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。熱電偶的主要應用位置在燒成系統(tǒng),這里溫度高,符合熱.電偶的應用范圍,水泥廠應用多的為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,溫度是一個很關鍵的參數(shù),所以保證其穩(wěn)定可靠是非常重要的。結合近些年調(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,希望對相關工作人員有所幫助。
1管道.上熱電阻和熱電偶套管易磨損問題,
      在生料磨出口、預熱器各級旋風筒的錐體、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。當電阻絲開路后相當于電阻變得無窮大,所以會輸出最大值。很多情況下溫度會在程序中對設備做連鎖,這樣可能會導致一連串的設備跳停,容易造成堵料甚至- - 段時間的停產(chǎn)。
結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,且每種都可以設置延時時間來對設備進行連鎖。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備進行保護。
      如果其中一個變化閾值超過設定范圍,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備本身帶測溫熱電阻的情況，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。有時候儀表設計時不設計接線箱，會.導致現(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,需在設計時考慮加設一個中 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,而且非常可靠。

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)- -的標準信號遠傳。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)出的標準信號(4~20 mA)代表多少溫度是人為定義的。
      比如使用的K型熱電偶標明適用范圍是0~1100C,那如果用0~1000C的變送器,然后DCS設置0~1000C,使用起來沒有問題,變送器的輸出就是4~20 mA對應0~1 000 C。但是如果DCS上的量程改為0~1200C就會導致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。