPa以下的保護(hù)管應(yīng)能承受1.5倍的工作壓力而無滲漏，用于高壓容器的熱電偶保護(hù)套管使用前應(yīng)經(jīng)探傷或拍片檢查，達(dá)到二級(jí)合格標(biāo)準(zhǔn)。第十三頁，共26頁。6、使用和維護(hù) 6.1 按照被測(cè)介質(zhì)的特性及操作條件，壓力

8、等級(jí)，選用合適材質(zhì)、厚度及結(jié)構(gòu)的保護(hù)套管和墊片。 6.2 熱電偶安裝的地點(diǎn)、深度、方向和接線應(yīng)符合測(cè)量技術(shù)的要求，并便于維修檢查。 6.3 在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)，必須注意型號(hào)相配，極性正確，熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線接頭處的環(huán)境溫度最高不應(yīng)超過100。 6.4 使用于0以下的熱電偶，應(yīng)在其接線座下灌蠟密封，使其與外界隔絕。 6.5 熱電偶首次使用前，應(yīng)經(jīng)過一定的技術(shù)檢驗(yàn)，確認(rèn)合格后方可使用。 6.6 測(cè)量熱電勢(shì)，對(duì)照“分度表”查出標(biāo)準(zhǔn)溫度。第十四頁，共26頁。7、常見故障 7.1 為分辨S型熱電偶的正負(fù)極，可根據(jù)偶絲的軟硬程度來判斷，較硬者是鉑銠絲，為正極。 7.2 欲分辨K型熱電偶的正負(fù)極，可由偶絲

9、是否能明顯被磁化來判斷，能明顯被磁化者是鎳鋁或鎳硅絲，為負(fù)極。 7.3 熱電偶或補(bǔ)償導(dǎo)線短路時(shí)，溫度儀表的示值約為短路處的溫度值。習(xí)慣上稱短路時(shí)儀表指示室溫。 7.4 熱電偶或補(bǔ)償導(dǎo)線斷路時(shí)，溫度儀表的示值為室溫，而有“斷偶”保護(hù)的儀表示值為儀表上限。第十五頁，共26頁。二、熱電阻 熱電阻是以鉑絲或銅絲制成的測(cè)溫元件，它是利用金屬的電阻值隨溫度變化而變化的特性來測(cè)量溫度的。按國家規(guī)定，從1988年起，采用IEC標(biāo)準(zhǔn)分度，即用Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等。 熱電阻適用于500以下的中、低溫液體、氣體、蒸汽及固體表面的溫度。 不是所有金屬導(dǎo)體都能用來測(cè)溫，要求電阻溫度系數(shù)、電阻率要

10、大，穩(wěn)定性好，阻值與溫度呈線性關(guān)系。目前最常用的是WZP-Pt100,在氧化環(huán)境下性能穩(wěn)定，但在還原性介質(zhì)、特別是高溫下其物理、化學(xué)性質(zhì)容易被改變，造成測(cè)量不準(zhǔn)。第十六頁，共26頁。1、技術(shù)指標(biāo) 1.1 允許通過電流：5mA 1.2 熱電阻的時(shí)間常數(shù)根據(jù)熱惰性級(jí)別的不同，分為90180秒、 3090秒、1030秒、10秒等幾種。 1.3 絕緣電阻： 電阻元件與保護(hù)管之間的絕緣電阻，鉑電阻100M（100V），銅電阻20M（100V）。 1.4 Pt100 熱電阻W1001.385，允許誤差0.001，在0時(shí)的阻值（R0）與其在100時(shí)的阻值（R100）之比（W100R100R0），允許誤差A(yù)級(jí)

11、0.06。第十七頁，共26頁。2、結(jié)構(gòu)型式 普通型熱電阻外觀與普通熱偶一樣，不同的是保護(hù)套里面采用的是電阻絲繞制成的電阻體；而在用于汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、電機(jī)測(cè)量軸瓦表面溫度的端面熱電阻一般都做得較小，因?yàn)檫@些熱阻是采用埋裝式的，其導(dǎo)線較長，因?yàn)楸仨氁龅綑C(jī)體外。 鎧裝將電阻體預(yù)先拉制成型并與絕緣材料和保護(hù)管連成一體。 薄膜熱電阻采用真空鍍膜法蒸鍍到絕緣基底上。第十八頁，共26頁。3 檢查3.1 外觀檢查熱電阻元件和引線應(yīng)清潔、干燥、完整、無銹；金屬電阻絲繞制整齊，無外露碰殼；骨架無破裂，無明顯彎曲；電阻體的導(dǎo)熱片應(yīng)緊貼溫度計(jì)的保護(hù)套管內(nèi)壁。3.2 接線盒各部件應(yīng)完整，螺絲有彈簧墊圈，密封性能好；對(duì)

