加热炉炉壁温度测量热电偶的故障现象及处理过程

1、加热炉介绍

在冶金行业中，加热炉是指把金属加热到轧制要求温度下的工业燃烧炉，包括连续加热炉和室式加热炉等形式。而加热炉在燃烧过程中，随着使用年限的增加，部分炉体可能会被烧穿，从而造成安全事故。而在加热炉的炉壁中，根据最热点排布情况安装热电偶，进行温度测量，从材料学和热传导等知识，从测量到的温度可以推测炉壁的好坏。当热电偶测量温度超过警戒线时，必须立即进行停炉检查。当热电偶测量到的温度急剧上升等特殊情况时，必须将加热炉立即停止工作，查看是否出现险情。所以，热电偶的测量温度对加热炉安全生产至关重要。但当热电偶出现问题，测量温度与实际温度不符，会出现警告报错，这样会影响企业的正常生产。

2、故障现象

现场安装的加热炉炉壁温度测量热电偶，为K型热电偶。有一只编号为02的热电偶，在测量过程中，突然出现测量温度急剧升高的现象，最后温度定格在满量程。经过检修人员现场查看，加热炉炉壁并未出现烧穿炉壁等现场，没有出现安全事故，并且热电偶为正常工作状态，连接热电偶的温度检测仪表也为正常状态。第一次出现上述现象，旧热电偶经过断电重新安装，检测的温度为正常值，但是过了一段时间该 02 号热电偶又经常出现上述现象，并且经过断电热电偶，重新安装后再无法恢复正常检测状态。现场也试图更换了新热电偶，新检测仪器后，上位机显示测量温度仍为系统最高值，弹出紧急处理对话框。这个明显于加热炉实际工况不符。

3、处理过程

(1)在加热炉现场测量热电偶探头的毫伏电压，根据理论公式换算炉壁的理论温度与红外测温枪测量的炉壁的实际温度基本一致，从而判断热电偶为正常并未损坏。

(2)在机柜间接线端子处，断开上位机现场来源信号，测量毫伏电压换算成理论温度值与炉壁实际温度一致，从而判断从现场到机柜间电缆回路正常无故障。

(3)判断DCS系统信号通道是否存在问题，在机柜间接线端子排处，断开热电偶段连接，将信号发生器连接到DCS信号端子上，用信号发生器模拟出热电偶信号，DCS显示的温度与信号发生器给的温度基本一致，判断DCS系统通道正常。

(4)加热炉温度检测的关键节点和通路检查都属于正常范围，但上位机显示温度却出现了慢慢显示为最大值现象，据此怀疑可能是电磁有干扰造成。

(5)重新恢复回路后查看，发现温度恢复正常，使用一段时间后，重复出现上述故障，重新进行测量排查，现场测量热电偶正常，测量热电偶没有接地现象，对地测量电压也为0。在机柜间端子排处测量发现，热电偶线路毫伏电压正常，但是对地测量时有阻值，且该阻值一直在几十欧姆上下波动变化，测量对地的电压信号也有相对稳定的毫伏电压，判断确定问题是由于该干扰电压产生。

对该干扰电压进行检查，拆开机柜间电缆屏蔽层接线发现几乎无变化，判断不是由于机柜间屏蔽层引起。排查现场回路，现场仪表表头接线正常，无裸露接地，屏蔽层也包裹完好。顺着电缆继续查找干扰源，理线查找中发现该表在进加热炉区域前经过一中间接线箱，打开中间接线箱查看，发现该接线箱内电缆多数屏蔽层都有腐蚀现象，而检查的该表电缆屏蔽层腐蚀最为严重，已出现断裂虚接，重新剥线并处理该处屏蔽层接线后，温度恢复正常，且之后未出现相同故障现象。

4、处理结果

将中间接线箱处的分屏蔽层以及总屏蔽层电缆重新剥开，并对其进行烘干处理，然后将屏蔽层进行绝缘处理，对电缆进行重新接线，上电后上位机显示恢复正常。经过一段时间的正常使用，并且定期检查该仪表中间接线箱，再没有发现屏蔽层出现新的腐蚀现象出现，而且02号热电偶一直运行稳定正常。判断故障处理成功。