温度测量仪表标准作业指导书.docx

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温度测量仪表标准作业指导书

温度测量仪表标准作业指导书

一、目的

细化和量化温度测量仪表设备的安装、故障排除和校验维护，使温度测量设备正确稳定运行。

二、范围

热电偶、热电阻、双金属温度计等温度测量仪表的安装，维护和故障排除作业

三、作业流程图

四、标准作业指导

第一局部:

温度测量仪表安装----以热电偶安装为例

1、作业准备

1.1、作业材料

材料

内容

考前须知

作业材料

热电偶、垫片、螺栓、螺母

根据需要选择适宜的尺寸规格

作业工具

扳手、万用表、螺丝刀、绝缘胶带

根据需要选择适宜的尺寸规格

平安防护

平安带、平安帽

、热电偶测温原理及构造

1）热电偶测温原理

热电偶测温原理是基于赛贝尔效应，即两种不同成分的导体两端相连构成回路，假设两连接端温度不同，那么在回路内产生热电流，形成热电势。

这个回路产生的热电势由接触电势和温差电势组成。

由于导体材料一定，热电偶产生的热电势实际上是热电偶两端温度的函数，而且只与温度有关。

2）热电偶的构造

常用的热电偶是由热电极〔热偶丝〕、绝缘材料〔绝缘管〕和保护套管等局部构成的。

常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。

标准热电偶有国家标准的热电势与温度、容许的误差、标准分度表等。

我国从1988年1月1日起，热电偶全部按IEC国标消费，并指定S、R、B、K、E、J、T7种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。

非标准型热电偶那么一般用于特殊场合，国家并没有统一制定严格的标准。

1.3、热电偶的选型

详细选型流程为：

型号的选择—分度号的选择—防爆等级的选—精度等级的选择—安装固定形式的选择—保护管材质的选择—长度或插入深度的选择。

在选择热电偶的时候，要根据所要求的使用温度范围、所需精度、使用气氛、测定对象的性能、响应时间和经济效益等综合因素进展参考。

1）选择测量精度和温度测量范围。

使用温度在1300℃~1800℃，要求精度比拟高时，一般选用B型热电偶；要求精度不高，气氛又允答应用钨铼热电偶，高于1800℃一般选用钨铼热电偶；使用温度在1000℃~1300℃要求精度又比拟高可用S型热电偶和N型热电偶；在1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶，低于400℃一般用E型热电偶；250℃以下及负温测量一般用T型电偶，在低温时T型热电偶稳定而且精度高。

2）使用环境气氛的选择。

S型、B型、K型热电偶合适于强的氧化和弱的复原气氛中使用，J型和T型热电偶合适于弱氧化和复原气氛， J型和T型热电偶合适于弱氧化和复原气氛，假设使用气密性比拟好的保护管，对气氛的要求就不太严格。

