電加熱器被廣泛使用在石油、化工、電力等各行業(yè)管道內各種流體介質的加熱、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,其自身阻值的熱應變特性能自動調整發(fā)熱功率,自動跟蹤工藝設計溫度從而動態(tài)調整發(fā)熱功率,給通過管道的催化劑介質進行加熱,來提高催化劑的活性,能生產出更多牌號的產品,提高經(jīng)濟效益。不過這類加熱器在使用過程中也會出現(xiàn)不同的故障,所以要想及時的處理故障讓其正常的運行,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 下面以一個鉻系電加熱器E001為例,簡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有一溫度傳感器,測溫元件為熱電偶,溫度范圍為0—800度,用于測量介質的溫度。工藝調整發(fā)熱功率主要是通過對調壓模塊中,雙向可控硅的導通角的控制來實現(xiàn)調壓模塊輸出電壓的大小從而改變了加熱器的功率(如圖1)。工藝需要啟動加熱器時,先送上電源開關QF1、QF2、QF3,并保證DCS急停點是閉合狀態(tài)(如圖2)所示,在沒有任何的故障報警的前提下,按下啟動按鈕SB1,KM1接觸器吸合,調壓模塊的上端帶電。介質溫度檢測裝置(ST1-1)檢測到介質溫度,由介質溫度變送器(WBS)將溫度信號轉變?yōu)?—20mA的電流信號送至DCS(如圖3),與工藝設定的基本加熱溫度信號相比較后,將控制信號送到調壓模塊的電腦智能控制器上(C1、C2),控制雙向可控硅導通角,來調節(jié)模塊得輸出電壓從而改變EH1加熱器得功率,達到控制介質溫度的目的。
圖1:電加熱器原理圖
圖2:DCS常閉觸點
圖3:4-20MA信號給定
當達到設定的溫度后,加熱器就會進入恒溫狀態(tài)。在加熱的過程當中過熱溫度控制儀KTM1和KTM2會通過ST2和ST3電熱元件檢測到加熱器內部的溫度,并將4—20mA的內部溫度信號通過521、522和531、532這兩對節(jié)點送到DCS控制系統(tǒng)。KTM3則是用來對介質溫度的測量和顯示,給WBS信號裝置提供電源。同時將測量的介質溫度信號送至DCS,DCS系統(tǒng)對介質溫度和熱元件溫度進行比較計算后自動給調壓模塊發(fā)出控制信號,控制加熱器的輸出功率。 2、故障分析及處理方法 電加熱器在運行過程中出現(xiàn)故障時,要以最快的速度對其故障進行檢查、分析和處理,否則就會影響到介質溫度和催化劑活性,影響聚合產品質量。下面我將一些常見的故障和處理方法簡單介紹一下。 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) 調壓模塊內部保險燒壞。 3) DCS急停常閉點打開,KA3未得電。 4) 故障報警繼電器KA2動作。 5) DCS 4—20mA控制信號未送到調壓模塊。 6) 加熱器內部有斷線。 7) WBS介質變送器損壞,不能送出介質溫度信號。 8) 現(xiàn)場溫度顯示有問題。 9) 溫度傳感器損壞。 故障處理方法: 1) 使用萬用表測量主回路電源是否正常,檢查上級電源是否送出。 2) 打開調壓模塊檢查模塊電路板是否正常,更換調壓模塊并更換保險FU1—3。 3) 使用萬用表直流電壓檔測KA3繼電器線圈是否有24V直流電,若無電說明DCS急停常閉點未閉合,通知儀表配合檢查。 4) 當故障報警繼電器KA2動作時,故障報警燈會亮同時還有聲音報警,如圖4所示,若是1#、2#過熱溫度控制儀過熱報警,應該停止投用加熱器待溫度下降后再使用,并進一步檢查相關設備。若是調壓模塊內部故障報警,一般為電子元件燒壞所致,應盡快找相同型號的調壓模塊備件更換,以保證生產需要。若是介質測溫裝置故障報警,應該檢查更換現(xiàn)場溫度探頭。 5) 當調壓模塊未接受到4—20mA控制信號時,應使用專用測量4—20mA電流信號的鉗形電流表進行測量,或者在調壓模塊上拆除420或421任何一根線,把萬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線拆除,用搖表測量加熱器內部絕緣電阻是否正常,并用萬用表測量加熱器內部阻值是否平衡。若電阻是平衡得那么就說明加熱器內部沒有斷線。 7) 先要檢查介質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)場溫度顯示裝置由儀表人員維護,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,同樣我們要配合儀表人員檢查。 2.2加熱器工作時不能正常停止加熱 故障原因分析: 1) 調壓模塊內的可控硅被擊穿直接導通,不受控制信號的控制。 2) DCS給出的控制信號始終為最大信號,控制信號不能調節(jié)。 3)主回路接觸器KM1主觸頭粘死。 4) 1#、2#過熱溫度控制儀內部故障沒有發(fā)出過熱報警。 5) 介質溫度傳感器壞,檢測不到介質溫度。從而介質變送器送至DCS的信號就是最小信號,那么DCS則會發(fā)出最大信號讓加熱器繼續(xù)加熱。 6) 設定的加熱溫度太高。 故障處理方法 1) 停電檢測可控硅的好壞并更換。 2)當DCS始終給出最大控制信號時,調壓模塊里得可控硅始終處于導通狀態(tài),加熱器就以最大功率進行加熱,不能隨著溫度變化來改變輸出功率,應該通知儀表人員檢查DCS的信號系統(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) 通知工藝將溫度設定在正確范圍。
2.3系統(tǒng)報警 1) 溫度過高:介質溫度超過350℃,加熱器溫度超過500℃,系統(tǒng)出現(xiàn)報警,可降低溫度或檢查控制系統(tǒng)是否故障。 2) 溫度正常時報警為模塊故障,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的設備,在處理故障的時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進行處理。 2.4電加熱器的維護和保養(yǎng) 1) 防爆場所,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) 當流量不正;驘o流量時,嚴禁開啟電加熱器,以免燒壞電加熱器。 3) 定期檢查電熱偶動作可靠性和靈敏性。 4) 定期檢查電加熱器內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、變色。 7) 電加熱器上內外接地都必須可靠接地。 8) 定期清理排放口內的殘留雜物。 在化工廠有很多不同型號、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E001電加熱器的結構、工作原理的學習,對此電加熱器有了更深的了解,總結了一些故障發(fā)生的原因,并進行了分析,針對不同情況的故障總結了不同的處理方法。有學習有實踐才能有經(jīng)驗,有經(jīng)驗才能得心應手的處理各種故障。
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