前言   

      電加熱器被廣泛使用在石油、化工、電力等各行業(yè)管道內(nèi)各種流體介質(zhì)的加熱、升溫、降粘，取代了傳統(tǒng)的蒸汽加熱、燃油加熱、恒功率加熱等方法。這種電加熱器在化工廠被廣泛使用。它是采用合金作為發(fā)熱元件，其自身阻值的熱應(yīng)變特性能自動調(diào)整發(fā)熱功率，自動跟蹤工藝設(shè)計溫度從而動態(tài)調(diào)整發(fā)熱功率，給通過管道的催化劑介質(zhì)進(jìn)行加熱，來提高催化劑的活性，能生產(chǎn)出更多牌號的產(chǎn)品，提高經(jīng)濟效益。不過這類加熱器在使用過程中也會出現(xiàn)不同的故障，所以要想及時的處理故障讓其正常的運行，就必須熟練掌握這類電加熱器的工作原理。

1、              電加熱器的工作原理

下面以一個鉻系電加熱器E001為例，簡單介紹一下它的工作原理：

      此電加熱器加熱功率為50KW，電熱元件為三角形接線。在電加熱器的出口處設(shè)有一溫度傳感器，測溫元件為熱電偶，溫度范圍為0—800度，用于測量介質(zhì)的溫度。工藝調(diào)整發(fā)熱功率主要是通過對調(diào)壓模塊中，雙向可控硅的導(dǎo)通角的控制來實現(xiàn)調(diào)壓模塊輸出電壓的大小從而改變了加熱器的功率（如圖1）。工藝需要啟動加熱器時，先送上電源開關(guān)QF1、QF2、QF3，并保證DCS急停點是閉合狀態(tài)（如圖2）所示，在沒有任何的故障報警的前提下，按下啟動按鈕SB1，KM1接觸器吸合，調(diào)壓模塊的上端帶電。介質(zhì)溫度檢測裝置（ST1-1）檢測到介質(zhì)溫度，由介質(zhì)溫度變送器（WBS）將溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)?—20mA的電流信號送至DCS（如圖3），與工藝設(shè)定的基本加熱溫度信號相比較后，將控制信號送到調(diào)壓模塊的電腦智能控制器上（C1、C2），控制雙向可控硅導(dǎo)通角，來調(diào)節(jié)模塊得輸出電壓從而改變EH1加熱器得功率，達(dá)到控制介質(zhì)溫度的目的。

圖1 電加熱器原理圖

圖2  DCS常閉觸點

圖3  4-20mA信號給定

      當(dāng)達(dá)到設(shè)定的溫度后，加熱器就會進(jìn)入恒溫狀態(tài)。在加熱的過程當(dāng)中過熱溫度控制儀KTM1和KTM2會通過ST2和ST3電熱元件檢測到加熱器內(nèi)部的溫度，并將4—20mA的內(nèi)部溫度信號通過521、522和531、532這兩對節(jié)點送到DCS控制系統(tǒng)。KTM3則是用來對介質(zhì)溫度的測量和顯示，給WBS信號裝置提供電源。同時將測量的介質(zhì)溫度信號送至DCS，DCS系統(tǒng)對介質(zhì)溫度和熱元件溫度進(jìn)行比較計算后自動給調(diào)壓模塊發(fā)出控制信號，控制加熱器的輸出功率。

1、              故障分析及處理方法

      電加熱器在運行過程中出現(xiàn)故障時，要以最快的速度對其故障進(jìn)行檢查、分析和處理，否則就會影響到介質(zhì)溫度和催化劑活性，影響聚合產(chǎn)品質(zhì)量。下面我將一些常見的故障和處理方法簡單介紹一下。

            2.1 送電后加熱器不能加熱

故障原因分析：

1)        主回路沒有電。

2)        調(diào)壓模塊內(nèi)部保險燒壞。

3)        DCS急停常閉點打開，KA3未得電。

4)        故障報警繼電器KA2動作。

5)        DCS 4—20mA控制信號未送到調(diào)壓模塊。

6)        加熱器內(nèi)部有斷線。

7)        WBS介質(zhì)變送器損壞，不能送出介質(zhì)溫度信號。

8)        現(xiàn)場溫度顯示有問題。

9)        溫度傳感器損壞。

故障處理方法：

1)        使用萬用表測量主回路電源是否正常，檢查上級電源是否送出。

2)        打開調(diào)壓模塊檢查模塊電路板是否正常，更換調(diào)壓模塊并更換保險FU1—3。

3)        使用萬用表直流電壓檔測KA3繼電器線圈是否有24V直流電，若無電說明DCS急停常閉點未閉合，通知儀表配合檢查。

4)        當(dāng)故障報警繼電器KA2動作時，故障報警燈會亮同時還有聲音報警，如圖4所示，若是1#、2#過熱溫度控制儀過熱報警，應(yīng)該停止投用加熱器待溫度下降后再使用，并進(jìn)一步檢查相關(guān)設(shè)備。若是調(diào)壓模塊內(nèi)部故障報警，一般為電子元件燒壞所致，應(yīng)盡快找相同型號的調(diào)壓模塊備件更換，以保證生產(chǎn)需要。若是介質(zhì)測溫裝置故障報警，應(yīng)該檢查更換現(xiàn)場溫度探頭。

