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1 概述
我們大家都知道在火力發(fā)電廠中自動(dòng)化基礎(chǔ)的終執(zhí)行單元—電動(dòng)閥門，在機(jī)組的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，不論是數(shù)量上還是重要性上都占據(jù)舉足輕重的地位，具不完全統(tǒng)計(jì)一臺(tái)300MW機(jī)組中有幾百臺(tái)電動(dòng)閥門，這些電動(dòng)閥門工作特性的好壞，對(duì)系統(tǒng)的控制質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響甚大，據(jù)調(diào)查，約有相當(dāng)數(shù)量現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的電動(dòng)閥門存在著不同程度的卡澀和內(nèi)漏(即漏汽、漏水、漏油、漏風(fēng)、漏灰、漏粉、)現(xiàn)象。這不僅直接影響機(jī)組自動(dòng)化的提高，而且還造成了大量被控介質(zhì)不必要的流失，增加了單位能耗，直接影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益，嚴(yán)重時(shí)甚至影響到機(jī)組的出力。選擇高質(zhì)量的電動(dòng)閥門和改造現(xiàn)有的電動(dòng)閥門是至關(guān)重要的，否則，再完美的控制思路、控制策略也難以達(dá)到預(yù)想的控制效果。
2 電動(dòng)閥門內(nèi)漏現(xiàn)象產(chǎn)生的原因
在火力發(fā)電機(jī)組中從發(fā)電的工藝流程來(lái)看電動(dòng)閥門應(yīng)用多是水、汽系統(tǒng)，而選擇這些電動(dòng)閥門看似即簡(jiǎn)單又復(fù)雜，簡(jiǎn)單的是過(guò)程介質(zhì)非常簡(jiǎn)單，只有水和蒸汽兩種,而水、汽又受燃料煤質(zhì)和機(jī)組負(fù)荷的影響，復(fù)雜的是水和蒸汽的溫度和壓力波動(dòng)范圍大，這就給電動(dòng)閥門的工作環(huán)境帶來(lái)了如蒸汽的閃蒸、氣蝕、沖刷、噪音、腐蝕等一系列問(wèn)題，造成電動(dòng)閥門的泄漏(內(nèi)漏、外漏)，內(nèi)漏、外漏的原因很多，但產(chǎn)生電動(dòng)閥門內(nèi)漏的主要原因有以下幾個(gè)方面：
2.1電動(dòng)門制造質(zhì)量引起的內(nèi)漏
閥門制造廠家在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)閥門材質(zhì)、加工工藝、裝配工藝等控制不嚴(yán)，致使密封面研磨不合格、對(duì)麻點(diǎn)、沙眼等缺陷的產(chǎn)品沒(méi)有徹底剔除，造成了電動(dòng)閥門內(nèi)漏。
2.2電動(dòng)閥門控制部分影響閥門的內(nèi)漏
電動(dòng)閥門的傳統(tǒng)控制方式是通過(guò)閥門限位開關(guān)、過(guò)力矩開關(guān)等機(jī)械的控制方式，由于這些控制元件受環(huán)境溫度、壓力、濕度的影響，造成閥門定位失準(zhǔn)，彈簧疲勞、熱膨脹系數(shù)不均勻等客觀因素，造成電動(dòng)閥門的內(nèi)漏。
2.3電動(dòng)閥門調(diào)試問(wèn)題引起的內(nèi)漏
溫度漂移
溫度漂移是由于隔離器工作時(shí)產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致隔離器內(nèi)所使用的電子元器件性能指標(biāo)下降造成隔離器的輸出值發(fā)生變化。選擇隔離器時(shí)應(yīng)要求溫度漂移的值越小越好。為了防止溫度漂移，帕羅肯隔離器產(chǎn)品進(jìn)行了低功耗、功耗設(shè)計(jì)，使得隔離器工作時(shí)本身的發(fā)熱量很小甚至于不發(fā)熱，這樣就能防止因產(chǎn)品工作時(shí)發(fā)熱引起所使用元器件的性能指標(biāo)下降，防止造成溫度漂移。用戶在選用時(shí)應(yīng)該選用溫度漂移小的產(chǎn)品。
低功耗