3）选择耐久性及热响应性。

线径大的热电偶耐久性好，但响应较慢一些，对于热容量大的热电偶，响应就慢，测量梯度大的温度时，在温度控制的情况下，控温就差。

要求响应时间快又要求有一定的耐久性，选择铠装热电偶比拟适宜。

4）测量对象的性质和状态对热电偶的选择。

运动物体、振动物体、高压容器的测温要求机械强度高，有化学污染的气氛要求有保护管，有电气干扰的情况下要求绝缘比拟高。

2、热电偶的安装

2.1、介质温度的测量

测量介质温度的热电偶通常采用插入式安装方法，配保护套管和固定装置，保护套管直接与被测介质接触。

2.2、根本安装形式

根据固定装置构造的不同，一般采用以下几种安装形式：

1）固定装置为固定螺纹的热电偶，可将其固定在有内螺纹的插座内，它们之间的垫片作密封用。

2）固定装置采用活动紧固装置，如无固定装置的热电偶〔需另外加工一套活动紧固装置〕，其安装形式如图2所示。

热电偶安装前缠绕石棉绳，由紧固座和紧固螺母压紧石棉绳，以固定热电偶。

这种形式只适用于工作压力为常压的情况下，其优点是插入深度可调。

3）固定装置为法兰的热电偶，可将其法兰与固定在短管上的法兰用螺栓紧固，他们之间的垫片做密封用。

其安装形式如图3所示。

4）保护套管采用焊接的安装方式，用于测量高温高压主蒸汽管蒸汽温度的铠装热电偶，采用焊接套管短插的安装方式。

电站专用的中温中压和高温高压热电偶，其保护套管采用焊接安装方式。

热套热电偶的焊接为使热电偶的三角锥面能可靠地支撑在管壁孔上，可在管壁上先钻一个φ38的孔，再扩大到φ42并要求同心，扩孔深度从内壁起到φ42孔底为10mm，根据被测管道壁厚的不同，选择对应的安装套管长度。

