4.1 温度传感器与取源部件的安装
4.1.1 温度取源部件的安装位置
温度取源部件的安装应按设计或制造厂的规定进行,若无规定,应尽量选在被测介质温度变化灵敏和便于支撑、维修的地方,不宜选在阀门等阻力部件的附近或介质流束成死角处,以及振动较大的地方。热电偶取源部件的安装位置,应注意周围强磁场的影响。
温度取源部件在工艺管道上的安装,应符合下列规定。
(1)与管道相互垂直安装时,取源部件轴线应与管道轴线垂直相交。
(2)在管道的拐弯处安装时,宜逆着物料流向,取源部件轴线应与工艺管道轴线相重合。
(3)与管道呈倾斜角度安装时,宜逆着物料流向,取源部件轴线应与管道轴线相交。
设计文件规定传感器及取源部件需要安装在扩大管上时,异形管的安装方式应符合设计文件规定。同时注意,取源部件安装在高压管道上时,取源测点之间及与焊缝间的距离,不得小于管子的外径;在同一地点的温度测孔中,用于自动控制系统的测孔应开凿在前面;测量、保护与自动控制用仪表的测点一般不合用一个测孔。
4.1.2 测温组件的安装
1.测温组件在管道、设备上的安装种类
一般在管道、设备上安装的测温组件有如下几种:
(1)工业内标式玻璃液体温度计;
(2)工业用棒式玻璃液体温度计;
(3)压力式温度计(温包);
(4)热电偶及热电阻;
(5)铠装热电偶;
(6)双金属温度计;
(7)耐磨热电偶;
(8)表面热电偶。
2.测温组件的安装方式
测温组件的安装方式按固定形式不同分为四种,即法兰固定安装,螺纹连接头固定安装,法兰与螺纹连接头共同固定安装以及简单保护套插入安装。
(1)法兰固定安装。法兰固定安装适用于在设备上,以及高温、腐蚀性介质的中低压管道上安装测温组件,因此具有适应性广、利于防腐蚀、维护方便等优点。
法兰固定安装方式中的法兰有四种,即平焊钢法兰、对焊钢法兰、平焊松套钢法兰和卷边松套钢法兰,具体标准可参见相关标准。
(2)螺纹连接头固定安装。螺纹连接头固定安装适于在无腐蚀性介质的管道上安装测温组件,具有体积小、安装较为紧凑的优点。高压(PN 22MPa、32MPa)管道上安装温度计采用焊接式温度计套管,属于螺纹连接固定方式,有固定套管和可换套管两种形式,前者用于一般的介质,后者用于因易腐蚀、易磨损而需要更换的场合。
螺纹连接固定中常用的螺纹有四种,公制的有M33×2和M27×2,英制的有3/4英寸和1/2英寸。
热电偶多采用M33×2和螺纹固定,也有采用3/4英寸螺纹的。热电阻多采用英制管螺纹固定,其中以3/4英寸最为常用。双金属温度计的固定螺纹是M27×2。
值得注意的是,3/4英寸与M27×2外径很接近,容易弄混,安装时要小心辨认,否则焊错了测量组件的凸台,将无法安装。
(3)法兰与螺纹连接头共同固定安装。当配有附加保护套时,法兰与螺纹连接头共同固定安装适用于工业内标式玻璃温度计、热电偶、热电阻在腐蚀性介质的管道、设备上的安装。
(4)简单保护套插入安装。简单保护套插入安装有固定套管和卡套式可换套管(插入深度可调)两种,适用于棒式玻璃温度计在低压管道中进行临时检测时的安装。
测温组件一般安装在碳钢、耐酸钢、有色金属、衬里活土层的管道及设备上,有的安装在铸铁、玻璃钢、陶瓷、搪瓷等管道及设备上,其安装方式基本与在衬里管道及设备上的安装方式相同,仅取源部件不同,因此安装方式可以参考在设备上的安装方式。
3.安装温度计采用保护套管及扩大管
在下列情况下安装温度计时可以采用扩大管。
(1)各类玻璃体温度计在DN<50mm的管道上安装。
(2)热电偶、热电阻、双金属温度计在DN<80mm的管道上安装。
测量组件在管道上插入深度和附加保护套长度,如表4.1和表4.2所示。
表4.1 测温组件在管道上插入深度和附加保护套长度(一) (mm)
表4.2 测温组件在管道上插入深度和附加保护套长度(二) (mm)
