电厂 温度测量原理及常见故障处理.doc

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1、生 产 培 训 教 案培训题目：温度测量原理及常见故障处理培训目的：使被培训人员掌握电厂常用测温元件、温度表的工作原理及常见故障的处理方法。内容摘要：1、电厂热电偶、热电阻、双金属温度表、压力式温度表测量原理。2、上述温度测量元件常见故障处理方法。培训内容：一、 热电偶测温原理及常见故障处理方法（一）热电偶测温原理热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。测量范围广。常用的热电偶从-50+1600均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269（如金铁镍铬），最高可达+2800（如钨-铼）。构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种

2、不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。1热电偶测温基本原理热电偶的测温原理是基于两种不同成分的导体两端连成回路时，如两连接点温度不同，就会在其回路内产生热电势的物理现象。不同成分的导体构成热电偶的两电极，两接点的温度差越大，产生的热电势就越大。热电偶的三个基本原理为：均质导体定律，中间导体定律，中间温度定律。均质导体定律： 两种均质金属组成的热电偶其电势大小与热电极直径、长度及原热电极长度上的温度分布无关，只与热电极材料和两端温度有关，热电势大小是两端温度的函数之差，如果两端温度相等，则热电势为零，如果材质不均匀，则当热电极上各处温度不同时，将产生附加热电势

3、，造成无法估计的测量误差。中间导体定律：在热电偶回路中，插入第三、四种导体，只要使插入导体的两端温度相等，且插入导体是均质的，则无论插入导体的温度分布如何，都不会影响原来热电偶的热电势的大小。2热电偶的种类及结构形成（1）热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶 我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并

4、指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。(2)热电偶的结构形式 为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下： 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠； 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。3热电偶冷端的温度补偿 由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵 金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热 电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷 端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到 仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电

5、偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t00时对测温的影响。热电偶的补偿导线： 热电偶的补偿导线实际上是一对在规定温度范围（一般为0100）内使用的热电偶丝。采用与热电偶电极材料相同的金属材料或在规定温度范围内，热电特性与所配接的热电偶相同，且易于获得的价格低廉的金属材料做成，在测温中作为热电偶与二次仪表的连接导线使用。使用补偿导线时应注意的问题：1、补偿导线必须与相应型号的热电偶配用。2、补偿导线在与热电偶仪表连接时，正负极不能接错。两对连接点要处于相同温度。3、补偿导线和热电偶连接点温度不得超过规定

6、使用的温度范围100。4、要根据所配仪表的不同要求，选用补偿导线的线径。（二）热电偶常见故障处理方法正确使用热电偶不但可以准确得到温度的数值，保证产品合格，而且还可节省热电偶的材料消耗，既节省资金又能保证产品质量。除了补偿导线接反，用错及接线松动引起的常见误差外（处理方法：正确使用补偿导线，紧固接线端子），安装不正确，热导率和时间滞后等误差，它们是热电偶在使用中的主要误差。 1、安装不当引入的误差 如热电偶安装的位置及插入深度不能反映炉膛的真实温度等，换句话说，热电偶不应装在太靠近门和加热的地方，插入的深度至少应为保护管直径的810倍；热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质致使炉内热溢出或冷

7、空气侵入，因此热电偶保护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞以免冷热空气对流而影响测温的准确性；热电偶冷端太靠近炉体使温度超过100；热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电场，所以不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差；热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内，当用热电偶测量管内气体温度时，必须使热电偶逆着流速方向安装，而且充分与气体接触。 2、绝缘变差而引入的误差 如热电偶绝缘了，保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良，在高温下更为严重，这不仅会引起热电势的损耗而且还会引入干扰，由此引起的误差有时可达上百度。 3、热惰性引入的误差 由于

8、热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化，在进行快速测量时这种影响尤为突出。所以应尽可能采用热电极较细、保护管直径较小的热电偶。测温环境许可时，甚至可将保护管取去。由于存在测量滞后，用热电偶检测出的温度波动的振幅较炉温波动的振幅小。测量滞后越大，热电偶波动的振幅就越小，与实际炉温的差别也就越大。当用时间常数大的热电偶测温或控温时，仪表显示的温度虽然波动很小，但实际炉温的波动可能很大。为了准确的测量温度，应当选择时间常数小的热电偶。时间常数与传热系数成反比，与热电偶热端的直径、材料的密度及比热成正比，如要减小时间常数，除增加传热系数以外，最有效的办法是尽量减小热端的尺寸。使用中，通常采用

