測溫技術(shù)在火力發(fā)電廠的應(yīng)用

龍源期刊網(wǎng)測溫技術(shù)在火力發(fā)電廠的應(yīng)用

作者：李婷

來源：《數(shù)字化用戶》2013年第26期

【摘要】溫度是火力發(fā)電廠重要控制和監(jiān)視的參數(shù)之一，多年來溫度測量技術(shù)得到了快速的發(fā)展，其測量裝置、測量手段也從單一的測量功能向多樣化、智能化和高精度方向發(fā)展。本文結(jié)合白山發(fā)電廠300MW機組生產(chǎn)現(xiàn)場實際應(yīng)用情況，闡述了當(dāng)今大型火力發(fā)電機組上所應(yīng)用的熱工溫度測量裝置的種類、基本構(gòu)造、測量原理、信號的采集及通訊。深入地分析了在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題和處理方法，以期為生產(chǎn)現(xiàn)場溫度測量的設(shè)備選型以及專業(yè)技術(shù)應(yīng)用提供指導(dǎo)性的意見。

【關(guān)鍵詞】熱電阻熱電偶火力發(fā)電溫度補償總線

一、前言

溫度信號是火力發(fā)電廠重要控制和監(jiān)視的參數(shù)，通常一臺300MW火電機組其溫度測點的數(shù)量大致在900點左右，占各類測點總量的1/5，其測量范圍遍布機組的各個角落。對于主汽溫度、鍋爐壁溫、汽輪機缸體溫度、重要輔機電機溫度這些溫度信號的準(zhǔn)確與否將直接影響到機組運行的安全性、穩(wěn)定性及機組效率。

二、熱電偶測溫元件

熱電偶有勻質(zhì)定律和中間導(dǎo)體定律兩個性質(zhì)，根據(jù)其特性制作了用于延長冷端溫度的補償導(dǎo)線。根據(jù)熱電偶的制作材料不同，工業(yè)上分為S型、R型、B型、K型、N型、E型、T型、J型?；鹆Πl(fā)電機組常用的為E型和K型熱電偶，S型熱電偶一般用于實驗室。熱電偶的結(jié)構(gòu)非常簡單，由兩種均勻?qū)w焊接而成。熱電偶的冷端補償功能已普遍移入DCS中。所采用的方法一般為三種：冷端補償器法、冷端電阻法、軟件修正法。

（一）熱電偶信號的處理

進入DCS控制器卡件的溫度信號是數(shù)字量信號，同輸入的毫伏電壓值呈線性關(guān)系，所以要將它轉(zhuǎn)換成溫度信號還需要列表進行插值計算。

（二）熱電偶常見故障與分析

熱電偶的常見故障主要表現(xiàn)有：

1.熱電偶的補償導(dǎo)線接反。

2.熱電偶的補償導(dǎo)線絕緣層被磨破，造成信號回路接地。

3.接線盒內(nèi)接線端子接觸不良。

4.補償電阻故障。

5.鍋爐尾部煙道測量熱電偶故障率較高。

6.信號屏蔽系統(tǒng)DCS柜內(nèi)接地不良。

7.溫度輸入信號經(jīng)隔離器后故障，反映在操作員控制站上的溫度值信號異常。更換隔離器后正常。

三、熱電阻測量元件

熱電阻和熱電偶比較，在低溫時特性較好，測量精度要高于熱電偶，主要用于檢測溫度低于200℃的測點。目前在測量發(fā)電機線圈溫度及大型輔機電機溫度。

熱電阻元件結(jié)構(gòu)一般由電阻體、引線、絕緣子或絕緣膠管、保護套管及接線盒組成，三線制熱電阻的常見故障主要表現(xiàn)在以下幾方面：

（一）部分引線接線端子接觸不良。

（二）測溫電阻損壞。

（三）外界信號干擾。

（四）溫度輸入信號經(jīng)隔離器后故障，反映在操作員控制站上的溫度值信號無顯示并且有信號壞質(zhì)量故障報警。更換隔離器后正常。

四、新型測溫技術(shù)的應(yīng)用

（一）單總線數(shù)字溫度傳感器DS1820

DS1820是由美國DALLAS公司提供的一種單總線系統(tǒng)的數(shù)字溫度傳感器，它可以提供二進制9位溫度信息，分辨率為0.5度，可在-55度到125度的范圍內(nèi)測量溫度，可以通過總線構(gòu)成多點測溫網(wǎng)路，此類傳感器多在環(huán)境監(jiān)測、建筑物、設(shè)備內(nèi)的溫度場測量，一般火電機組很少應(yīng)用。

（二）光纖溫度計

光纖溫度計的特點施耐腐蝕，干電磁干擾，這是其它傳感器不能相比的，在測量端可實現(xiàn)不帶電的全光路系統(tǒng)，因此具有安全的防爆性能，在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用

（三）聲學(xué)測溫系統(tǒng)

在通過一個混合氣體中蔓延的聲波速度是一個絕對溫度的基本函數(shù)，在一個較小的范圍，是一個氣體成分的函數(shù)。在大多數(shù)的應(yīng)用中，氣體常數(shù)和相關(guān)的量是知道的或在一個小的量值范圍內(nèi)。因此，沿著聲源和接收器之間的路徑上的平均氣體溫度可以通過聲波的傳播時間（即聲音從聲源到達(dá)接收器所花費的時間）來確定，根據(jù)已知的聲源到接收器之間的距離，溫度就能被計算出來。

把一個聲源（傳送器）安裝在爐子或鍋爐的一邊，把麥克風(fēng)（接收器）安裝在對邊，一個聲音信號就能夠被傳送器發(fā)射接收器探測。因為在傳送器和接收器之間的距離是已知的固定的，聲音信號的傳播時間的測量允許依照傳送器和接收器之間的路徑進行氣體平均溫度的計算。這類傳感器目前在火力發(fā)電機組中已經(jīng)應(yīng)用。

除了這些新的傳感技術(shù)外，在信號采集和通訊方面，也有了新的應(yīng)用，沈陽玖陽公司的一線通、無錫貝爾公司的IDAS這類產(chǎn)品都是通過總線冗余連接，將大量的溫度信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以通訊的方式傳到DCS系統(tǒng)。但是這類應(yīng)用只適合監(jiān)視和記錄應(yīng)用，不適合用來做保護、控制等信號。

五、結(jié)束語

本文根據(jù)作者在多年實際對溫度測量裝置工作中的總結(jié)及對新的溫度測量技術(shù)的研究。不斷摸索總結(jié)出規(guī)律性的東西，以期為現(xiàn)場的設(shè)備維護以及專業(yè)技術(shù)應(yīng)用提供建設(shè)性意見。隨著大機組的投產(chǎn)，自動化程度的提高，對溫度測量的測量精度、抗干擾能力、通訊都有了更高的要求。要盡量避免測溫裝置在大型機組中的故障，還要靠我們的技術(shù)人不斷的開發(fā)以及新技術(shù)的應(yīng)用從而提高機組的安全穩(wěn)定運行水平保證機組的穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]何適生《熱工測量》1984P28-94【M】