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电加热器在化工厂应用中的故障分析

发布时间:2014.02.27 新闻来源:镇江市清安电器有限公司 浏览次数:

镇江市清安电器有限公司关于电加热器在化工厂应用中的故障分析:

电加热器被广泛使用在石油、化工、电力等各行业管道内各种流体介质的加热、升温、降粘,取代了传统的蒸汽加热、燃油加热、恒功率加热等方法。这种电加热器在化工厂被广泛使用。它是采用合金作为发热元件,其自身阻值的热应变特性能自动调整发热功率,自动跟踪工艺设计温度从而动态调整发热功率,给通过管道的催化剂介质进行加热,来提高催化剂的活性,能生产出更多牌号的产品,提高经济效益。不过这类加热器在使用过程中也会出现不同的故障,所以要想及时的处理故障让其正常的运行,就必须熟练掌握这类电加热器的工作原理。



        1、              电加热器的工作原理



        下面以一个铬系电加热器E001为例,简单介绍一下它的工作原理:



              此电加热器加热功率为50KW,电热元件为三角形接线。在电加热器的出口处设有一温度传感器,测温元件为热电偶,温度范围为0—800度,用于测量介质的温度。工艺调整发热功率主要是通过对调压模块中,双向可控硅的导通角的控制来实现调压模块输出电压的大小从而改变了加热器的功率(如图1)。工艺需要启动加热器时,先送上电源开关QF1、QF2、QF3,并保证DCS急停点是闭合状态(如图2)所示,在没有任何的故障报警的前提下,按下启动按钮SB1,KM1接触器吸合,调压模块的上端带电。介质温度检测装置(ST1-1)检测到介质温度,由介质温度变送器(WBS)将温度信号转变为4—20mA的电流信号送至DCS(如图3),与工艺设定的基本加热温度信号相比较后,将控制信号送到调压模块的电脑智能控制器上(C1、C2),控制双向可控硅导通角,来调节模块得输出电压从而改变EH1加热器得功率,达到控制介质温度的目的。


  


图1 电加热器原理图

  


  


图2  DCS常闭触点


  


图3  4-20mA信号给定



              当达到设定的温度后,加热器就会进入恒温状态。在加热的过程当中过热温度控制仪KTM1和KTM2会通过ST2和ST3电热元件检测到加热器内部的温度,并将4—20mA的内部温度信号通过521、522和531、532这两对节点送到DCS控制系统。KTM3则是用来对介质温度的测量和显示,给WBS信号装置提供电源。同时将测量的介质温度信号送至DCS,DCS系统对介质温度和热元件温度进行比较计算后自动给调压模块发出控制信号,控制加热器的输出功率。



         



        1、              故障分析及处理方法



              电加热器在运行过程中出现故障时,要以最快的速度对其故障进行检查、分析和处理,否则就会影响到介质温度和催化剂活性,影响聚合产品质量。下面我将一些常见的故障和处理方法简单介绍一下。



                    2.1 送电后加热器不能加热



        故障原因分析:



        1)        主回路没有电。



        2)        调压模块内部保险烧坏。



        3)        DCS急停常闭点打开,KA3未得电。

  



        4)        故障报警继电器KA2动作。



        5)        DCS 4—20mA控制信号未送到调压模块。



        6)        加热器内部有断线。



        7)        WBS介质变送器损坏,不能送出介质温度信号。



        8)        现场温度显示有问题。



        9)        温度传感器损坏。



        故障处理方法:



        1)        使用万用表测量主回路电源是否正常,检查上级电源是否送出。



        2)        打开调压模块检查模块电路板是否正常,更换调压模块并更换保险FU1—3。



        3)        使用万用表直流电压档测KA3继电器线圈是否有24V直流电,若无电说明DCS急停常闭点未闭合,通知仪表配合检查。



        4)        当故障报警继电器KA2动作时,故障报警灯会亮同时还有声音报警,如图4所示,若是1#、2#过热温度控制仪过热报警,应该停止投用加热器待温度下降后再使用,并进一步检查相关设备。若是调压模块内部故障报警,一般为电子元件烧坏所致,应尽快找相同型号的调压模块备件更换,以保证生产需要。若是介质测温装置故障报警,应该检查更换现场温度探头。



