термосопротивления siemens

Технические особенности термосопротивлений Siemens

Термосопротивления Siemens для целлюлозно-бумажной промышленности выпускаются с использованием платиновых чувствительных элементов класса точности АА (Pt100) с допуском ±0,1°C при 0°C. Корпуса датчиков изготавливаются из нержавеющей стали 316L с толщиной стенки не менее 2 мм, что обеспечивает устойчивость к агрессивной среде черного щелока и хлорсодержащих отбеливателей. Для бумагоделательных машин предусмотрены модификации с изолированным чувствительным элементом, выдерживающим испытательное напряжение 2500 В переменного тока между цепью и корпусом, что критично при работе в условиях повышенной влажности до 100% и конденсации.

В аппаратах сушки целлюлозы применяются термосопротивления Siemens с диапазоном измерения от -50 до +600°C с быстродействием не более 3 секунд при погружении на 150 мм. Сенсоры используют четырехпроводную схему подключения, компенсирующую сопротивление подводящих проводов длиной до 100 метров, что дает погрешность передачи сигнала не более 0,05%. Головки датчиков имеют степень защиты IP65/IP67, что позволяет устанавливать их в зонах прямого попадания воды и пара при гидроразбивке макулатуры с давлением до 15 бар.

Заводские настройки Siemens предусматривают индивидуальную калибровку каждого термосопротивления с выдачей сертификата с указанием отклонений при температурах +50, +100, +200°C. Корпуса датчиков защищены от вибраций до 10g в диапазоне частот 10-500 Гц, что соответствует условиям работы на сортировках и мельницах для размола волокна. Срок службы данных элементов составляет не менее 50 000 часов непрерывной работы при температурах до 400°C, что подтверждается протоколами испытаний в условиях реальных производств.

Для измерения температуры в вакуумных системах промывки целлюлозы предусмотрены модели с герметичным вводом кабеля через сальниковое уплотнение из витона, выдерживающее вакуум до 0,01 мбар. Чувствительный элемент заключен в керамический чехол с низкой теплопроводностью, исключающий паразитный теплоотвод от точки измерения. Сопротивление изоляции между цепью и корпусом при температуре 500°C составляет не менее 100 МОм, что в два раза превышает отраслевые нормы для целлюлозно-бумажного оборудования.

Области использования в целлюлозно-бумажном производстве

В варочных котлах непрерывного действия для сульфатной варки целлюлозы термосопротивления Siemens устанавливаются непосредственно в зону реакции через защитные гильзы из хастеллоя C-276. Температурные циклы варки от 80 до 175°C с выдержкой до 4 часов требуют датчиков с инерционностью не более 2 секунд для точного поддержания режима делигнификации. На линиях щелочного выщелачивания используются модификации с удлиненным чувствительным элементом до 500 мм для измерения температурного градиента по высоте колонны непрерывного действия.

Популярные артикулы в каталоге

Ниже представлены актуальные позиции из каталога fgrus.ru.

Среди востребованных позиций: 6ZB1703-2AY60-0AY0, 2LC9410-5AL00-0AA0, 5SM1312-6LP и другие.

На этапе отбелки целлюлозы термосопротивления Siemens монтируются в трубопроводах хлора и диоксида хлора при концентрациях до 12 г/л. Корпуса датчиков выполняются из фторопласта или стеклонаполненного полипропилена с толщиной стенки не менее 3 мм, выдерживающих воздействие активного хлора при температурах до 95°C. Унифицированный выходной сигнал 4-20 мА с протоколом HART позволяет подключать термосопротивления к существующим системам управления Siemens, что сокращает время интеграции на пуско-наладочных работах до 30%.

В бумагоделательных машинах датчики устанавливаются на сушильных цилиндрах с рабочей температурой до 120°C и в зонах прессовой части с давлением до 120 кН/м. Термосопротивления Siemens монтируются непосредственно в подшипниковые узлы при помощи резьбовых втулок M12x1.5 для контроля температуры смазки, что позволяет предотвращать перегрев опор при скоростях полотна до 2000 м/мин. Сочетание двух измерительных каналов в одном корпусе обеспечивает дублирование сигнала для блокировки аварийной остановки при превышении порога в 85°C.

Регенерация отработанного пара в теплообменниках утилизационных установок использует термосопротивления Siemens с диапазоном до 450°C для контроля температуры пара на входе и выходе. Датчики работают в циклическом режиме с перепадами температур до 200°C за 10 минут, выдерживая до 100 000 циклов без смещения калибровки. Промывка оборудования на месте проводится без демонтажа датчиков благодаря защитным корпусам из нержавеющей стали с классом защиты IP69K, что допускает обработку паром под давлением до 80°C.

Преимущества перед альтернативными решениями

Термосопротивления Siemens имеют погрешность линейности не более 0,02% на диапазоне 0-200°C, что в 2,5 раза точнее стандартных датчиков класса В, применяемых для целлюлозно-бумажного оборудования. Использование платины высокой чистоты с температурным коэффициентом сопротивления 0,00385 Ом/Ом·°C обеспечивает воспроизводимость показаний при замене датчика без перенастройки контроллера. Головки датчиков Siemens оснащены интеллектуальными модулями самодиагностики, сигнализирующими о коррозии контактов или утечке электролита из защитной гильзы.

