吴晖
（湛江电力有限公司 广东湛江 524099）
摘要：在火力发电厂热力生产过程中，温度是测量和控制生产工况的重要参数，在温度测量中，通过热电偶能将温度信号转换成为电势信号，并与显示仪表配合使用，可以实现远距离测量、自动记录、控制等，其应用极为广泛。在这里本文阐述一下热电偶的测温工作原理、及以热电偶在平时使用中的安装要求及常见故障处理方法，以期为热电偶的后期维修、使用当中提供一些参考。
关键词：热电偶；常见问题；解决方法
一、热电偶的工作原理
热电偶就是将两种不同导体与半导体的两端焊接组成闭合回路，焊接的一端称工作端（测量端），未焊接的一端称自由端（参考端）。当两端的两个接合点温度不同时，在回路中将就会产生电动势，这时就会出现这种热电效应现象，自由端的温度如果恒定不变，则这种热电势的方向和大小就来源于这两种不同成份导体材料的特性及以测量端温度息息相关，从而两端便产生一个相应的电位差即是温差电势。而且温度和热电势之间有着固定的函数关系，正因利用这种函数关系，就能测量出热电势的大小，便可达到测量温度的目的。
二、热电偶的使用及安装方法
热电偶感温元件在测量温度使用当中热端必须要与所要被测的介质有着直接接触，二者之间通过感温元件并与所要被测的介质之间进行热交换，也是将被测介质的热量传递给感温元件，当感温元件受热传递后到达到热平衡时的温度，这时就是被测介质的温度。当热交换处于最理想状态时，便是感温元件能够准确无误地反映测量温度准确度精度的关键。而热交换的最佳状态也是取决于感温元件的正确安装方法及位置，所以热电偶感温元件的安装是否正确，这对于测量量温的准确性和可靠性都有着极其重要的意义，下文将阐述热电偶感温元件的安装要求。
（1）在工艺管道上需要布置安装热电偶测温感温元件，要尽考虑到让热电偶的测量端位置固定深贴在管道流速最大的中心线上，由于热电偶感温元件有保护管，可以将感温元件保护管的顶端应超过中心线5－10mm，这样便能使热电偶热端位置正处中心线上，更能提高热电偶感温元件测温准确度。
（2）热电偶感温元件的热端测温位置及方向应与被测介质流向相逆或者相垂直，不要与被测介质流向相同方向。
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（3）热电偶感温元件的安装地点在符合工艺工况情况下尽要选择在便于维护、施工方便，并不受外界因素影响的位置。
（4）热电偶热端与被测介质越近，所测量的误差就越小，为了确保热电偶感温元件测温准确度，应争取热电偶有较大的插入深度，例如热电偶感温元件在管道上安装时，为了取得较大的插入深度，可以采用斜插。
（5）热电偶感温元件装在流速很高和具有固体颗粒的介质中时，尽量避免感温元件长时间受到冲刷而损坏，并可加装保护板保护感温元件受到的冲刷。
（6）在负压工艺管道上需要布置安装热电偶测温感温元件，其在安装处的密封一定要考虑，确保无漏。
（7）热电偶感温元件接线盒的盖子方向尽量朝向上避免漏水。
（8）测量元件露在设备外的部分要尽量短，是为了防止热量损失减少测量误差，而且要求在露出部分加保温层。
（9）感温元件在高温高压工艺管道上安装时，要在管道上加装固定插座，固定插座的材料材质要和工艺管道上的材料材质相同，这样便于符合焊接工艺要求。对于固定插座材料，一般在400℃以下采用碳钢，510℃以下采用铬钢，535℃以下采用铬钼钒钢。固定插座在管道上焊好后，要按照焊接工艺要求进行退火处理，然后进行保温。
三、热电偶测温元件的故障原因及处理方法
（一）热电势比实际值小的故障问题
主要原因：（1）回路中出现短路。（2）热电偶接线盒内各接线柱之间存在着短路。（3）补偿导线外绝缘保护层绝缘不格，并有外皮损坏造成短路。（4）热电偶材质与所用的补偿导线材质有不匹配。（5）热偶极性与所用的补偿导线相互接错。（6）选择安装的测温位置不对和热电偶感温元件植入深度位置不够。（7）热电偶感温元件冷端温度过高保存在。
解决方法：（1）检查回路中短路段出现在那里，查明原因是由于潮湿引起的，可吹干；若是由于绝缘不合格，并应予以重新更换。（2）打开接线盒，检查各接线柱之间短路情况，接线板要刷干净积垢（3）检查线路中短路处，重新绝缘或更换新的补偿导线。（4）更换成可以匹配相同的补偿导线。（5）检查各补偿导线的接线位置，重新正确换接。（6）改变安装测温位置和感温元件插入深度。（7）检查移开热电偶冷端区的热传递介质，并更换热电偶的连接导线为补偿导线。
（二）热电势比实际大的故障问题
主要原因：（1）热电偶感温元件自由端温度过高。（2）所安装热电偶感温元件的测温位置不理想和热电偶感温元件插进深度不够。（3）所使用的热电偶电极质量差。（4）外界有较强干扰信号进入。（5）所用热电偶与使用的补偿导线有不匹配。
解决方法：（1）进行修改纠正或重新调整自由端的温度。（2）改变安装测温位置和感温元件插入深度。（3）更换新的热电偶感温元件。（4）检查排除外界干扰源，并予以消除。（5）更换成同类型匹配的补偿导线。
（三）测量显示仪表值波动不稳定状态的故障问题
主要原因：（1）补偿导线在使用中有断断续续短路或接地的现象。（2）使用热电偶感温元件有断断续续短路或接地的现象。（3）使用中热电极焊接端已断或似断非断的状态。（4）使用中热电偶发生受外力跳跃或安装不牢固现象。（5）热电极在接线柱处有严重锈蚀及积灰导致接触不良。
解决方法：（1）找出补偿导线短路位置并处理好，确保导线绝缘能合格使用。（2）找出热电偶热电极接地的具体位置并消除故障。（3）检查热电偶电极判断其损伤程度，重新更换新热电偶电极。（4）在符合工况工艺情况下，选择有牢固的位置重新安装。（5）清除接线柱处生锈及积灰并重新接好。
（四）热电偶电势误差大的故障问题
主要原因：（1）各接线柱及接线端子松动。（2）热电偶的安装工艺方法与安装测温位置不对（3）所使用的热电偶保护套管的表面上积垢过厚过多。（4）测量回路短路。（5）热电偶回路断线。（6）热电极质量差。
解决方法：（1）接线柱重拧紧。（2）要工艺要求改变安装方法与装安位置。（3）清除干净所使用热电偶保护套管的表面上的积垢。（4）找出测量线路中短路故障原因并重新做好绝缘。（5）找出热电偶回路断线故障点处，并处理好重新正确连接。（6）评估热电偶使用状况，及重新更换热电偶。
四、结束语
本文通过热电偶的工作原理及结合平时实际使用情况，浅析了热电偶感温元件在使用过程中的安装要求以及常见的故障处理方法，以期能在热电偶温度测量当中获得更准确的测量数据，从而为火力发电厂热力生产给予一些便利。
参考文献：
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[3]于东国 等. 热工仪表与控制装置部分 [M]. 北京：中国电力出版社，2008：4-5.
论文作者:吴晖
论文发表刊物:《河南电力》2018年20期
论文发表时间:2019/4/30
标签：热电偶论文; 元件论文; 测温论文; 感温论文; 测量论文; 导线论文; 电势论文; 《河南电力》2018年20期论文;