温测量仪表标准作业指导书

1、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、标准作业指导第一部分:温度测量仪表安装-以热电偶安装为例 1、作业准备 1.1、作业材料材料内容注意事项作业材料热电偶、垫片、螺栓、螺母根据需要选择合适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合适的尺寸规格安全防护安全带、安全帽 1.2、热电偶测温原理及结构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， 若两连接端温度不同

2、， 则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) 热电偶的结构常用的热电偶是由热电极 （热偶丝） 、 绝缘材料（绝缘管） 和保护套管等部分构成的。 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国标生产， 并指定S、 R、 B、K、 E、 J、 T 7种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 非标准型热电偶则一般用于特殊场合， 国家并没有统一制定严格的

3、标准。1.3、热电偶的选型具体选型流程为： 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行参考。1） 选择测量精度和温度测量范围。使用温度在13001800， 要求精度比较高时， 一般选用B型热电偶； 要求精度不高， 气氛又允许可用钨铼热电偶， 高于1800一般选用钨铼热电偶； 使用温度在10001300要求精度又比较高可用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

4、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型热电偶适合于强的氧化和弱的还原气氛中使用， J型和T型热电偶适合于弱氧化和还原气氛， J型和T型热电偶适合于弱氧化和还原气氛， 若使用气密性比较好的保护管， 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， 选择铠装热电偶比较合适。4） 测量对象的性质和状态对热电偶的选择。运动

5、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较高。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、 基本安装形式根据固定装置结构的不同， 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

6、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38的孔， 再扩大到42并要求同心， 扩孔深度从内壁起到42孔底为10m m ， 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

7、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610倍。3、现场安装热电偶遵守原则3.1 、热电偶的测量端应处于能够真正代表被测介质温度的地方，避免装在炉门旁边或加热物 体距离过近，尽量避免在阀门,弯头及管道和设备的死角附近装设热电偶。3.2、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250m m 时， 有效深度为70m m ； 当管道公称通径大于250m m 时， 有效深度为100

8、m m 。对于管道外径等于或小于500m m 的汽、 气、 液体介质， 有效深度约为管道外径的1/2； 外径大于500m m时， 有效深度为300m m 。 对于烟、 风及风粉混合物介质， 有效深度为管道外径的1/31/2。此外，热电 偶保护管露在设备外的部分应尽可能短，最好加保温层，以减少热损失。3.3、 当热电偶插入深度超过1m 时， 应尽可能垂直安装， 否则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行研磨、 擦净， 并垫入垫片。 金属

9、垫片和热电偶的丝扣部分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， 在安装时应使用合适的扳手，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。3.5、 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。3.6、 水平装设的热电偶， 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， 进线口应进行封闭。 热电偶在接线时应注意极性。 若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4.1 、安装热电偶时，应尽可能

10、保持垂直，以防保护管在高温下产生变形。4.2 、热电偶安装地点应尽量避开强磁场、电场等外来干扰。 4.3 、若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。4.4 、安装要牢固。4.5 、热电偶安装方法及部位应便于维修。4.6 、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 。4.7 、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5.1 、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

11、 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）如果温度均匀，则不影响热电 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6.1 、在接线时，应注意补偿导线的极性，不可反接，否则不仅起不到补偿作用，反而会加大 测量误差。6.2 、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

12、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。6.3 、在敷设补偿导线时，应使其距离最短，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，应注意事项7.1 、补偿导线的绝缘层及护套应避免油渍侵蚀而短路，影响热电偶的正常工作。 7.2 、热电偶的安装方法及部位应便于装、拆、维修。 7.3 、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。第二部分:温度测量仪表故障排除-以热电偶为例1、作业准备 1.1、作业材料材料内容注意事项作业材料热电偶、垫片、螺栓、螺母根据需要选择合适的尺寸规格作业工具扳手、万用表、螺丝

13、刀、绝缘胶带根据需要选择合适的尺寸规格安全防护安全带、安全帽审批单据连锁旁路审批表 2、作业流程图初步判断故障点，如：显示波动跳变、无穷大、超量程、显示问号等，通过这些信息分析可能为接触不良，受到干扰，断线短路，线路破损接地等。查看显示仪表（数显表或DCS）热电偶信号当前数值及历史曲线查看连锁信息和控制数据，确定为受控信号的，应当让现场操作于与确认。在工段长或值班长同意的情况下，填写连锁旁路审批单，并做好记录。参与自动控制的点，应当将自动控制回路切换到手动，并监控运行。确定此热电偶信号是否为连锁信号、参与自动控制信号等受控制信号通过查询热电偶的位号或询问操作工确定其位置及线路走向，接线端子位置

14、等信息。通过初步判断，确定处理方向和可能出现的故障点查看现场安装是否符合规范，如接近干扰源和振动；查看接线盒穿线管，桥接节点是否破损；拆开热电偶接线端子盒，查看接线端子连接情况，是否存在腐蚀、断线、松动、接地、进水、接错、振动和套管泄漏等情况；使用万用表mV挡，测量热电偶信号，确定热电偶否损坏，如断线、短路、波动、温度变化非函数关系等。现场检查热电偶安装位置的情况，根据情况更换。查看现场连接补偿导线是否规范合理，如接近热源、距离高压设备较近；查看补偿导线连接线中间是否有接点，桥架盒穿线管拐弯处是否振动磨损；查看连接线中间是否有二次接线盒。现场检查检查热电偶补偿导线连接情况。检查数显表接线，DC

15、S模块接线是否正常，如松动、腐蚀、接错和短路等；检查数显表设置是否正确，如输入信号选择错误、量程错误等；检查DCS模块及组态是否设置错误，如模块选错，输入信号选错等；查看屏蔽线是否正常。显示控制端接线和设置参数检查检查确认仪表正常后，观察显示控制设备运行情况，观察记录热电偶信号10min，查看是否故障已排除；联系现场操作启用仪表，恢复连锁和自动控制。检查确认正常后，恢复仪表使用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，需要干燥热电极；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

16、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行机械零点校正正确进行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

17、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表面积灰消除积灰3、热电偶在使用中的产生误差的主要原因 3.1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

18、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。 3.2、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。3.3、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