功耗是指隔離器工作時(shí)所消耗的電能。它涉及到產(chǎn)品在工作時(shí)的發(fā)熱量，這個(gè)參數(shù)與隔離器的使用壽命、可靠性和隔離器的外形、安裝方式都有密切的關(guān)系。在選用隔離器時(shí)應(yīng)選擇功耗低的產(chǎn)品。隔離器的上采用了新技術(shù)是：輸出部分可以根據(jù)負(fù)載的大小動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出功率的自適應(yīng)負(fù)載技術(shù)；隔離部分的電流互感功率補(bǔ)償技術(shù)；電源部分的參數(shù)式開關(guān)穩(wěn)壓電源技術(shù)。我們公司隔離器的功耗只有世界品牌產(chǎn)品功耗的一半以下。
若產(chǎn)品的功耗大，在產(chǎn)品工作時(shí)產(chǎn)生的熱量就大，造成產(chǎn)品殼體內(nèi)的溫度高。組成產(chǎn)品的電子元器件長(zhǎng)期的處于高溫環(huán)境下，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)算放大器參數(shù)蛻變﹑電阻阻值變化﹑電容漏電增大等。這些問(wèn)題將使產(chǎn)品性能下降，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品故障、失效。
沒(méi)有低功耗設(shè)計(jì)的保證，產(chǎn)品就不可能做到隔離器的超薄型、小型化、端子化。我們公司推出了國(guó)內(nèi)薄的低功耗MZ系列產(chǎn)品、功耗的MZ二線制系列產(chǎn)品和無(wú)源系列產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)的主流產(chǎn)品厚度一般都在20mm～30mm之間，國(guó)外產(chǎn)品的厚度為6.0mm。為了節(jié)約控制系統(tǒng)的控制柜、電源、接線端子、連接線和人工成本等工程費(fèi)用，用戶在選用時(shí)應(yīng)該選用低功耗的產(chǎn)品。
響應(yīng)時(shí)間
響應(yīng)時(shí)間是指產(chǎn)品的輸入量發(fā)生變化到產(chǎn)品的輸出量正確的將變化量反映的輸出上的時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間越短，就能夠越真實(shí)的正確反映出輸入量的變化，有效的和控制生產(chǎn)過(guò)程。在選擇隔離器時(shí)響應(yīng)時(shí)間要求越短越好。用戶在選用時(shí)應(yīng)該選用響應(yīng)時(shí)間小的產(chǎn)品。
技術(shù)發(fā)展
隨著科技的發(fā)展，隔離端子的設(shè)計(jì)日趨小型化，而小型化的目的就是少占空間。當(dāng)然應(yīng)該允許用戶密集安裝，密集安裝則存在散熱問(wèn)題，那么必須降低內(nèi)部功耗。因此內(nèi)部功耗的數(shù)值在選用時(shí)也應(yīng)注意。
而針對(duì)變送器的隔離還有另一種方式，傳感器和變送器為一體而又必須放置在現(xiàn)場(chǎng)指定地點(diǎn)。一般把隔離端子安置在中央控制室機(jī)柜中，由機(jī)柜中的隔離端子為現(xiàn)場(chǎng)變送器配送電源，使用哪一種要根據(jù)PLC接口情況決定。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試也許會(huì)出現(xiàn)儀表和PLC接口不匹配，發(fā)送設(shè)備為四線制變送器輸出4～20mA，而接收端4～20mA的接口為二線回路供電方式，若直接連接將造成電源。
智能號(hào)隔離器
我們要考慮的是壓力變送器所測(cè)量的介質(zhì),一般的壓力變送器的接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)采用的是316不銹鋼,如果你的介質(zhì)對(duì)316不銹鋼沒(méi)有腐蝕性,那么基本上所有的壓力變送器都適合你對(duì)介質(zhì)壓力的測(cè)量.
如果你的介質(zhì)對(duì)316不銹鋼有腐蝕性,那么我們就要采用化學(xué)密封,這樣不但起到可以測(cè)量介質(zhì)的壓力,也可以有效的阻止介質(zhì)與壓力變送器的接液部分的接觸,從而起到保護(hù)壓力變送器,延長(zhǎng)了壓力變送器的壽面.