5）铠装热电偶采用卡套装置固定，铠装热电偶浸入被测介质的长度，应不小于其外径的6~10倍。

3、现场安装热电偶遵守原那么

、热电偶的测量端应处于可以真正代表被测介质温度的地方，防止装在炉门旁边或加热物体间隔过近，尽量防止在阀门,弯头及管道和设备的死角附近装设热电偶。

、热电偶应有足够的插入深度。

在实际测温过程中，如热电偶的插入深度不够，将会受到与保护管接触的侧壁或周围环境的影响而引起测量误差。

热电偶的套管插入介质的有效深度〔从管道内壁算起〕为：

介质为高温高压主蒸汽，当管道公称通径等于或小于250mm时，有效深度为70mm；当管道公称通径大于250mm时，有效深度为100mm。

对于管道外径等于或小于500mm的汽、气、液体介质，有效深度约为管道外径的1/2；外径大于500mm时，有效深度为300mm。

对于烟、风及风粉混合物介质，有效深度为管道外径的1/3~1/2。

此外，热电偶保护管露在设备外的局部应尽可能短，最好加保温层，以减少热损失。

、当热电偶插入深度超过1m时，应尽可能垂直安装，否那么应有防止保护套管弯曲的措施，例如加装支撑架或加装保护管。

3.4、对于承受压力的插入式热电偶，采用螺纹或法兰安装方式时，必须严格保证其接合面处的密封。

为此，各接合面先使用凡尔砂和专用磨具进展研磨、擦净，并垫入垫片。

金属垫片和热电偶的丝扣局部应涂擦防锈或防卡涩的涂料，以利于拆卸。

带固定螺纹的热电偶，在安装时应使用适宜的扳手，以防安装中损坏六角螺母。

紧固时，可用管子加长扳手的力臂，切勿用手锤敲打，以免震坏热电偶。

、安装在高温高压汽水管道上的热电偶，应与管道中心线垂直，低压管道上的热电偶倾斜安装时，其倾斜方向应使感温端迎向液体。

、程度装设的热电偶，其接线盒的进线口一般应朝下，以防杂物等落入接线盒内，接线后，进线口应进展封闭。

热电偶在接线时应注意极性。

假设必须在隐蔽处装设热电偶时，应将其接线盒引至便于检修处。

4、管道安装热电偶技术要求

、安装热电偶时，应尽可能保持垂直，以防保护管在高温下产生变形。

、热电偶安装地点应尽量避开强磁场、电场等外来干扰。

、假设被测介质具有高压或负压或为有害气体时，热电偶安装必须严格密封，以免外界空气进入，影响测量的准确性。

、安装要结实。

、热电偶安装方法及部位应便于维修。

、在管道上垂直安装热电偶时，应使保护管末端超过管道中心线5-10mm。

、在管道内有流速的情况下，热电偶必须倾斜安装。

5、安装热电偶对接线盒及插接件技术要求

、在完成热电偶与导线的连接后，应将接线盒上的出线孔螺栓拧紧，然后再将接线盒盖好。

5.2、接线盒内的温度不宜过高。

因为补偿导线的热电特性仅在0～100℃〔或200℃〕范围内才与热电偶的热电特性相一致，超过此温度将产生附加误差，所以安装时要使接线盒避开高温区。

5.3、热电偶回路的插接件〔包括接线盒中的接线柱、接线片〕假如温度均匀，那么不影响热电偶回路的热电势值。

为了减少此项误差，应该连接导线与热电极尽量靠近，而且连接正、负极热电极的两个插接件也应尽量开进，使用补偿导线与热电极连接的两个接点温度尽可能一致。

6、安装热电偶补偿导线及其连接导线应注意问题

、在接线时，应注意补偿导线的极性，不可反接，否那么不仅起不到补偿作用，反而会加大测量误差。

、为保护补偿导线不受外来的机械损伤和由于外磁场的干扰而造成对显示仪表的影响，补偿导线应加屏蔽，最好把补偿导线装入接地的钢管内。

、在敷设补偿导线时，应使其间隔最短，以免线路电阻过大，影响测量仪表正常工作。

7、维修方便，在热电偶安装时，应考前须知

、补偿导线的绝缘层及护套应防止油渍侵蚀而短路，影响热电偶的正常工作。

、热电偶的安装方法及部位应便于装、拆、维修。

、热电偶周围应无障碍和便于操作，对于较长的热电偶，应注意有足够的空间，可以使热电偶顺利地拔出或插入。

第二局部:

温度测量仪表故障排除----以热电偶为例

1、作业准备

1.1、作业材料

材料

内容

考前须知

作业材料

热电偶、垫片、螺栓、螺母

根据需要选择适宜的尺寸规格

作业工具

扳手、万用表、螺丝刀、绝缘胶带

根据需要选择适宜的尺寸规格

平安防护

平安带、平安帽

审批单据

连锁旁路审批表

2、作业流程图

2、热电偶常见故障及处理方法见下表所示：

故障现象

可能原因

处理方法

热电势比实际值小〔显示仪表指示值偏低〕

热电极短路

找出短路原因：

如因潮湿造成短路，需要枯燥热电极；如因绝缘于损坏导致短路，需更换缘子

热电偶的接线柱处积灰造成短路

清扫积灰

补偿导线线间短路

找出短路点，加强绝缘或更换补偿导线

热电极变质

长度允许时剪去变质段，重新焊接，或者更换热电偶

补偿导线与热电偶极性接反

重接热电偶和补偿导线

补偿导线与热电偶不配套

更换配套的补偿导线

冷端温度补偿器与热电偶不配套

更换配套的冷锻温度补偿器

冷端温度补偿器与热电偶极性接反

重接热电偶和冷锻温度补偿器

显示仪表按热电偶不配套

更换配套的显示仪表

显示仪表未进展机械零点校正

正确进展仪表机械零点调整

热电偶安装位置不当或插入深度不符合要求

按规定重新安装

热电势比实际值大〔显示仪表指示值偏高〕

补偿导线与热电偶不配套

更换配套的补偿导线

显示仪表与热电偶不配套

更换配套的显示仪表

冷端温度补偿器与热电偶不配套

更换配套的冷端温度补偿器

有直流干扰信号

找到干扰源，消除直流干扰信号

热电势输出不确定

热电偶接线柱与热电极接触不良

拧紧接线柱螺钉

热电偶测量线路绝缘破损，引起断续短路或接地

找出故障点，恢复绝缘

热电偶安装不牢或外部振动

紧固热电偶，消除振动或采用减振措施

热电极将断未断

修复或更换热电偶

外界干扰〔如交流漏电、电磁场等〕

找出干扰源，采取屏蔽措施

热电势误差大

热电极变质

更换热电偶

热电偶安装位置不当

更换安装位置

保护套管外表积灰

消除积灰

3、热电偶在使用中的产生误差的主要原因

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8～10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。

、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XX。

3.3、热惰性引入的误差

由于热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化，在进展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。

测温环境答应时，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，与实际炉温的差异也就越大。

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，应中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，最有效的方法是尽量减小热端的尺寸。

使用中，通常采用导热性能好的材料，管壁薄、内径小的保护套管。

在较精细的温度测量中，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。