9、导热性能好的材料，管壁薄、内径小的保护套管。在较精密的温度测量中，使用无保护套管的裸丝热电偶，但热电偶容易损坏，应及时校正及更换。4、热阻误差 高温时，如保护管上有一层煤灰，尘埃附在上面，则热阻增加，阻碍热的传导，这时温度示值比被测温度的真值低。因此，应保持热电偶保护管外部的清洁，以减小误差。故障现象原 因 分 析检 修 方 法热电势比实际值小(显示仪表指示偏低)1.电偶内部电极漏电（短路）。2.热电偶内部潮湿。3.热电偶接线盒内接线柱间短路。4.补偿导线因绝缘烧坏而短路。5.热电偶的电极变质或热接点将要腐蚀断。6.补偿导线与热电偶在型号上配接错误。7.补偿导线与热电偶极性接反。8.热电偶安装

10、位置和插入深度不符合要求。9热电偶冷端温度过高。10.热电偶型号与二次仪表型号不一致。1. 经检查若是由于潮湿所引起,则可将热电偶烘干,若是由于瓷管绝缘不良,则应予以更新。2. 将热电偶保护套管和热电偶分别烘干,并检查保护套管是否有漏气、漏水现象、对不合格的保护套管应予以更新。3. 打开接线盒,把接线板刷干净。4. 将短路点找出处理或更换新的补偿导线。5. 更换热电偶。6. 更换成同类型的补偿导线。7. 重新接正确。8. 改变安装位置和插入深度。9. 冷端移开高温区。10. 更改成同类型的。热电势比实际值大(显示仪表偏高)1. 热电偶的型号与二次仪表型号不符合.2. 补偿导线型号与热电偶型号不

11、符合.3. 热电极变质.4. 热电偶安装方法.位置或插入深度不当5. 绝缘破坏造成外电源进入热电偶回路6. 补偿导线与热电极连接处两点温度不同7. 有干扰信号进入8. 热电偶参考端温度偏高(测负温时)1. 更换成同类型的2. 更换成同类型的3. 更换热电偶4. 按规定要求重新安装5. 修复或更换绝缘材料6. 处理补偿导线,使两接点温度相同7. 检查排除干扰源8. 调整参考温度或进行修正测量仪表指示值不稳定1. 热电极在接线柱处接触不良2. 热电偶有断续短路或接地现象3. 热电偶电极似断非断4. 热电偶安装不牢固,发生摆动5. 补偿导线有接地断续短路现象1. 重新接好.2. 将热电偶的热电极从保

12、护套管中取出,找出故障点并予以消除.3. 更换新电极.4. 安装牢固.5. 找出故障点并予以消除.热电偶电势误差大1. 热电极变质.2. 热电偶的安装位置与安装方法不当.3. 热电偶的保护套管的表面积垢过多.4. 测量线路(热电偶和补偿导线)短路.5. 热电偶回路断线.6. 接线柱松动.1. 更换热电极.2. 改变安装位置与安装方法.3. 进行清理.4. 将短路处重新进行绝缘处理.5. 找到断线处,并重新连接.6. 拧紧接线柱.二、 热电阻测温原理及常见故障处理方法（一）热电阻测温原理 热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的

13、，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻测温原理及材料热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。2热电阻的结构（1）精通型热电阻 为工业常用热电阻。从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响一般采用三线制或四线制。（2）铠装热电阻 铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，与普通型热电阻相比

14、，它有下列优点：体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；机械性能好、耐振，抗冲击；能弯曲，便于安装使用寿命长。（3）端面热电阻 端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。（4）隔爆型热电阻 隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于BlaB3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。（二）热电阻常见故障处理方法故障现象原因分析（1）显示仪表指示值比实际值低或示值不稳（2）

15、显示仪表指示无穷大（3）显示仪表指示负值(1)保护管内有金属屑、灰尘、接线柱间积灰；热电阻短路（2）热电阻或引出线断路；接线柱螺丝松动、接触不好（3）显示仪表与热电阻接线有错，或热电阻短路。上述故障如果不能消除，必须更换合格的热电阻。热电阻的绝缘电阻值要求:a. 铂电阻感温元件与保护套管之间的绝缘电阻值应不小于100M;b. 铜电阻感温元件与保护套管之间的绝缘电阻值应不小于20M; c. 热电阻输入端对地40 M;d. 热电阻输入端对电源20 M;e. 电源端对地20 M。三、温度表测温原理及常见故障处理方法（一）双金属温度计测温原理及常见故障处理方法双金属温度计的工作原理是利用二种不同温度膨

16、胀系数的金属，一端焊接在固定点，另一端当温度变化时扭曲变形，将其转换成指针偏转角度，指示温度。由于我们厂用的WSS系列双金属温度计无法进行调整，在使用中如出现线性误差，可通过调整温度计后面的指针旋钮来调整温度指示不准的问题，调整后的温度计经校验合格后方可使用。（二）压力式温度计测温原理及常见故障处理方法压力式温度计是利用液体的热胀冷缩来进行温度测量的，温包、毛细管和弹簧管组成的密闭系统内充满了测温介质-液体，当温包感受到温度变化时，密闭系统内的压力因液体体积发生变化而变化，引起弹簧管曲率变化使其自由端产生位移，再通过连杆和传动机构带动指针转动，在表度盘上指示出被测温度。这种仪表具有线性刻度、温

