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热电偶、热电阻温度计插入深度如何选择

发布时间:2019-07-29 阅读次数:0次

温度仪表需要从设计和温度元件两方面考虑插入深度问题。

设计中需要计算的温度元件插深:
热电偶,热电阻及双金属温度计的插入深度按照管道过半+温度直型连接头尺寸。
热电偶,热电阻是外密封,所以是加整个温度直型连接头尺寸(普通60,保温120);双金属温度计是内密封,所以加整个温度直型连接头尺寸(普通80,保温140)减20。

温度元件拿到后怎么量插深:
热电偶,热电阻的插入深度是螺纹也算上。
双金属温度计的插入深度是螺纹低部开始算。
法兰方式的就是法兰后算。  
活动的螺纹或者法兰自己调整。

不同测量介质,温度计的插入深度不同。

为了保证测量精度,要把温度计的敏感段全部插入到被测介质中去。通常温度计所需的浸入长度为:

测量气体时,热电偶应大于95mm,热电阻、双金属温度计应大于115mm。
测量液体时,热电偶、热电阻、双金属温度计都应大于46mm。
温度计总的插入深度为:连接头+管壁厚度+浸入长度。

不同设备,由于安装位置不同,温度计插入深度不同。

在设计中,我们往往采取以管道中心线为准来计算温度计的插入深度,这样计算对于多数应用场合是适用的,但对于大管径、塔设备、炉膛等温度测量,可能就还不一定适用了,一是可能造成浪费,二是无法安装固定。

对于一般塔设备的温度测量,温度计水平安装时,插入深度在300~400mm就行了,对于锅炉炉膛的温度测量,温度计大都是水平安装,除去炉体耐火砖的厚度,热电偶只需插入炉内150mm就行了。

不同管道口径,由于流速不同,温度计插入深度不同。

流体在管道中的流动,由于流速不同,会形成层流和湍流两种状态,流体的流速在管道中心处zui大,近管壁处zui小。当流速较小时,流体分层流动,互不混合,称为层流。逐渐增加流速,流体的流线开始出现波浪状的摆动,摆动的频率及振幅随流速的增加而增加,此种流线称为过渡流;当流速增加到很大时,流线不再清楚可辨,流场中有许多小漩涡,层流被破坏,相邻流层间不但有滑动,还有混合。这时的流体作不规则运动,有垂直于流管轴线方向的分速度产生,这种运动称为湍流。

在湍流状态,温度计只要穿过管壁处很薄的层流层,就可以测量到较均匀的介质温度变化。在层流状态,上游温度的变化首先在管道中心处感测到,然后才逐渐在管壁处感测到,在管道1/4处感测到的温度变化与中心处相比,只是极短的延迟,由于这样的原因,温度计的插入深度是不一定都从管道中心算起的,尤其是对于大口径的管道,否则温度计很长,一是增加投资,二是容易损坏。

温度计的插入深度是从温度计自带的安装螺纹下面计算的,管道上有一个安装螺母座,螺母座高度一般都是40mm,不管管道直径多大,这个不能少。

温度计感温部分长度大约是30mm,这一部分必须要在管道中心线上,所以,假设管道直径500mm,那么温度计的插入深度是:管道半径250+安装螺母座40+探头部分30=320mm。

假如工艺上该管道长期处于满管状态,而且管道直径较大,那么就不必受这一规定约束,插入管道内长度等于或大于保护管直径的10倍即可。

假如有的管道有比较厚的保温层,那么安装螺母座的高度可能会更高。


如果工艺管道口径过小(直径小于80mm)安装温度计时,应制作扩大管,这是小口径管道为了满足测温需要做的变径。

对热电阻的安装,应注意有利于测温准确,安全可考及维修方便,而且不影响设备运行和生产操作,要满足以上要求,在选择对热电阻的安装部位和插入深度时要注意以下几点:

为了使热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换,应合理选择测点位置,尽量避免在阀门,弯头及管道和设备的死角附近装设热电阻;带有保护套管的热电阻有传热和散热损失,为了减少测量误差,热电偶和热电阻应该有足够的插入深度:
(1)对于测量管道中心流体温度的热电阻,一般都应将其测量端插入到管道中心处(垂直安装或倾斜安装),如被测流体的管道直径是200毫米,那热电阻插入深度应选择100毫米;
(2)对于高温高压和高速流体的温度测量(如主蒸汽温度),为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂,可采取保护管浅插方式或采用热套式热电阻,浅插式的热电阻保护套管,其插入主蒸汽管道的深度应不小于75mm;热套式热电阻的标准插入深度为100mm;
(3)假如需要测量是烟道内烟气的温度,尽管烟道直径为4m,热电阻插入深度1 m即可;
(4)当测量原件插入深度超过1m时,应尽可能垂直安装,或加装支撑架和保护套管。

总而言之,温度仪表作为工业四大测量仪表之一,在其本身质量合格的情况下,规范的安装操作也必不可少,想要测量结果尽量,误差能降到zui低,就一定要把握好关于温度计插入深度的问题。


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