熱工測量儀表(壓力流量液位等)講義

熱工測量儀表(壓力流量液位等)講義概述1.熱工測量的意義：在熱力發(fā)電廠中，通過熱工參數(shù)的測量，可以及時反映熱力設(shè)備的運(yùn)行工況，為運(yùn)行人員提供運(yùn)行操作提供運(yùn)行操作依據(jù)；為熱工自動化裝置準(zhǔn)確及時的提供信號；為運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性計(jì)算提供數(shù)據(jù)。些與熱力生產(chǎn)過程密切相關(guān)的參數(shù)的測量，如測量流量、液位、振動、位移、轉(zhuǎn)速和煙氣成分等。4.熱工儀表的組成：〔１〕顯示件：儀表最終是通過它的顯示件向觀察者反映被測量的變化。按顯示件的功能不同儀表有以下幾種〔ａ〕顯示被測量瞬時值的稱為顯示儀表。按顯示方式不同又有模擬顯示，數(shù)字顯示和屏幕顯示。〔ｂ〕記錄被測量隨時間變化的，稱為記錄儀表，這種儀表除了以記錄筆的運(yùn)動來反映被測量變化外，還要有一小電機(jī)帶動記錄紙?！玻恪筹@示被測量對時間的積分結(jié)果的，稱為積算儀表或積算器〔ｄ〕反響被測量是否超過允許限值的。稱為信號式儀表。如現(xiàn)場的聲光報警等〔３〕傳送件：其作用是將感受件輸出的信號，根據(jù)顯示件的要求傳輸給顯示件。如信號導(dǎo)管和電纜。儀表的質(zhì)量指標(biāo)：〔１〕準(zhǔn)確度〔２〕線性度〔３〕回差即變差〔４〕重復(fù)性和重復(fù)性誤差6.須遵循國家法定性技術(shù)文件，國家計(jì)量檢定規(guī)程二．測量誤差的分析1.測量誤差的分類：誤差按性質(zhì)可分為：①系統(tǒng)誤差；②偶然誤差〔或稱隨機(jī)誤差〕；③粗大誤差。粗大誤差是指明顯歪曲測量結(jié)果的誤差。如測量對錯了標(biāo)志、讀錯了數(shù)以及在測量時因操作不小心而引起的過失性誤差等。出現(xiàn)粗大誤差的原因有：測量者的主觀過失，如讀錯記錯測量值，操作失誤。這類誤差應(yīng)盡量防止。系統(tǒng)誤差是指在同一條件下，屢次測量同一量值是時，絕對值和符號保持不變，或在條件改變時，按一定規(guī)律變化的誤差。系統(tǒng)誤差是由于測量儀表本身的原因，或儀表使用不當(dāng)，以及測量環(huán)境條件發(fā)生較大改變等原因引起的。系統(tǒng)誤差可通過校驗(yàn)儀表，求得與該誤差數(shù)值相等、符號相反的校正值，加到測量值上來消除。隨機(jī)誤差：是指在同一條件下，屢次測量同一量值時絕對值和符號以不可預(yù)定方式變化著的誤差。隨機(jī)誤差是屢次測量同一被測量時，不可預(yù)知的產(chǎn)生的誤差，是不可防止的。種：①測量裝置誤差；②環(huán)境誤差；③方法誤差；④人員誤差。測量裝置誤差分標(biāo)準(zhǔn)器誤差和儀器本身的誤差，此兩種裝置誤差都不可防止環(huán)境誤差是由于各種環(huán)境因素與要求的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)不一致而引起的測量裝置和被測量本身的變化而造成的誤差方法誤差是由于采用近似的測量方法而造成的誤差人員誤差是指由于測量者受分辨能力的限制，疲勞引起的感官變化等。誤差的表示方法表示誤差的兩種根本形式：絕對誤差和相對誤差〔１〕絕對誤差簡稱為誤差，它等于測量結(jié)果減去被測量的真值，如果被測量的真值用某0表示，測量結(jié)果用某表示，那么絕對誤差為Δ＝某－某0〔2〕相對誤差：三．壓力測量儀表在生產(chǎn)過程中，壓力是工質(zhì)狀態(tài)的一個參數(shù)。在火電廠中，壓力是熱力過程的重要參數(shù)。如要使鍋爐、汽輪機(jī)以及輔機(jī)設(shè)備等平安、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，就必須對生產(chǎn)過程中的水、汽、油、空氣等工質(zhì)的壓力進(jìn)行檢測，以便于對火電生產(chǎn)過程的監(jiān)視和控制?！惨弧?、壓力的概念與表示方法1.壓力的概念工程技術(shù)中的壓力是物理學(xué)中的壓強(qiáng)，即垂直作用在物體單位面積上的力的大小。2.壓力的表示方法壓力的表示方法以其參考零點(diǎn)壓力的不同而不同，可以分為絕對壓力和表壓力。(1)絕對壓力以參考零點(diǎn)０所表示的壓力稱為絕對壓力。(2)表壓力以大氣壓力為參考零點(diǎn)所表示壓力稱為表壓力4.分類：在生產(chǎn)過程中和實(shí)驗(yàn)室里使用的壓力儀表種類很多。