導航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 電力安全論文>>正文

淺談接觸電阻對熱電阻溫度測量的影響及對策

文檔作者：石瑋文檔來源：北京燕化股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年11月24日
下載地址：點擊這里	文件大?。?211.70 KB 共3頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內(nèi)容預覽 [文件共3頁]

本文件共3頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?11.70 KB 共3頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

上一篇：淺談接地電阻測量

文本預覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

過程控制實施技術(shù) 石 油 化 工 自 動 化，2010，4：79
AU TOM ATIoN IN PETR()_CH EM ICAI。INDUSTRY
淺談接觸電阻對熱電阻
溫度測量的影響及對策
石 瑋
(北京燕化股份有限公司生產(chǎn)運行保障中心，北京 102501)
摘要：針對某氣相聚丙烯裝置聚合反應器溫度頻繁波動的問題，從裝置的工藝生產(chǎn)控制、儀表測量回路構(gòu)成、故障處理、
熱電阻測量方法及熱電阻三線制接線法等方面分別分析了接觸電阻對熱電阻溫度測量過程的誤差影響，提出了一種采用一體
化溫度測量的有效方案以解決測量回路所存在的問題。實踐證明，該方法提高了測量的穩(wěn)定性，很好地解決了裝置反應釜溫度
波動的現(xiàn)狀，保證了生產(chǎn)的平穩(wěn)運行。
中圖分類號：TP212 文獻標志碼：B 文章編號：1007—7324(2010)04 0079—03
1 問題的提出
某化工裝置聚合反應器由氣體及液體循環(huán)回
路控制，反應器在66℃ ，2．2 MPa下操作，液體物
料作為冷卻劑噴灑到反應器床層氣化后吸收聚合
反應熱，通過控制液體的流量來控制恒定的聚合溫
度。反應器的溫度控制器直接控制急冷液調(diào)節(jié)閥
的閥位輸出，急冷液調(diào)節(jié)閥根據(jù)溫度測量值的變
化，通過改變閥位控制加入該區(qū)域的急冷液流量來
穩(wěn)定溫度，采用Ptl00電阻體測量工藝流程如圖1
所示。工藝生產(chǎn)反應器溫度過低聚合不反應，過高
容易爆聚，溫度控制對產(chǎn)品質(zhì)量和裝置安全生產(chǎn)非
常關鍵，因此，工藝溫度控制要求誤差在±1℃ 之
內(nèi)。催化劑加人量大小是控制反應速度的重要指
標，從聚合反應機理來講，溫度升高會導致催化劑
性能的衰減，溫度過低又不反應，若大量加入催化
劑，一旦到達反應條件(溫度)，會劇烈反應，易造成
反應器溫度控制失控，反應器爆聚的可怕結(jié)局。催
化劑價格極其昂貴，因此，精確的溫度測量對裝置
很重要。
裝置開車以來，反應器溫度不定期出現(xiàn)指示波
動，大多數(shù)是指示緩慢或快速升高5～1O℃ ，儀表
故障檢查未發(fā)現(xiàn)因震動造成電阻體瞬間斷裂或接
線端子松動、溫度指示回路開路(IOP)故障。查看
DCS趨勢記錄，溫度升高是在幾分鐘或十幾分鐘
持續(xù)增加的，其他相關測量儀表也未發(fā)現(xiàn)異常情
況，溫度測量回路如圖2所示。
但重新接線緊固、更換智能溫度轉(zhuǎn)化安全柵后
溫度指示正常。初步認為機柜室安全柵安裝密集，
散熱不好造成安全柵工作異常，DCS指示溫度高
的假象。在安全柵安裝機柜排風扇，但該現(xiàn)象仍不
定期出現(xiàn)，到底是控制不穩(wěn)還是溫度測量波動無明
確結(jié)論，給裝置平穩(wěn)生產(chǎn)帶來困惑和不安。
循環(huán)氣總管
圖1 工藝流程簡單結(jié)構(gòu)
2 原因分析
2．1 從故障處理過程分析
因測溫回路無過多元件，通過更換智能溫度安
全柵、緊固現(xiàn)場接線端子，儀表恢復正常使用。儀
表人員在故障檢查過程中詳細記錄如下數(shù)據(jù)：第
