热控专业简介

热控专业简介热控专业概述•如果把火力发电厂比作一个人的话，机务专业相当于人的躯干，电气专业相当于人的动脉,热控则相当于人的神经系统.它将现场的数据时时传递到各个微处理单元（电子设备间各系统机柜处理器），数据经过处理再传至CRT画面，待运行人员实施监控设备的运行工况,发出控制指令.一、仪表简介1、仪表的一般组成仪表品种繁多，其原理和结构的复杂程度也各不一样，但就其部件在接收与传递信息，进行检测与显示或控制的各种功能而言，可看成由敏感元件（传感器）、传输与变换部件、显示装置三个主要环节组成，这些环节可分成许多部件，也可组合为一个整体。二、仪表的分类•由于仪表的用途、原理及结构等的不同，其分类方法也很多，一般可按下列几种方法分类。1、按被测参数的类型分类：有热工量（包括温度、压力、流量、物位等）仪表、机械量（如位移、厚度、应力、振动、速度等）仪表、电工量（如电流、电压、相位、频率等）仪表以及成分分析仪表（如测定物质酸度、粘度、导电度、浓度的仪表和分析气体成分的分析器等）。•2、按仪表的显示功能分类：有指示式、记录式、积算式、信号报警式和调节式仪表等。3、按仪表采用的信号能源分类：有气动式、液动式、电动式、电子式仪表等。4、按仪表的结构情况分类：有基地式和单元组合式仪表等。5、按仪表的安装地点分类：有就地式和远距离传送式仪表等。6、按仪表在自动化系统中的功能分类：有检测仪表、显示仪表、调节仪表和执行器等。•7、按仪表的使用方式分类：有携带式和固定式仪表等8、按仪表的精度等级和使用条件分类：有标准仪表、实验室用仪表和工业用仪表等。•三、常用热工参数测量仪表•1、温度测量仪表温度是表征物体冷热程度的物理量。温度测量仪表是热工自动化仪表中最普遍、最重要的一种。•温标是温度的标尺。1989年，27届国际计量委员会(CIPM)通过“1990国际温标(ITS一1990)”，1990年1月1日开始实施。国际温标同时使用国际开尔文温度(T90)和国际摄氏温度(t90)，它们的单位分别为开尔文(K)和摄氏度(℃)，它们之间的关系为t90=T90一273.15•2、目前，在火力发电厂生产现场常用的是热电偶温度计和电阻温度计。•①、热电偶温度计热电偶的测温原理□热电势：两种不同的导体材料（或半导体）A，B组成的闭合回路。相接触时，存在电子的迁移，达到平衡时，在接触的两端形成电势A+B-●可用于点温度的测量●只与材料和温度有关，与热电偶的长度、直径无关●接触电势和温差电势组成mV序号计量器具名称准确度等级测量范围R-001-304标准组铂铑10-铂热电偶标准组(分度号s)标准组300~1300℃R-002-305标准铂铑10-铂热电偶分度号s一等300~1300℃二等300~1300℃工作铂铑10-铂热电偶0级0～1600℃0级0～1600℃R-003-306标准铂铑30-铂铑6热电偶分度号B一等1200~1600℃二等1200~1600℃工作用铂铑30-铂铑6热电偶0级1200~1600℃R-004-307工作用镍铬-镍硅热电偶分度号K0级0～1300℃R-005-308标准铜-康铜热电偶分度号T0级0～200℃镍铬～康铜分度号E0级-200～900℃热电偶实例1、耐腐热电偶和耐磨热电偶2、压着式铠装热电偶3、耐高温耐腐蚀热电偶•以特殊金属陶瓷材料作为外保护套管，采用复合型结构，使用温度1600°C，具有良好的耐高温、抗气流冲击、抗氧化性能。主要用于高温加热炉、裂解炉、尾气焚烧炉、焦化炉等装置的测温4、WR系列隔爆热电偶②、热电阻1.热电阻测温原理电阻温度计是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的元件或仪器。即电阻和温度有一一对应的关系，电阻是温度的函数。常用的热电阻材料有铂和铜，此外还有铁、镍、钨；用于低温测量的材料有锗、铟、碳和铁铑合金等。2、工业常用热电阻在我国,标准化的热电阻现有铂的和铜的两种。•1)铂热电阻。•这是电阻温度计中应用最广泛的一种。铂的物理、化学性能稳定，铂丝易于制备，铂热电阻的准确度高，复现性好，有足够的机械强度。但是高纯度的铂丝价格昂贵，工业用铂电阻体用很细的铂丝(直径为0．07mm)制成，因此机械性能和耐热性有所降低。目前铂热电阻的测量上限用到650℃。常用的铂热电阻有Pt50和Ptl00两种分度，标称电阻值分别为R0=50Ω和R0=100Ω。•2)铜热电阻。•铜热电阻的价格便宜，线性度好，容易提纯，工业上在-50～+150℃范围内使用较多。铜热电阻怕潮湿，易被腐蚀。常用的铜热电阻有cu50和cul00两种分度，标称电阻值分别为R0=50Ω和R0=100Ω。3、热电阻的结构型式与热电偶相似，也有普通型热电阻和铠装型热电阻之分。热电阻构造电厂专用热电阻和隔爆型热电阻套管式热电阻•套管式热电阻作为温度测量和控制的传感器与显示仪表配套，以直接测量和控制生产过程中气体，液体和蒸汽的温度,用于发电厂管道测温。装配式热电阻耐腐型、耐磨型热电阻•但在某些特殊场合，如制粉系统,烟风系统等，用热电阻就极易损坏。因此，在这些场合必须采用特殊材料及机构的热电阻。