對壓力絕對壓力表、真空壓力表等。如按壓力表使用的條件可分為：普通型、耐震型、耐熱型、耐酸型、禁油型、防爆型等壓力表。如按壓力表的功能可分為；指示式壓力表、壓力變送器。如按壓力表的工作原理可分為：液柱式壓力計(jì)、彈性式壓力計(jì)、物性式壓力計(jì)、活塞式壓力計(jì)等。彈性式壓力計(jì)是生產(chǎn)過程中使用最為廣泛的一類壓力計(jì)?！捕硰椈晒軌毫Ρ砣椈晒軌毫Ρ韽椈晒軌毫Ρ硎巧a(chǎn)過程中和實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用非常普遍的測壓儀表。它可以測量壓力，也可以測量真空。按照使用的彈簧管的種類可分為單圈和多圈彈簧管壓力表。按照適用的條件可分為耐振型、耐熱型、耐腐蝕型、抗沖擊防爆型以及專用壓力表等。它們的工作原理是相同的。1.單圈彈分管壓力表的結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)構(gòu)組成如下圖，它主要由彈簧管、傳動機(jī)構(gòu)、游絲、指針、表盤等組成。扇形齒輪、中心齒輪、游絲安裝在彼此平行的夾板之中。中心齒輪和扇形齒輪能以各自的軸轉(zhuǎn)動并相互嚙合；指針固定在中心齒輪上，夾板固定在儀表的支架上，從自由端到扇形齒輪的尾端由拉桿連接。單圈彈簧管壓力表11一表盤面；223344556688991011絲1..特點(diǎn)：它的結(jié)構(gòu)簡單，使用操作方便，性能可靠，價格廉價，可以直接測量氣體、油、水、蒸汽等介質(zhì)的壓力。其測量范圍很寬，可以從幾十帕到數(shù)吉帕。它可以測量正壓、負(fù)壓和差壓。0.160.250.4級。工業(yè)生產(chǎn)過程中使用的彈性壓力計(jì)，其精確度大都是1.5級、2.02.5波紋管等。位移，并通過拉桿帶動放大傳動機(jī)構(gòu)，使指針偏轉(zhuǎn)并在刻度盤上指示出被4.彈簧管壓力表的組成：壓力表接頭、表殼、彈簧管、指針、5.彈簧管壓力表分為普通壓力4，2.5，1.5，1，0.4，0.25，0.16，0.11.5〔1.6〕，精密壓力表準(zhǔn)確度等0.256.現(xiàn)場壓力表種類：普通壓力表，耐震壓力表〔儀表內(nèi)灌充阻尼壓力表常用的敏感元件：彈簧管，膜片，膜盒及波紋管8.壓力表在投入前應(yīng)做好以下工作：a，檢查一二次門，管道及接頭處應(yīng)連接正確牢固：二次門，排污門應(yīng)關(guān)閉，接頭不滲漏，操作手輪和緊固螺絲與墊圈齊全完好。b，壓力表及固定卡子應(yīng)牢固。C，電接點(diǎn)壓力表應(yīng)檢查和調(diào)整信號裝置局部。測壓力在允許范圍內(nèi)，接頭無滲漏現(xiàn)象，檢定日期有無過期等。校驗(yàn)工程：零位示值誤差、示值根本誤差、回程誤差、輕敲表殼后指針示值變動量、耐壓檢定等11.彈簧管壓力表量程的選?。寒?dāng)被測壓力接近儀表的上限時，雖然測量誤差小，但儀表長期處于上限壓力工作時會1/3上限的1/3.12.壓力表使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)：ａ使儀表處于正常的工作位置。ｂ儀表的溫度濕度在允許的范圍內(nèi)。ｃ〔三〕．變送器1.4-20ｍA2.壓力變送器的組成：壓力感受部件主要承受被測壓力，產(chǎn)生與被測壓力有關(guān)的非電物理量的器件。轉(zhuǎn)換局部：將壓力感受部件產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換為與被測壓力有關(guān)的電信號放大輸出局部：將電信號轉(zhuǎn)換為4－20ｍA電流信號。3..變送器的種類應(yīng)變式、電容式、電阻式等。〔１〕電容式變送器利用彈性敏感元件作為感受壓力的元件，并作為一個活動板，與固定的定極板形成一個電容器。當(dāng)壓力通過工作介質(zhì)加到動極板上時，它將產(chǎn)生位移，使兩極板之間的距離發(fā)生變化，經(jīng)測量線路可測得壓力的大小。電容式壓力變送器良好的動態(tài)相應(yīng)能力，特別適用于低壓、微壓等的測量?！玻病硥鹤枋阶兯推魇抢脝尉Ч璧膲鹤栊?yīng)，采用集成電路工藝制成的?！