一次先在安全柵輸入端測量阻值、再測量現(xiàn)場阻
值，現(xiàn)場和機柜室采用3×1．5 mm 電纜，連接距離
330 rn，兩根線路電阻正常值7 Q；第二次先測量現(xiàn)
場阻值，再測量安全柵輸入端阻值；第三次先在安
全柵輸入端測量阻值，再測量現(xiàn)場阻值，結(jié)果見表
1所列。
收稿日期：2010一O5—28(修改稿)。
作者簡介：石 瑋(1981一)，男，2003年畢業(yè)于遼寧石油化工
大學測控技術(shù)與儀器專業(yè)，學士學位，現(xiàn)工作于北京燕山股份有限
公司運動保障中心電儀器部，主要從事儀表運行與維護工作，任工
程師。
石油化工自動化
機柜室
表1 三次測量數(shù)據(jù)
圖2 溫度測量儀表雙線回路示意
第一次 第二次 第三次
現(xiàn)場 安全柵 現(xiàn)場 安全柵 現(xiàn)場 安全柵
熱電阻輸入端熱電阻輸入端熱電阻輸入端
對更換下來的安全柵測試，發(fā)現(xiàn)部分安全柵并
無問題仍可以在其他回路繼續(xù)使用，認為智能溫度
安全柵造成溫度波動概率較小。但多次故障測量
線路電阻值不定，在7～11 Q之間波動。最大一次
為13 n，斷定線路接觸電阻是造成溫度波動的重
要原因。
2．2 從熱電阻測量溫度原理分析
電阻溫度計是基于金屬導體或半導體電阻值
與本身溫度差成一定函數(shù)關系的原理實現(xiàn)溫度測
量的，即金屬導體或半導體的電阻一溫度函數(shù)關系
一旦確定后，就可以通過測量置于測溫對象之中并
與測溫對象達到熱平衡的熱電阻的阻值而求得對
象的溫度，一般適用于一200～500℃ 。金屬導體
或半導體的電阻與溫度關系可表示為：
R =R 。[1+ (￡￡。)]
式中 R — — 溫度為t時刻的電阻值；R ?！?— 溫
度為t。時刻的電阻值；a— — 電阻溫度系數(shù)，即溫度
每升高1℃時的電阻相對變化量； 一感溫元件實
際測量溫度；t。一感溫元件初始溫度。
測溫儀表是通過測溫元件的電阻值變化來檢
測溫度的，所以引線電阻值的大小、引線電阻的變
化(受溫度影響)及信號回路的干擾直接影響其測
量精度，因此必須采取措施來消除引線電阻及干擾
所引起的誤差，提高測量精度。
熱電阻的接線方法有兩線制、三線制、四線制
方式。兩線制不能消除因引線電阻的變化所引起
的測量誤差，一般不用；三線制在配合電橋電路測
溫時，可以減小或消除因引線電阻變化所引起的測
溫誤差，應用比較廣泛；四線制通常用于標準鉑電
阻，用于配合電位差計測量電阻時，消除引線電阻
的影響，在高精度測量場合使用。采用三線制是為
了消除連接導線電阻引起的測量誤差，這是因為測
量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為
電橋的一個橋臂電阻，其連接導線(從熱電阻到中
控室)也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是
未知的且隨環(huán)境溫度變化，造成測量誤差。采用三
線制，將導線一根接到電橋的電源端，其余兩根分
別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這
樣消除了導線線路電阻r帶來的測量誤差，如圖3
所示。
圖3 三線制電阻體接線示意
當電橋平衡時，(R。+r)R 一(R +r)R：。
因此，只有在R 一R。的情況下，r對熱電阻的測量
會毫無影響。當采用不平衡電橋與熱電阻測量溫
度時，雖不能消除導線電阻影響，但三線制已大大
減少了誤差，完全可以滿足測量需求。
鉑熱電阻的使用雖然簡單，但切不可想當然
的在終端把兩線并三線接人巡檢儀或者別的測量
儀表，一定要從Ptl00傳感器三線接出，并三線接
入終端儀表，否則必然存在溫度虛高。測溫電阻
尺 的大小直接決定了溫度的測量值，由于接線接
觸不緊密，或接線端子氧化處理不好，假想r不一
致，造成R 回路的接觸電阻增大2 Q左右，計算溫
度會高出5．19℃ 。因此，無論三線制還是四線制，
第4期 石 瑋．淺談接觸電阻對熱電阻溫度測量的影響及對策
導線都必須從熱電阻感溫體的根部引出，盡量減少
中間接點，否則仍會有影響。
該裝置反應器溫度檢測采用了三線制接法。
在實際故障處理時，在安全柵輸入端測量電阻值