Сравнение с продукцией SEW Eurodrive показывает, что термосопротивления Siemens имеют на 40% меньший температурный гистерезис при циклических нагрузках, характерных для сушильных секций бумагоделательных машин. Тесты в условиях паро-воздушной смеси с содержанием сероводорода до 50 ppm демонстрируют, что корпуса Siemens сохраняют герметичность в 3 раза дольше аналогов за счет применения силиконовых уплотнений с плазменным напылением. Время реакции на изменения температуры у Siemens на 0,8 секунд меньше, чем у стандартных термометров сопротивления с такими же геометрическими размерами.

Монтаж термосопротивлений Siemens осуществляется без использования специальных инструментов благодаря системе быстрозажимных фитингов с адаптацией под стандартные гильзы диаметром 6-8 мм. Программное обеспечение Siemens позволяет выполнять автоматическое подавление шумов от электродвигателей мощностью до 500 кВт, расположенных рядом с датчиками на расстоянии до 1 метра. Гарантийный срок службы составляет 5 лет при среднесуточной эксплуатации с относительной влажностью до 98% и температурой окружающей среды до 80°C, что превышает стандартные гарантии поставщиков контрольно-измерительного оборудования на 2 года.

Энергоэффективность применения термосопротивлений Siemens в системах регулирования температуры сушки целлюлозы достигает 12% экономии пара за счет снижения инерционности измерения. Точное поддержание температуры в варочных котлах позволяет сократить расход щелочи на 3-5% на тонну целлюлозы, что при производительности линии 1000 тонн в сутки дает экономию до 4000 тонн реагента в год. Автоматическая компенсация сопротивления линии до 1 кОм без потери точности упрощает прокладку измерительных трасс длиной до 200 метров без завышения сечения медных жил.

Альтернативные решения и критерии выбора

Для целлюлозно-бумажных производств с ограниченным бюджетом рассматриваются термосопротивления производителей второго эшелона с платиновыми элементами класса В и допуском ±0,3°C. Такие датчики имеют корпуса из стали 304 с толщиной стенки 1,5 мм, подходящие для сред с нейтральным pH при температурах до 200°C. Однако срок службы подобных аналогов в условиях воздействия хлорсодержащих газов не превышает 12 месяцев против 5 лет у Siemens. Использование дешевых датчиков ведет к простоям оборудования на замену, что при стоимости часа простоя БДМ в 15000 рублей делает экономию на начальной закупке неоправданной.

Прямой конкурент SEW Eurodrive предлагает термосопротивления с аналогичной конструкцией, но с ограниченным набором сертификатов для взрывоопасных зон цехов варки целлюлозы. Датчики Siemens сертифицированы по стандарту ATEX для зон 1/2 с газами группы IIB+H2, что критично при работе с метанолом и сероводородом. Импортные аналоги могут иметь меньшую длину кабеля в комплекте (2 метра против 5 метров у Siemens), что увеличивает затраты на удлинители и клеммные коробки в полевых условиях.

Альтернативой являются термопары типа K с диапазоном до 1300°C, но их точность ниже на порядок (погрешность ±0,75% против ±0,1% у термосопротивлений). В зонах с температурами до 400°C термопары требуют использования компенсационных проводов с погрешностью до 2°C на 100 метров. Термосопротивления Siemens не имеют этой проблемы, так как используют медные провода с изоляцией из ПВХ, устойчивой к воздействию черного щелока при прокладке в кабельных каналах. Выбор между этими типами датчиков определяется требованием к точности: на участках отбелки и резки бумаги термосопротивления незаменимы, в цикле регенерации соды допускается использование термопар.

Рекомендуется проводить сравнительный анализ стоимостей владения с учетом срока службы, затрат на замену и градуировку. Для одной сушильной секции типовой БДМ стоимость 30 термосопротивлений Siemens окупается за 14 месяцев за счет снижения брака бумаги на 1,5% по причине точного поддержания температуры. Использование датчиков с протоколом IO-Link уменьшает затраты на кабельную продукцию на 20% из-за сокращения количества жил с 4 до 2, при сохранении цифровой передачи показаний с точностью до 0,01°C.

Ответы на вопросы по эксплуатации

При установке термосопротивлений Siemens в трубопроводах с абразивной средой беленой целлюлозы с концентрацией до 12% используется защита гильзы из карбида вольфрама, увеличивающая ресурс датчика до 30 000 часов. Оптимальная глубина погружения в поток равна половине диаметра трубы для снижения влияния пограничного слоя на точность измерения. Крепление датчиков с помощью фланцев DN25 PN40 типовой для отечественных и импортных трубопроводов, что упрощает замену без остановки производства.

В зонах с высокими вибрациями, создаваемыми дисковыми мельницами для размола макулатуры с частотой до 80 Гц, используются термосопротивления Siemens с пружинным поджатием чувствительного элемента к гильзе. Данное решение снижает риск обрыва проводов внутри датчика до 0,1% при эксплуатации в течение 5 лет. Порог срабатывания сигнализации обрыва термопары настраивается от 10 до 100 Ом, что позволяет отличить обрыв цепи от обрыва чувствительного элемента.

Периодичность поверки термосопротивлений Siemens на целлюлозно-бумажных комбинатах составляет один раз в год, что соответствует требованиям ISO 9001 для контрольно-измерительного оборудования. Поверка проводится путем сличения с эталонным платиновым термометром 1-го разряда в лабораторных условиях при трех контрольных точках в диапазоне эксплуатации. Допустимое отклонение при поверке не должно превышать 0,1°C для класса АА, иначе датчик заменяется по гарантии.