第二,精度等級(jí)
每一種電子式的測(cè)量計(jì)都會(huì)有精度誤差的,但是由于各個(gè)所標(biāo)的精度等級(jí)是不一樣的,比如,中國(guó)和美國(guó)等標(biāo)的精度是傳感器在線性度好的部分,也就是我們通常所說(shuō)的測(cè)量范圍的10%到90%之間的精度;而歐洲標(biāo)的精度則是線性度不好的部分,也就是我們通常所說(shuō)的測(cè)量反的0到10%以及90%到之間的精度.如歐洲標(biāo)的精度為1%,則在中國(guó)標(biāo)的精度就為0.5%.
第三,量程范圍
一般傳感器測(cè)量的大范圍為傳感器的滿量程70%是好的,也就是現(xiàn)在要測(cè)量70bar的壓力,我們選壓力變送器的量程應(yīng)該選100bar.
第四,輸出號(hào)
目前由于各種采集的需要,現(xiàn)在市場(chǎng)上壓力變送器的輸出號(hào)有很多種,主要4...20mA,0...20mA,0...10V,0...5V等等,但是比較常用的是4...20mA和0...10V兩種,在我上面舉的這些輸出號(hào)中,只有4...20mA為兩線制(我們所說(shuō)的輸出為幾線制不包含接地或屏蔽線),其他的均為三線制.
第五,介質(zhì)溫度
由于壓力變送器的號(hào)是通過(guò)電子線路部分轉(zhuǎn)換的,所以一般情況下,壓力變送器的測(cè)量介質(zhì)溫度為-30到+100度,如果溫度過(guò)高,我們一般采用的是冷凝彎來(lái)冷卻介質(zhì),這樣相對(duì)讓廠家特地為你生產(chǎn)一個(gè)耐高溫的壓力變送器的成本會(huì)降低很多.
第六,測(cè)量介質(zhì)
一般我們測(cè)量的是相對(duì)比較清潔的流體,我們就直接采用標(biāo)準(zhǔn)的壓力變送器就可以了,如果你所測(cè)量的介質(zhì)是易結(jié)晶的或粘稠的,我們一般采用的是外置膜片的或和化學(xué)密封共同使用,這樣會(huì)有效的阻止介質(zhì)堵住壓力測(cè)量孔.
第七,其他
我們確定上面的五個(gè)參數(shù)之后還要確認(rèn)你的壓力變送器的過(guò)程連接接口以及壓力變送器的供電電壓;如果在特殊的場(chǎng)合下使用還要考慮防爆以及防護(hù)等級(jí)
對(duì)于不同的測(cè)量系統(tǒng)或不同的工藝要求，我們可以根據(jù)其系統(tǒng)或工藝的測(cè)量范圍、測(cè)量狀態(tài)和介質(zhì)情況選用不同類型的熱電偶
1. 水泥企業(yè)常用熱電偶的選擇
對(duì)于不同的測(cè)量系統(tǒng)或不同的工藝要求，我們可以根據(jù)其系統(tǒng)或工藝的測(cè)量范圍、測(cè)量狀態(tài)和介質(zhì)情況選用不同類型的熱電偶，工業(yè)熱工(如新型干法生產(chǎn)線的窯)常用的熱電偶見(jiàn)表1。
(1)WRR熱電偶
其熱電特性在高溫下為穩(wěn)定，適宜于在氧化性和中性介質(zhì)中使用，但其產(chǎn)生的熱電勢(shì)小，因而靈敏度低，響應(yīng)速度慢，而且價(jià)格昂貴。由于WRR在低溫時(shí)熱電勢(shì)極小，因此當(dāng)熱電偶冷端溫度在40℃以下時(shí)，一般不需要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償。
(2)WRP熱電偶
適宜于在氧化性或中性介質(zhì)中使用，耐高溫，不易氧化和腐蝕，有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和較高的測(cè)量精度，可用于精密溫度測(cè)量和作基準(zhǔn)熱電偶(校準(zhǔn)用熱電偶)。
(3)WRN熱電偶
適宜于在氧化性和中性介質(zhì)中使用。500℃以下低溫范圍內(nèi)，也可在還原性介質(zhì)中進(jìn)行測(cè)量。其突出優(yōu)點(diǎn)是熱電勢(shì)大，靈敏度高，響應(yīng)速度快，線性度好，測(cè)溫范圍較寬，造價(jià)低，因而在工礦企業(yè)應(yīng)用廣泛。