17、包体积小、反应速度快、灵敏度高、读数直观等特点。我们常用的压力式温度计一般故障为指针不动，指示偏差大，对于指针卡涩的可以用起针器拔出指针，重新定针校验合格后再使用。四、两种常用捡定装置的使用注意事项.HFL-2A型热电偶检定炉1、 新够入的检定炉使用前进行预热干燥处理，接通电源后将其电压徐徐升到120V左右，在300-400C下持续4小时进行干燥处理。2、 正常使用时电源电压慢慢升到220V（电流大约7-7.5A）。经70-80分钟炉温可达1000C左右，在使用中炉温不能超过1200C以免烧坏热丝和瓷件。3、 检定炉在使用中严格要求接地，特别是配用微机自动检定装置时，检定炉与良好的接地线相接，

18、否则会影响到测试效果。4、 检定炉结构特殊，不得随意拆开。PPVB-1000A压力真空发生装置发生压力：0-1.5MPa发生真空：-0.098-0MPa一、 准备工作1、 检查2个标准输出口上的“O”型圈是否损坏。如果损坏请更换。2、 顺时针关闭减压阀。3、 将微调阀调至离面板约3CM左右4、 特别注意每次打开压力或抽真空时须把手动泵从上到下按到底最佳二、 发生信号1、 发生压力将信号选择开关的拉杆往下按。将螺旋泵装上手摇棒，逆时针往外旋到头发生压力选择最高为1.5MPa时，通过手动泵造压至0.8MPa左右，再用螺旋泵顺时针往里旋到头即可达到所需要的压力1.5MPa，其它各量程照推。校验低压，

19、发生压力选择为0-2000KPa时，通过手动泵稍造压，再用螺旋泵顺时针一点一点往里旋，即可达到所需要的压力。0-200KPa可供调节回程检定或放气时，逆时针方向稍松开减压阀，一点点关闭即可起到回程检定或放气作用。2、 发生真空将信号选择开关的拉杆往上提。顺时针关闭减压阀和进气阀，顺时针将螺旋泵往里旋到头。通过手动泵上下抽动，即可产生真空。在标准大气压下可将真空抽到-0.098MPa以上，若达不到，再逆时针将螺旋泵往外一点点的旋到头即可达-0.098MPa。产生的真空值与各地的海拔高低和当天的大气压强的变化有关，所抽的真空值用户可根据当地的情况折算真空。回程检定或放气，逆时针稍送开减压阀一点，即

20、可做回程检定或放气。补偿导线与热电偶配套使用时，应注意那些问题？4T（1）补偿导线必须与热电偶配套，不同型号的热电偶应选用不同的补偿导线。4w（2）补偿导线与热电偶连接时应正极接正极，负极接负极。k+Q（3）补偿导线与热电偶连接的两个接点必须同温。oGhoA4.我们常用的补偿导线有几种类型,当补偿导线类型分不清时,如何进行判别?bf3R铜-镍铜、铜-康铜、镍铬-考铜；当补偿导线类型分不清时，用颜色可以进行判别。-dKn35.用热电偶测温度时,发现热电势输出不稳定,是什么原因引起的?S1）热电偶接线柱与热电极接触不良w2）热电偶测量线路绝缘破损，引起继续短路或接地TkfhB3）热电偶安装不牢或外

21、部震动s;4(b4）热电极将断未断XG%J5）外界干扰（交流漏电、电磁场感应等）(05z热电偶测温为什么要进行冷端补偿？pc.?热电偶热电势的大小与其两端的温度有关，其温度-热电势关系曲线是在冷端温度为0。C时分度的，在实际应用中，由于热电偶冷端暴露在空间受到周围环境温度的影响，所以冷端温度不可能保持在0。C不变，也不可能固定在某个温度不变，而热电势既决定于热端温度，也决定于冷端温度，所以如果冷端温度自由变化，必然会引起测量误差，为了消除这种误差，必然进行冷端补偿。2.热电阻由几部分组成?引线为什么采用三线制?vK由热电阻体、绝缘套管、保护套管及接线盒组成。采用三线制的目的是减少引线电阻变化引起的附加误差。9.双金属温度计的工作原理？HaM它有两片膨胀系数不同的金属牢固地粘合在一起，其一端固定，另一端通过传动机构和指针相连。当指针温度变化时，由于膨胀系数不同，双金属片产生角位移，带动指针指示相应温度，这便是双金属温度计的工作原理。用热电偶测温度时,发现热电势比实际值小（显示仪表指示偏低）,是什么原因引起的?H71）热电极短路。)2）热电偶的接线处积灰，造成短路。#wizen3）补偿导线间短路jHI-4）热电偶热电极变质。A5）补偿导线与热电偶不配套。