電加熱器被廣泛使用在石油、化工、電力等各行業(yè)管道內(nèi)各種流體介質(zhì)的加熱、升溫、降粘,取代了傳統(tǒng)的蒸汽加熱、燃油加熱、恒功率加熱等方法。這種電加熱器在化工廠被廣泛使用。它是采用合金作為發(fā)熱元件,其自身阻值的熱應(yīng)變特性能自動(dòng)調(diào)整發(fā)熱功率,自動(dòng)跟蹤工藝設(shè)計(jì)溫度從而動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)熱功率,給通過管道的催化劑介質(zhì)進(jìn)行加熱,來提高催化劑的活性,能生產(chǎn)出更多牌號(hào)的產(chǎn)品,提高經(jīng)濟(jì)效益。不過這類加熱器在使用過程中也會(huì)出現(xiàn)不同的故障,所以要想及時(shí)的處理故障讓其正常的運(yùn)行,就必須熟練掌握這類電加熱器的工作原理。 1、電加熱器的工作原理 下面以一個(gè)鉻系電加熱器E001為例,簡(jiǎn)單介紹一下它的工作原理: 此電加熱器加熱功率為50KW,電熱元件為三角形接線。在電加熱器的出口處設(shè)有一溫度傳感器,測(cè)溫元件為熱電偶,溫度范圍為0—800度,用于測(cè)量介質(zhì)的溫度。工藝調(diào)整發(fā)熱功率主要是通過對(duì)調(diào)壓模塊中,雙向可控硅的導(dǎo)通角的控制來實(shí)現(xiàn)調(diào)壓模塊輸出電壓的大小從而改變了加熱器的功率(如圖1)。工藝需要啟動(dòng)加熱器時(shí),先送上電源開關(guān)QF1、QF2、QF3,并保證DCS急停點(diǎn)是閉合狀態(tài)(如圖2)所示,在沒有任何的故障報(bào)警的前提下,按下啟動(dòng)按鈕SB1,KM1接觸器吸合,調(diào)壓模塊的上端帶電。介質(zhì)溫度檢測(cè)裝置(ST1-1)檢測(cè)到介質(zhì)溫度,由介質(zhì)溫度變送器(WBS)將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?—20mA的電流信號(hào)送至DCS(如圖3),與工藝設(shè)定的基本加熱溫度信號(hào)相比較后,將控制信號(hào)送到調(diào)壓模塊的電腦智能控制器上(C1、C2),控制雙向可控硅導(dǎo)通角,來調(diào)節(jié)模塊得輸出電壓從而改變EH1加熱器得功率,達(dá)到控制介質(zhì)溫度的目的。
圖1:電加熱器原理圖
圖2:DCS常閉觸點(diǎn)
圖3:4-20MA信號(hào)給定
當(dāng)達(dá)到設(shè)定的溫度后,加熱器就會(huì)進(jìn)入恒溫狀態(tài)。在加熱的過程當(dāng)中過熱溫度控制儀KTM1和KTM2會(huì)通過ST2和ST3電熱元件檢測(cè)到加熱器內(nèi)部的溫度,并將4—20mA的內(nèi)部溫度信號(hào)通過521、522和531、532這兩對(duì)節(jié)點(diǎn)送到DCS控制系統(tǒng)。KTM3則是用來對(duì)介質(zhì)溫度的測(cè)量和顯示,給WBS信號(hào)裝置提供電源。同時(shí)將測(cè)量的介質(zhì)溫度信號(hào)送至DCS,DCS系統(tǒng)對(duì)介質(zhì)溫度和熱元件溫度進(jìn)行比較計(jì)算后自動(dòng)給調(diào)壓模塊發(fā)出控制信號(hào),控制加熱器的輸出功率。 2、故障分析及處理方法 電加熱器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí),要以最快的速度對(duì)其故障進(jìn)行檢查、分析和處理,否則就會(huì)影響到介質(zhì)溫度和催化劑活性,影響聚合產(chǎn)品質(zhì)量。下面我將一些常見的故障和處理方法簡(jiǎn)單介紹一下。 2.1送電后加熱器不能加熱 故障原因分析: 1) 主回路沒有電。 2) 調(diào)壓模塊內(nèi)部保險(xiǎn)燒壞。 3) DCS急停常閉點(diǎn)打開,KA3未得電。 4) 故障報(bào)警繼電器KA2動(dòng)作。 5) DCS 4—20mA控制信號(hào)未送到調(diào)壓模塊。 6) 加熱器內(nèi)部有斷線。 7) WBS介質(zhì)變送器損壞,不能送出介質(zhì)溫度信號(hào)。 8) 現(xiàn)場(chǎng)溫度顯示有問題。 9) 溫度傳感器損壞。 故障處理方法: 1) 使用萬(wàn)用表測(cè)量主回路電源是否正常,檢查上級(jí)電源是否送出。 2) 打開調(diào)壓模塊檢查模塊電路板是否正常,更換調(diào)壓模塊并更換保險(xiǎn)FU1—3。 3) 使用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)KA3繼電器線圈是否有24V直流電,若無電說明DCS急停常閉點(diǎn)未閉合,通知儀表配合檢查。 