玻场持悄苄宰兯推鳎酔JA等ｂ原理：當(dāng)壓力作用與傳感器膜盒組件時，通過隔離膜片及密封的傳壓介質(zhì)，將壓力差傳遞到小型小型電容式感壓膜片兩側(cè)，致使感壓膜片產(chǎn)生與輸入壓力信號有一定比例關(guān)系的位移，通過檢測電路檢測并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的4－20ｍA〔４〕壓力變送器準(zhǔn)確度等級：0.2，〔0.25〕，0.51.01.52.5級〔５〕、特點(diǎn)：ａ〕精度高ｂ〕有軟件信號處理功能，線性度好ｃ壓力補(bǔ)償功能ｄ〕量程調(diào)節(jié)范圍大ｅ〕遠(yuǎn)距離傳輸、診斷及通信ｈ〕可靠性高、維護(hù)量小〔６〕變送器的的工作電源：24VDC〔７〕變送器管路的安裝i.導(dǎo)壓管的材料要耐壓、耐腐蝕的材料ii6mm16m50miii.導(dǎo)壓管應(yīng)垂直或1：12iv.取壓口的選?。簻y量液體的水平管段，應(yīng)在管道下部取壓；測量氣體的水平管段，應(yīng)在管道上部取壓。v.導(dǎo)壓管應(yīng)有固定的卡子?！玻浮巢顗鹤兯推鞯耐度氩襟E：先翻開平衡閥，再翻開低壓側(cè)閥門，等上下壓室壓力平衡后，再關(guān)閉平衡閥，接著再翻開高壓側(cè)閥門。關(guān)平衡閥〔9〕變送器的檢定1、外觀檢查2、壓力檢定設(shè)備的選擇。35程誤差。456連接如圖：〔四〕流量測量1．流量的定義：流體流量是指單位時間內(nèi)流過管道或明渠某一截面流體的量，也稱為瞬時流量。在某一段時間間隔內(nèi)流過某一截面的流體的量稱為流過的總量，也稱作積分流或累積流量?？偭砍缘玫娇偭康臅r間就稱為該段時間內(nèi)的平均流量。2．流量測量方法：a．容積法；b．速度法；c．質(zhì)量法3.流量測量系統(tǒng)組成：流量測量系統(tǒng)一般由傳感器、信號傳輸、信號轉(zhuǎn)換裝置和流量顯示及計(jì)算裝置四局部組成。4.節(jié)流式流量計(jì)是工業(yè)上最為廣泛使用的一類流量測量儀表。在節(jié)流元件的前后兩側(cè)產(chǎn)生壓力差〔差壓〕。當(dāng)流體、工況、管道、節(jié)流件、差壓取出方式一定時，管道流量與差壓有確定的關(guān)系。因此可通過測量差壓來測量流量。節(jié)流式流量計(jì)也稱為變壓降式流量計(jì)。1.差壓取壓裝置：標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長徑噴嘴、文丘利管2.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的組成：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件及其取壓裝置，節(jié)流件上游側(cè)第一阻力件和第二個阻力件，下游側(cè)第一個阻力件，所有主件及附件之間的直管斷3.節(jié)流裝置測量流量的原理：是基于流體流動的節(jié)流原理。假設(shè)再圓形管中與管道軸垂直方向固定一個中間具有圓孔，而孔徑比管道直徑小的阻擋件，那么當(dāng)流體流過此阻擋件時，流速增加，靜壓力減小在阻擋件前后產(chǎn)生靜壓力，這個靜壓差與流量之間有一定的函數(shù)關(guān)系，測出該壓差，即可得出流量。4.節(jié)流裝置測量流量時必須滿足得條件：〔１〕流體充滿管道，作連續(xù)穩(wěn)定流動，流體應(yīng)是單向、均勻的流體，在到達(dá)節(jié)流件之前，流體的流線與管道軸線平行?！玻病潮粶y流體流過管道應(yīng)具有圓截面。〔３〕標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件應(yīng)安裝在安裝在兩段等內(nèi)徑的直管段之間，。5,流量孔板在安裝過程中，孔板縮口朝向流體前進(jìn)的方向，千萬不可接反，接反導(dǎo)致孔板前后靜壓差減小，使所測流量值減小，影響流量測量的準(zhǔn)確性。三．液位測量1.直接測量一般采用超聲波液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、壓力/差壓變送器作為測量元件2.超聲波和雷達(dá)測量主要是通過測量到液面的距離計(jì)算出實(shí)際液位值。10kHz70kHz遇到被測介質(zhì)后被反射回來，同樣通過探頭接收。超聲波脈沖以聲波速度傳播，從發(fā)射到接收聲波信號的運(yùn)行時間與探頭到被測介質(zhì)外表的距離成正比。即使在存在虛假反射的時候，最新的微處理技術(shù)和獨(dú)一無二的-軟件也可以準(zhǔn)確地分析出物位回波，并精確地計(jì)算出到被測介質(zhì)外表的距離。一體式的溫度探頭可以測量容器內(nèi)的溫度，對溫度對聲波運(yùn)行時間造成的影響進(jìn)行補(bǔ)償。通過輸