并不完全等于實際溫度的電阻值和線路電阻值
之和，在重新接線后，溫度恢復正常，說明基于某
種原因(震動、氧化等)造成接線端產(chǎn)生接觸電
阻影響了實際測量值，是溫度測量波動主要原
因。從實際故障處理分析，測量回路在現(xiàn)場電
阻體接線、現(xiàn)場接線箱、機柜室端子排、安全柵
插拔接頭均可能產(chǎn)生接觸電阻。大量智能儀表
集中安裝存在一定隱患也是造成溫度波動的輔
助因素。
2．3 從生產(chǎn)控制方面分析
查看工藝記錄，除幾次明顯工藝控制不穩(wěn)造成
溫度升高外，多數(shù)情況下催化劑加入量無明顯變
現(xiàn)場 ： 機柜室
化，反應器急冷液、循環(huán)氣加入量變化不大，反應器
壓力、料位控制無明顯升高，生產(chǎn)控制不穩(wěn)造成溫
度波動概率不高。
3 技術(shù)改進及效果
以上分析造成測量不準主要原因：測量回路
現(xiàn)場電阻體端子到控制室安全柵端子之間接觸電
阻過大，線路電阻不穩(wěn)定；智能溫度安全柵安裝過
于緊湊不易散熱容易造成輸出異常。
儀表人員利用裝置停車檢修機會對測量回路
進行了改造如圖4所示：a)把現(xiàn)場到控制室的傳
輸信號由原阻值信號改為4～ 2o mA DC傳輸；
b)安全柵改為模擬量輸入柵；c)現(xiàn)場電阻體端子
盒內(nèi)加裝248HART溫變，保證了連接導線都從熱
電阻感溫體的根部引出，直接接人橋路，有效消除
偏差，投用改造后裝置運行平穩(wěn)，得到了工藝人員
的認可。
I 傳輸信號 傳輸信號
4"-20mA 4-20mA DCS
現(xiàn)場防爆I 過渡柜 安全柵 AAMl0
強線粕 Jl 傳輸 信號 輸入卡
?！?。。。。。。。。?！?。。 。。。?！?。。 ’
一4-20 mA
圖4 改進后溫度測量儀表雙線回路
4 結(jié)束語
從該裝置反應器溫度波動原因看，接觸電阻對
溫度影響較大，特別像聚合反應器溫度控制范圍要
求非常高的情況下，要使溫度符合±1℃ 標準，接
觸電阻就必須足夠小，電阻體等級必須選用A級
(一200～ 650 ℃ 時允許誤差± (0．15+
0．002『t I))，采用一體化溫度測量在反應器溫度
測量上有效解決了線路接觸電阻對測量的影響。
由于熱電阻測量回路有可能穿越強磁場、電纜層，
其附近的電力電纜和控制電纜將對信號線感應而
產(chǎn)生干擾，因此，測量回路一定要保證良好的屏蔽。
熱電阻的電阻溫度關系和統(tǒng)一的分度表存在差值，
這個差值的大小不能超過所規(guī)定的范圍。所以在
熱電阻使用之前必須進行檢驗，投入使用后也要定
期進行校驗。此外，對于其他儀表回路端子接觸電
阻問題也要高度重視，避免造成接觸電阻過大。比
如：閥門定位器輸入接線電阻大，會造成調(diào)節(jié)閥不
能達到控制開度；聯(lián)鎖控制負載回路阻抗過大，造
成電磁閥不能正常工作，關鍵控制閥不動作。因
此，除保持儀表接線端子緊固，接線箱溫度、濕度適
宜，密封良好，控制回路也要減少中間接線。
溫度測量使用一體化變送器，既能提高測量穩(wěn)
定性，又在儀表信號線方面節(jié)省1／3資源，降低了
成本。
參考文獻：
[1] 王俊杰．檢測技術(shù)與儀表[M]．武漢：武漢理工大學出版
社，2002．
E23 陸德民，張振基，黃步余．石油化工自動控制設計手冊rM]．3
版．北京：化學工業(yè)出版社，2000．
E3] 王森．儀表常用數(shù)據(jù)手冊[Ⅳ【]．北京：化學工業(yè)出版社，1998．
[4] 樂嘉謙．儀表工手冊[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2004．
Es] 吳勤勤．控制儀表及裝置[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2009．
E63 陳潤泰．檢測技術(shù)與智能儀表[M]．長沙：中南工業(yè)大學出版
社，2002．
E73 左國慶．自動化儀表故障處理[M3．北京：化學工業(yè)出版
社，2003．
[8] 楊正一．誤差理論與測量不確定度[M]．北京：石油工業(yè)出版
社，2000．

網(wǎng)友評論 more

電力安全論文最新內(nèi)容

11-24