4) 當(dāng)故障報(bào)警繼電器KA2動(dòng)作時(shí),故障報(bào)警燈會(huì)亮同時(shí)還有聲音報(bào)警,如圖4所示,若是1#、2#過熱溫度控制儀過熱報(bào)警,應(yīng)該停止投用加熱器待溫度下降后再使用,并進(jìn)一步檢查相關(guān)設(shè)備。若是調(diào)壓模塊內(nèi)部故障報(bào)警,一般為電子元件燒壞所致,應(yīng)盡快找相同型號(hào)的調(diào)壓模塊備件更換,以保證生產(chǎn)需要。若是介質(zhì)測(cè)溫裝置故障報(bào)警,應(yīng)該檢查更換現(xiàn)場(chǎng)溫度探頭。 5) 當(dāng)調(diào)壓模塊未接受到4—20mA控制信號(hào)時(shí),應(yīng)使用專用測(cè)量4—20mA電流信號(hào)的鉗形電流表進(jìn)行測(cè)量,或者在調(diào)壓模塊上拆除420或421任何一根線,把萬(wàn)用表打在電流檔串接在這兩根線之間,看是否有4—20mA電流信號(hào)送過來,如果沒有則通知儀表人員配合檢查。 6) 在加熱器本體將三相電源進(jìn)線拆除,用搖表測(cè)量加熱器內(nèi)部絕緣電阻是否正常,并用萬(wàn)用表測(cè)量加熱器內(nèi)部阻值是否平衡。若電阻是平衡得那么就說明加熱器內(nèi)部沒有斷線。 7) 先要檢查介質(zhì)變送器是否有工作電源,它的工作電源是由KTM3提供的24V直流電,其次檢查變送器本身的好壞。 8) 現(xiàn)場(chǎng)溫度顯示裝置由儀表人員維護(hù),我們可以配合儀表人員檢查。 9) 溫度傳感器也是由儀表維護(hù),同樣我們要配合儀表人員檢查。 2.2加熱器工作時(shí)不能正常停止加熱 故障原因分析: 1) 調(diào)壓模塊內(nèi)的可控硅被擊穿直接導(dǎo)通,不受控制信號(hào)的控制。 2) DCS給出的控制信號(hào)始終為最大信號(hào),控制信號(hào)不能調(diào)節(jié)。 3)主回路接觸器KM1主觸頭粘死。 4) 1#、2#過熱溫度控制儀內(nèi)部故障沒有發(fā)出過熱報(bào)警。 5) 介質(zhì)溫度傳感器壞,檢測(cè)不到介質(zhì)溫度。從而介質(zhì)變送器送至DCS的信號(hào)就是最小信號(hào),那么DCS則會(huì)發(fā)出最大信號(hào)讓加熱器繼續(xù)加熱。 6) 設(shè)定的加熱溫度太高。 故障處理方法 1) 停電檢測(cè)可控硅的好壞并更換。 2)當(dāng)DCS始終給出最大控制信號(hào)時(shí),調(diào)壓模塊里得可控硅始終處于導(dǎo)通狀態(tài),加熱器就以最大功率進(jìn)行加熱,不能隨著溫度變化來改變輸出功率,應(yīng)該通知儀表人員檢查DCS的信號(hào)系統(tǒng)。 3) 接觸器主觸頭粘死要通知工藝把加熱器的功率調(diào)到最低,然后斷開主路空開QF1,更換新的主路接觸器。 4) 通知工藝讓儀表人員檢查過熱溫度控制儀,電氣人員配合。 5) 通知工藝讓儀表檢查傳感器。 6) 通知工藝將溫度設(shè)定在正確范圍。
2.3系統(tǒng)報(bào)警 1) 溫度過高:介質(zhì)溫度超過350℃,加熱器溫度超過500℃,系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警,可降低溫度或檢查控制系統(tǒng)是否故障。 2) 溫度正常時(shí)報(bào)警為模塊故障,可斷電3分鐘送電即可解決。 由于電加熱器是由我們電氣和儀表共同維護(hù)的設(shè)備,在處理故障的時(shí)候首先要判斷是電氣原因,還是儀表原因。正確的判斷可以減少不必要的麻煩,并能快速的查清故障點(diǎn)進(jìn)行處理。 2.4電加熱器的維護(hù)和保養(yǎng) 1) 防爆場(chǎng)所,電加熱器必須在斷電后方能開啟電加熱器的接線盒,溫度傳感器的接線盒。 2) 當(dāng)流量不正常或無流量時(shí),嚴(yán)禁開啟電加熱器,以免燒壞電加熱器。 3) 定期檢查電熱偶動(dòng)作可靠性和靈敏性。 4) 定期檢查電加熱器內(nèi)加熱元件的絕緣電阻。 5) 定期檢查接地電阻值。 6) 定期檢查電加熱器各接線端子,觸頭有無松動(dòng)、變色。 7) 電加熱器上內(nèi)外接地都必須可靠接地。 8) 定期清理排放口內(nèi)的殘留雜物。 在化工廠有很多不同型號(hào)、不同功率的電加熱器,但它們的工作原理都基本相同。通過對(duì)E001電加熱器的結(jié)構(gòu)、工作原理的學(xué)習(xí),對(duì)此電加熱器有了更深的了解,總結(jié)了一些故障發(fā)生的原因,并進(jìn)行了分析,針對(duì)不同情況的故障總結(jié)了不同的處理方法。有學(xué)習(xí)有實(shí)踐才能有經(jīng)驗(yàn),有經(jīng)驗(yàn)才能得心應(yīng)手的處理各種故障。
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