棒磨機溫度測點異常問題分析及處理

焦寶林

摘 ?要：煤制甲醇裝置制漿系統棒磨機的測溫點較多，受現場震動、電磁干擾等因素影響，經常出現測溫點顯示故障，導致棒磨機非正常停車，給工藝生產帶來較多困擾。為消除這一隱患給安全運行帶來的影響，通過對溫度測點安裝方式、信號線傳輸通道及測量回路接地等一一分析，發現現場周圍干擾信號過大、測量接線不規范、測量回路抗干擾模塊缺失是引起溫度顯示異常的真正原因，并根據不同隱患情況提出解決問題的方法予以處理。該方法對化工裝置中同類型磨機測溫異常的故障處理具有借鑒意義。

關鍵詞：棒磨機; ?甲醇裝置; ?數顯表;溫度變送器;

引言

在化工裝置磨煤機溫度控制系統中，一般的數據采集系統都采用了現場溫度數顯表和繼電器組合形式，但由于磨機控制機柜安裝在磨機附近，所受的干擾越來越多，如地面震動大，現場環境粉塵多，周圍大功率電機多，所受地磁干擾頻繁，都可能使磨機溫度檢測系統出現顯示異常。特別是在對磨機溫度運行趨勢進行檢查參考時，數顯表由于沒有歷史溫度數據記錄與顯示功能，所以當磨機出現測溫異常的情況，如何迅速研究磨機運行溫度變化，發現磨機溫度異常原因，做出果斷處理措施，意義重大，研究分析溫度穩定精確測量，對于實現工藝目的具有重要作用。

1 ? 棒磨機溫度異常現象概述

某公司水煤漿制甲醇采用棒磨機為江陰市亞特機械制造有限公司生產的水煤漿專用棒磨機，原始設計測溫系統采用PT100端面熱電阻+數顯表+繼電器控制系統。該公司自投運以來，三臺棒磨機進料端、出料端、小齒輪前后軸、電機前后軸的溫度控制系統一直存在以下異常的問題。

①當進料端溫度恒定情況下，進料端兩個測溫點溫度顯示值在45攝氏度左右，數值波動不大，工作正常，但是當現場有環境較差時候，該處測溫點波動頻繁，幅值50℃左右。

②電機定子溫度、電機前后軸溫度有時會出現同一時間段，頻繁波動，有的溫度瞬間波動超出跳車值，瞬間又回落到正常值。

③現場機柜密封性差，溫度數顯表故障頻發，生產現場為粉塵環境，磨機工作時地面震動大，機柜內接線端腐蝕嚴重，接線易松動。

④數顯表顯示器內LED數字顯示故障多，維修不方便，備件更換頻繁，供貨困難。

⑤棒磨機9個溫度測點的故障信號并聯在一起，同時控制繼電器動作，磨機任一溫度瞬間波動引起的跳車，工作人員無法檢查，判斷具體時間哪一個溫度異常造成的故障跳車。

2 溫度異常原因分析及處理

2.1溫度異常原因分析

針對上述異常現象特點，我們從干擾信號頻率和幅值、通道測量準確性和抗干擾能力、測量回路的抗干擾措施等方面來進行分析和研究。

2.1.1 熱電阻完好溫度顯示波動原因分析

首先在磨機進料端溫度接線處用標準電阻儀發送PT100電阻信號，校準測量結果和溫度數值顯示正常，說明測量回路正常。用萬用表檢查PT100熱電阻值正常，判斷溫度信號波動的原因在于接線端松動所致。由于原始設計時所用熱電阻為端面熱電阻，引出線接線處未加裝接線盒，長時間運行后，熱電阻引出線和延伸電纜接線處粘接磨機潤滑油，絕緣膠帶松動，導致接線端松動，信號變差，引發磨機跳車。

2.1.2 ?小齒輪前后軸溫度波動原因分析。磨機小齒輪前后軸各安裝一熱電阻測量溫度，用來檢測磨機小齒輪實際溫度運行情況，由于磨機小齒輪位置緊靠磨機滾筒，磨機運轉過程中產生的大量粉塵堆積在溫度探頭附近，工人清理積灰過程中，容易割斷溫度連接線，極易導致溫度值波動，造成磨機跳車。