4.常用温度测量组件安装图
常用温度测量组件的安装如图4.l~图4.7所示。
图4.1 工业棒式玻璃液体温度计在钢管道上垂直安装图
图4.2 双金属温度计安装图
图4.3 热电偶、热电阻在钢管道上垂直安装图
图4.4 热电偶、热电阻在钢管道上安装图
图4.5 热电偶、热电阻在钢管道上斜45°安装图
图4.6 用凹凸法兰带固定接头的热电阻
图4.7 耐磨热电偶安装图
4.1.3 测温组件安装注意事项
在正确选择测温组件及仪表之后,还必须注意正确安装,否则,测量精度仍得不到保证。下面介绍安装注意事项。
(1)测温组件要与二次表配套使用。热电偶、热电阻要配相应的二次表或变送器,特别要注意分度号。
(2)热电偶必须配用相应分度号的补偿导线,热电阻要采用三线制接法。
(3)电缆或补偿导线通过金属挠性管与热电偶或热电阻连接,注意接线盒的防爆形式。
(4)在测量管道中介质的温度时,应保证测温组件与流体充分接触,以减少测量误差。因此,要求安装时测温组件应迎着被测介质流向插入(斜插),至少应与被测介质流向正交,切勿与被测介质形成顺流,如图4.8所示。
图4.8 测温元件安装示意图
(5)测温组件的感温点应处于管道中流速最大处。一般来说,热电偶、铂电阻、铜电阻保护套管的末端应分别越过流束中心线5~10mm、50~70mm、25~30mm。
(6)应尽量避免测温组件外露部分的热损失而引起的测量误差。因此,一要保证有足够的插入深度(斜插或在弯头处安装),二要对测温组件外露部分进行保温。
(7)若工艺管道过小,安装测温组件处可接装扩大管。
(8)用热电偶测量炉温时,应避免测温组件与火焰直接接触,也不宜距离太近或装在炉门旁边。接线盒不应碰到炉壁,以免热电偶冷端温度过高。
(9)使用热电偶、热电阻测温时,应防止干扰信号的引入,同时应使接线盒的出线孔向下方,以防止水汽、灰尘等进入而影响测量。
(10)测温组件安装在负压管道或设备中时,必须保证安装孔的密封,以免冷空气被吸入后而降低测量指示值。
(11)凡安装承受压力的测温组件时,都必须保证密封。当工作介质压力超过0.1MPa时,还必须另外加装保护套管。此时,为减少测温的滞后,可在套管之间加装传热良好的填充物。当温度低于150℃时可充入变压器油,当温度高于150℃时可充填铜屑或石英砂,以保证传热良好。
4.1.4 测温仪表分类
测温仪表的种类及优缺点如表4.3所示。
表4.3 测温仪表种类及优缺点
4.1.5 连接导线与补偿导线安装注意事项
连接导线与补偿导线的安装,应符合下述要求。
(1)线路电阻要符合仪表本身的要求,补偿导线的种类及正、负极不要接错。
(2)连接导线与补偿导线必须预防机械损伤,应尽量避免高温、潮湿、腐蚀性及爆炸性气体与灰尘的作用,禁止敷设在炉壁、烟囱及热管道上。
(3)为保护连接导线与补偿导线不受外来的机械损伤,并削弱外界电磁场对电子式显示仪表的干扰,导线应加屏蔽,即把连接导线或补偿导线穿入钢管内,钢管还需在一处接地。钢管的敷设应保证便于施工、维护和检修。
(4)管径应根据管内导线(包括绝缘层)的总截面积决定,总截面积不超过管子截面积的2/3。管子之间宜用丝扣连接,禁止使用焊接。管内杂物应清除干净,管口应无毛刺。
(5)导线、电缆等在穿管前应检查其有无断头和绝缘性能是否达到要求,管内导线不得有接头,否则应加装接线盒。补偿导线不应有中间接头。
(6)导线附近应尽量避免交流动力电线。
(7)补偿导线最好与其他导线分开敷设。
(8)应根据管内导线芯数及其重要性,留有适当数量的备用线。
(9)穿管时同一管内的导线必须一次穿入,同时导线不得有曲折、迂回等情况,也不宜拉得过紧。
(10)导线应有良好的绝缘,禁止与交流输电线合用一根穿线管。
(11)配管及穿管工作结束后,必须进行校对与绝缘试验。在进行绝缘试验时,导线必须与仪表断开。