双金属温度计•双金属温度计的工作原理：双金属温度计是利用两种不同膨胀系数的金属片A和B将其焊接在一起并将一端固定。当温度发生变化时,膨胀悉数较大的金属片B伸长较多,故其未固定端(自由端)必然向膨胀系数较小的金属A一方弯曲变形。利用弯曲变形的大小不同,从而可表示出温度的高低不同。•压力、差压测量1、压力表2、变送器⑴、变送器的概念变送器(传感器)这一词是指将被测的某一物理量按照一定转换规律转换成另一种已知的物理量的一种转换装置。它是一个用于检测控制变量(信息)的器件,它具有检测,转换,传输信息的功能。（1.1)压力便送器、压力变送用先进工艺制成的压阻式敏感元器件在激励电压的作下，将作用在膜片上的被测力转换电压信号,并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示。硅片传感器3、水位测量及仪表在容器中液体介质的高低叫液位。容器中固体或颗粒状物质的堆积高度叫料位。测量液位的仪表叫液位计,测量料位的仪表叫做料位计。而测量两种密度不同,互不相溶液体介质的界面的仪表叫界面计。上述三种仪表统称为物位仪表。3.1液位计结构原理•液位计根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。•当被测容器中的液位升降时，液位计主导管中的浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递补到现场指示器，驱动红、白翻柱翻转180°,当液位上升时,翻柱由白色转为红、白界位处为容器内介质液位的实际高度，从而实现液位的指示。3.2磁性液位控制器磁性液位控制器利用磁性浮子随液位变化而升或降，使检测管内的干簧管开关动作，送出接点信号。3.3浮球液位控制器利用重力与浮力的原理设计。主要包括浮标和微动开关，当液位变化，浮标内的开关通、断。3.4浮球液位控制器浮球液位控制器由测量和输出两部分组成，当液位变化时，浮球随之上下移动，从而使磁钢摆动。根据磁性同性相斥原理，使触点接通或断开3.5顶装式磁翻柱液位计液位计根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。当液位上升时,翻柱由白色转为红、白界位处为容器内介质液位的实际高度，从而实现液位的指示。3.6差压式水位计原理:压力可用液柱高度来表示;反之,液柱高度(即液位)也可用压力(或差压)来表示。静压液位计就是以这一原理为基础的液位测量仪表.根据流体静力学原理,有以下关系:即:△P=PB-PA=p·g·h•式中:PB—容器底部的压力Pa•PA—容器上部气相压力Pa•p—被测介质密度Kg/m^3•g—重力加速度m/s^2•H—液位高度m•△P—差压Pa阀门定位器原理与调节一、气动阀门定位器气动阀门定位器的原理图如下：（气关阀正作用）气动阀门定位器实物图如下：气动阀门定位器是按力平衡原理设计工作的，其工作原理方框见上图所示，它是按力平衡原理设计和工作的。如图上图所示当通入波纹管的信号压力增加时，使杠杆2绕支点转动，档板靠近喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀杆向下移动，并带动反馈杆（摆杆）绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮（偏心凸轮）也跟着作逆时针方向转动，通过滚轮使杠杆1绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸、弹簧对杠杆2的拉力与信号压力作用在波纹管上的力达到力矩平衡时仪表达到平衡状态。此时，一定的信号压力就与一定的阀门位置相对应。以上作用方式为正作用，若要改变作用方式，只要将凸轮翻转，A向变成B向等，即可。所谓正作用定位器，就是信号压力增加，输出压力亦增加；所谓反作用定位器，就是信号压力增加，输出压力则减少。二、电气阀门定位器工作原理阀门定位器是在力平衡系统上工作，在稳定状态下系统通过反馈回路而达到平衡。当磁性装置的力矩由于输入信号的变化、摩擦或对工艺的流体反应等原因而变化时，使得力与反馈弹簧对于执行机构杆的位移所作的反应不平衡。阀门定位器调节其馈送给执行机构的输出压力，所以回路得到平衡。阀杆维持在对应于阀门定位器输入信号的一个位置。三、电动执行机构的原理1、电动执行机构的工作原理•电动执行机构包括伺服放大器及执行机构两大部分，其中执行机构又分为电机、减速器及位置发送器三大部件。来自调节器的电流信号Ii（4-20mA）作为伺服放大器的输入，与阀的位置反馈信号If进行比较，当输入信号和反馈信号比较差值不等于零时，其差值经伺服放大器放大后，控制两相伺服电机按相应的方向转动，再经减速器减速后使输出轴产生位移；同时，输出轴位移又经位置发送器转换成阀的反馈信号If；当反馈信号伺服放大器电机位置发送器减器速电动操作器输入信号Ii阀体执行机构现场控制室输出轴阀位反馈If与输入信号相等时，伺服放大器无输出，电机不转动，执行机构就稳定在与输入信号相应的位置上。电动执行机构的输出轴位移和输入信号成线性关系。本课件如有不足之处，请大家提出宝贵意见！谢谢！