5)        當(dāng)調(diào)壓模塊未接受到4—20mA控制信號時，應(yīng)使用專用測量4—20mA電流信號的鉗形電流表進(jìn)行測量，或者在調(diào)壓模塊上拆除420或421任何一根線，把萬用表打在電流檔串接在這兩根線之間，看是否有4—20mA電流信號送過來，如果沒有則通知儀表人員配合檢查。

6)        在加熱器本體將三相電源進(jìn)線拆除，用搖表測量加熱器內(nèi)部絕緣電阻是否正常，并用萬用表測量加熱器內(nèi)部阻值是否平衡。若電阻是平衡得那么就說明加熱器內(nèi)部沒有斷線。

7)        先要檢查介質(zhì)變送器是否有工作電源，它的工作電源是由KTM3提供的24V直流電，其次檢查變送器本身的好壞。

8)        現(xiàn)場溫度顯示裝置由儀表人員維護(hù)，我們可以配合儀表人員檢查。

9)        溫度傳感器也是由儀表維護(hù)，同樣我們要配合儀表人員檢查。

            2.2 加熱器工作時不能正常停止加熱

故障原因分析：

1)        調(diào)壓模塊內(nèi)的可控硅被擊穿直接導(dǎo)通，不受控制信號的控制。

2)        DCS給出的控制信號始終為最大信號，控制信號不能調(diào)節(jié)。

3)        主回路接觸器KM1主觸頭粘死。

4)        1#、2#過熱溫度控制儀內(nèi)部故障沒有發(fā)出過熱報警。

5)        介質(zhì)溫度傳感器壞，檢測不到介質(zhì)溫度。從而介質(zhì)變送器送至DCS的信號就是最小信號，那么DCS則會發(fā)出最大信號讓加熱器繼續(xù)加熱。

6)        設(shè)定的加熱溫度太高。

故障處理方法

1)        停電檢測可控硅的好壞并更換。

2)        當(dāng)DCS始終給出最大控制信號時，調(diào)壓模塊里得可控硅始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，加熱器就以最大功率進(jìn)行加熱，不能隨著溫度變化來改變輸出功率，應(yīng)該通知儀表人員檢查DCS的信號系統(tǒng)。

3)        接觸器主觸頭粘死要通知工藝把加熱器的功率調(diào)到最低，然后斷開主路空開QF1，更換新的主路接觸器。

4)        通知工藝讓儀表人員檢查過熱溫度控制儀，電氣人員配合。

5)        通知工藝讓儀表檢查傳感器。

6)        通知工藝將溫度設(shè)定在正確范圍。

            2.3系統(tǒng)報警

1)        溫度過高：介質(zhì)溫度超過350℃，加熱器溫度超過500℃，系統(tǒng)出現(xiàn)報警，可降低溫度或檢查控制系統(tǒng)是否故障。

2)        溫度正常時報警為模塊故障，可斷電3分鐘送電即可解決。

      由于電加熱器是由我們電氣和儀表共同維護(hù)的設(shè)備，在處理故障的時候首先要判斷是電氣原因，還是儀表原因。正確的判斷可以減少不必要的麻煩，并能快速的查清故障點進(jìn)行處理。

1、              電加熱器的維護(hù)和保養(yǎng)

1)        防爆場所，電加熱器必須在斷電后方能開啟電加熱器的接線盒，溫度傳感器的接線盒。

2)        當(dāng)流量不正?；驘o流量時，嚴(yán)禁開啟電加熱器，以免燒壞電加熱器。

3)        定期檢查電熱偶動作可靠性和靈敏性。

4)        定期檢查電加熱器內(nèi)加熱元件的絕緣電阻。

5)        定期檢查接地電阻值。

6)        定期檢查電加熱器各接線端子，觸頭有無松動、變色。

7)        電加熱器上內(nèi)外接地都必須可靠接地。

8)        定期清理排放口內(nèi)的殘留雜物。

2、              結(jié)束語

      在化工廠有很多不同型號、不同功率的電加熱器，但它們的工作原理都基本相同。通過對E001電加熱器的結(jié)構(gòu)、工作原理的學(xué)習(xí)，對此電加熱器有了更深的了解，總結(jié)了一些故障發(fā)生的原因，并進(jìn)行了分析，針對不同情況的故障總結(jié)了不同的處理方法。有學(xué)習(xí)有實踐才能有經(jīng)驗，有經(jīng)驗才能得心應(yīng)手的處理各種故障。