12、裝在室外或可能有水汽滲入的接線盒，外部須有防水罩。 3.3 對(duì)于正在使用中的熱電阻應(yīng)定期檢查其熱阻性能、絕緣電阻，檢定周期一般為35年。重要的和特殊使用的熱電阻，按實(shí)際要求定期檢查。 3.4 保護(hù)套管一般45年檢查一次（對(duì)于安裝在腐蝕及磨損嚴(yán)重地方的保護(hù)套管每次停工檢修期間均應(yīng)檢查）。保護(hù)套管應(yīng)能承受1.25倍工作壓力，無滲漏（當(dāng)使用溫度低于400，工作壓力低于允許壓力的1/3時(shí)可免試）。第十九頁，共26頁。4 使用和維護(hù) 4.1 根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的特性及操作條件，選用合適材質(zhì)、厚度及結(jié)構(gòu)的保護(hù)套管和墊片。 4.2 熱電阻安裝的地點(diǎn)、深度、方向和接線應(yīng)符合測(cè)量技術(shù)的要求，并便于維修檢查。 4.3

13、熱電阻測(cè)量電路里，必須包括熱電阻和測(cè)量儀表，兩者的接線有二線制、三線制和四線制之分。使用二線制時(shí)，由于熱電阻和測(cè)量儀表之間有導(dǎo)線電阻，誤差較大，因此所用導(dǎo)線不宜過長過細(xì)。使用三線制時(shí)因?yàn)榛灸芟龑?dǎo)線電阻的影響，故比兩線制測(cè)量精度高。在高精度測(cè)量的場(chǎng)合，采用四線制，所用的四根連接導(dǎo)線阻值相等（即用同材質(zhì)、同粗細(xì)、同長度的導(dǎo)線），這樣可以完全消除導(dǎo)線電阻的影響。 4.4 使用于0以下的熱電阻，應(yīng)在其接線座下灌蠟密封，使其與外界隔絕。 4.5 熱電阻首次使用前，應(yīng)經(jīng)過一定的技術(shù)檢驗(yàn)，確認(rèn)合格，方可使用。第二十頁，共26頁。三、溫度變送器三、溫度變送器1、一體化溫度變送器 一體化溫度變送器是直接將熱

14、電阻、熱電偶的信號(hào)轉(zhuǎn)換成420mA(010mA)標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)的儀表，可利用普通導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。 1.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 輸入方式：熱電偶（K、E、S、B、J、T） 熱電阻（Cu50、Cu100、Pt10、Pt100） 輸出方式：二線制 420 mA.DC 15VDC 三線制 010 mA.DC 420 mA.DC 15VDC 雙支式 一組，420 mA.DC；另一組，熱電阻或熱電偶信號(hào)第二十一頁，共26頁。 供電電源：24V DC 負(fù)載為0時(shí)，電源允許范圍1030 V DC 負(fù)載為250時(shí)，電源允許范圍1535 V DC 電源電壓從1535 V DC變化時(shí)變送器輸出值變化量程的0.02 功耗：0

15、.5W第二十二頁，共26頁。1.2 使用與維護(hù) 儀表的使用 1 一體化溫度變送器的安裝應(yīng)保證其周圍的環(huán)境溫度不超過技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍，盡量安裝在無振動(dòng)或振動(dòng)小的地方，探頭插入的深度最好為介質(zhì)管道直徑的1/22/3。 2 不同型號(hào)的一體化溫度變送器應(yīng)按各自的說明書接線，對(duì)于具有安全防爆要求的儀表，接線時(shí)特別注意不能短路。 3 在本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)中使用一體化溫度變送器時(shí)，要特別注意使用配套的安全柵。 儀表的維護(hù) 1 對(duì)于防爆儀表，原則上不允許帶電拆卸變送器或儀表接線，需要更換或拆卸時(shí)，應(yīng)按防爆要求停電后進(jìn)行。 2. 定期檢查校驗(yàn)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是否符合要求，校驗(yàn)周期一般為1年或一個(gè)裝置檢修周期。 3

16、變送器在運(yùn)行中應(yīng)保持清潔、零部件完整。第二十三頁，共26頁。1.3 故障檢查 一體化溫度變送器應(yīng)清潔、干燥、完整，接線柱和調(diào)整螺絲無銹蝕，連接導(dǎo)線的絕緣良好。 1.3.1 首先檢查接線端子是否有松動(dòng)或生銹，測(cè)溫元件是否斷線。 1.3.2 檢查一體化溫度變送器對(duì)地絕緣是否良好。 1.3.3 檢查電源電壓是否穩(wěn)定。 1.3.4 重新校驗(yàn)一體化溫度變送器是否符合技術(shù)要求。第二十四頁，共26頁。2、智能溫度變送器、智能溫度變送器 智能溫度變送器以微處理器為基礎(chǔ)單元，可用于接收不同的熱電偶和熱電阻溫度傳感器輸入毫伏或歐姆輸入信號(hào)，輸出帶有符合DE協(xié)議或HART協(xié)議的420 mA DC電流信號(hào)。 智能溫度變送器是一種高性能的溫度測(cè)量儀表。變送器采用專用數(shù)字集成電路技術(shù)，具有HART通訊功能，能接入采用HART協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)中，通過HART手操器或采用HART調(diào)試設(shè)備可以對(duì)其校驗(yàn)和組態(tài)。雙室結(jié)構(gòu)，可與傳感器一起組成一體化溫度變送器，用于溫度的變送、顯示及控制。 智能溫度變送器可分為防水型，隔爆型和本