        5)        当调压模块未接受到4—20mA控制信号时,应使用专用测量4—20mA电流信号的钳形电流表进行测量,或者在调压模块上拆除420或421任何一根线,把万用表打在电流档串接在这两根线之间,看是否有4—20mA电流信号送过来,如果没有则通知仪表人员配合检查。



        6)        在加热器本体将三相电源进线拆除,用摇表测量加热器内部绝缘电阻是否正常,并用万用表测量加热器内部阻值是否平衡。若电阻是平衡得那么就说明加热器内部没有断线。



        7)        先要检查介质变送器是否有工作电源,它的工作电源是由KTM3提供的24V直流电,其次检查变送器本身的好坏。

  



        8)        现场温度显示装置由仪表人员维护,我们可以配合仪表人员检查。



        9)        温度传感器也是由仪表维护,同样我们要配合仪表人员检查。



                    2.2 加热器工作时不能正常停止加热



        故障原因分析:



        1)        调压模块内的可控硅被击穿直接导通,不受控制信号的控制。



        2)        DCS给出的控制信号始终为最大信号,控制信号不能调节。



        3)        主回路接触器KM1主触头粘死。



        4)        1#、2#过热温度控制仪内部故障没有发出过热报警。



        5)        介质温度传感器坏,检测不到介质温度。从而介质变送器送至DCS的信号就是最小信号,那么DCS则会发出最大信号让加热器继续加热。



        6)        设定的加热温度太高。



        故障处理方法



        1)        停电检测可控硅的好坏并更换。



        2)        当DCS始终给出最大控制信号时,调压模块里得可控硅始终处于导通状态,加热器就以最大功率进行加热,不能随着温度变化来改变输出功率,应该通知仪表人员检查DCS的信号系统。



        3)        接触器主触头粘死要通知工艺把加热器的功率调到最低,然后断开主路空开QF1,更换新的主路接触器。



        4)        通知工艺让仪表人员检查过热温度控制仪,电气人员配合。



        5)        通知工艺让仪表检查传感器。



        6)        通知工艺将温度设定在正确范围。


  



                    2.3系统报警

  

 



        1)        温度过高:介质温度超过350℃,加热器温度超过500℃,系统出现报警,可降低温度或检查控制系统是否故障。



        2)        温度正常时报警为模块故障,可断电3分钟送电即可解决。



              由于电加热器是由我们电气和仪表共同维护的设备,在处理故障的时候首先要判断是电气原因,还是仪表原因。正确的判断可以减少不必要的麻烦,并能快速的查清故障点进行处理。



        1、              电加热器的维护和保养



        1)        防爆场所,电加热器必须在断电后方能开启电加热器的接线盒,温度传感器的接线盒。



        2)        当流量不正常或无流量时,严禁开启电加热器,以免烧坏电加热器。



        3)        定期检查电热偶动作可靠性和灵敏性。



        4)        定期检查电加热器内加热元件的绝缘电阻。



        5)        定期检查接地电阻值。



        6)        定期检查电加热器各接线端子,触头有无松动、变色。



        7)        电加热器上内外接地都必须可靠接地。



        8)        定期清理排放口内的残留杂物。



        2、              结束语



              在化工厂有很多不同型号、不同功率的电加热器,但它们的工作原理都基本相同。通过对E001电加热器的结构、工作原理的学习,对此电加热器有了更深的了解,总结了一些故障发生的原因,并进行了分析,针对不同情况的故障总结了不同的处理方法。有学习有实践才能有经验,有经验才能得心应手的处理各种故障。

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