2.1.3 控制系統通道故障。公司磨機溫度系統使用的是數顯表+繼電器+控制開關進行控制，該控制系統在磨機溫度系統控制方面屬于傳統控制方式，系統可靠性無絕對保障，系統通道故障率都很低，同時無通道故障自檢測功能。

2.1.4數顯表故障。磨機個測點溫度通過熱電阻測量后以阻值的信號由電纜傳輸至溫溫度數顯表，經過數顯表轉換為4—20mA信號傳輸至控制繼電器通道中。所以溫度數顯表是一個很重要的轉換元件，同時經過歷次故障原因分析，因其故障造成溫度故障的占比高達30%以上。

2.1.5中間接線問題

通過溫度檢測回路示意圖可以看出，溫度測量回路中中間接點較多，主要有熱電阻外接引線至中間接線箱接點、線纜出中間接線箱接點、溫度數顯表的進、出接點及供電接點。同時可能出現線路損壞包括熱電阻外接引線、延伸線路、220V供電線路的短路或接地及短路，以及線路屏蔽遭到破壞以至于屏蔽失效或引入更大的干擾等。

3確定主要故障因素。

按照引起機組溫度異常的各種原因分類，我們對公司磨機2018—2019年機組溫度異常情況統計數據進行分析。探頭故障3次，線路故障18次，數顯表故障13次，控制通道故障0次，實際波動造成跳車5次。

4.制定對策

針對分析出引起磨機溫度頻繁波動故障的要因，主要從以下思路入手來制定對策：

通過提高設備設施的可靠性穩定性來減少故障;通過減少故障點來保障運行穩定;通過優化系統程序，提高程序對溫度跳變的辨識，提高磨機運行穩定性。采用更為可靠的溫度變送器，經過調查研究以及多年來公司對于各類溫度變送器的使用情況綜合分析，最終制定應對策略。

4.1將原使用的DY2000型溫度數顯表更換為可靠性更高、使用壽命更長的西門子溫度變送器，提高變送器的可靠性與穩定性。

4.2將原先需要單獨供220V電源的四線制溫度變送器更換為直接由FTA板有源回路供電兩線制變送器，減少因供電電源及供電線路故障而引起溫度故障。

4.3修改溫度變送器內部組態，由向上掃描改為向下掃描，消除因輸入線路故障、探頭故障、屏蔽失效干擾等引起溫度跳變而導致磨機誤停產的風險。

4.3將熱電阻的外接引線從磨機引出端至接線箱及接線箱至電纜橋架中間部分使用穿線硬管進行保護處理。將接線箱內接線端子更換為更為可靠耐用的接線端子;同時使用耐高溫電纜替換原先的普通電纜，確保電纜的可靠性。

4.4優化控制系統的程序組態，通過程序內部檢測磨機溫度出現異常跳變時將其跳變值進行屏蔽，不參與磨機跳機聯鎖，消除因輸入線路故障、通道故障等引起溫度跳變而導致磨機誤停產的風險。

對策實施

4.5、對磨機溫度控制系統進行優化，通過優化邏輯組態，增加對輸入溫度值的判斷，對溫度出現的跳變情況進行有效過濾。

4.6溫度變送器由溫度數顯表改為西門子變送器，由四線制溫度數顯表改為由卡件直接供電的兩線制溫度變送器，減少了因供電電源及供電線路故障增加的故障，修改溫度變送器內部組態，消除因溫度突變輸入線路故障引起的機組誤動作。

5.改造后效果

對公司磨機各溫度點回路改造后，對溫度點運行情況進行了統計。

在觀察運行的五個月里故障次數只有一次，故障率大大降低！根據概率計算可以得出，預計全年故障次數為3次，本改造實現了年故障次數為小于4次的目標，充分證明本改造活動進行的非常成功。

參考文獻

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