(4)WRE熱電偶
適宜在還原性或中性介質(zhì)中使用，其熱電勢(shì)比較大，靈敏度高，線性度非常好，價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是測(cè)溫上限不高。
在進(jìn)行熱電偶的選型時(shí)，除要注意上述熱電偶的使用環(huán)境、測(cè)量范圍、測(cè)量精度、靈敏度和響應(yīng)速度之外，還要注意熱電偶保護(hù)套管的結(jié)構(gòu)、材料、耐壓強(qiáng)度及保護(hù)套管的插入深度等。對(duì)于精度要求較高，響應(yīng)速度和靈敏度要求較高的工藝測(cè)量點(diǎn)，必須選用較貴重的S型熱電偶;對(duì)于溫度較高，響應(yīng)速度和靈敏度要求不很高的工藝測(cè)量點(diǎn)，選用B型熱電偶：一般的工藝參數(shù)測(cè)量，我們選用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的K型或E型熱電偶。例如：我公司窯尾煙室和分解爐的溫度測(cè)量，我們多選用S型或K型熱電偶。因?yàn)檫@兩處為動(dòng)態(tài)溫度場(chǎng)，其溫度隨噴煤量的變化而變化，要準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)此兩處的溫度，則熱電偶必須有較高的靈敏度和熱響應(yīng)速度。我公司窯頭和三次風(fēng)管(入窯尾煙室處)的溫度測(cè)量多選用B型熱電偶;而一、二、三級(jí)預(yù)熱器出口處的溫度測(cè)量多選用K型熱電偶;旋風(fēng)分離器出口、烘干破碎機(jī)出口、窯尾電除塵器出入口的溫度測(cè)量多選用E型熱電偶。
2. 熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償
在生產(chǎn)實(shí)際中，由于熱電偶的工作端(測(cè)量端)與冷端(參比端)離得很近，而且冷端又暴露在工作環(huán)境之中，因而容易受到周圍工作環(huán)境溫度波動(dòng)的影響，所以冷端溫度難以保持恒定，造成測(cè)量不準(zhǔn)。實(shí)際應(yīng)用是用專用補(bǔ)償導(dǎo)線，將熱電偶的冷端延伸至溫度較低和比較穩(wěn)定的地方。
在使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)，要注意兩個(gè)問(wèn)題。其一，補(bǔ)償導(dǎo)線的型號(hào)要與熱電偶的型號(hào)相配。其二，熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接端所處的溫度不超過(guò)100℃，否則補(bǔ)償導(dǎo)線所產(chǎn)生的金屬導(dǎo)體的溫差電勢(shì)不能忽略。
3. 熱電偶的安裝
(1)熱電偶的安裝應(yīng)盡可能保持垂直，以防止保護(hù)套管在高溫下產(chǎn)生變形，但在有流速的情況下，則必須迎著被測(cè)介質(zhì)的流向插入，以保證測(cè)溫元件與流體的充分接觸。
(2)熱電偶應(yīng)安裝在有保護(hù)層的管道內(nèi)，以防止熱量散失。
(3)熱電偶安裝在負(fù)壓管道中時(shí)，必須保證測(cè)量處的密封性，以防止外界冷空氣進(jìn)入，使讀數(shù)偏低。
(4)熱電偶的接線盒面蓋應(yīng)向上，入線口應(yīng)向下，以避免雨水或灰塵進(jìn)入接線盒，影響測(cè)量精度。
介紹了一種實(shí)用化實(shí)時(shí)測(cè)溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了PIN硅光電二極管作光接收器件,由光學(xué)接收系統(tǒng)、號(hào)放大與處理系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)三部分組成。從系統(tǒng)的相對(duì)測(cè)溫靈敏度及探測(cè)器的溫度分辨率與波長(zhǎng)間的關(guān)系出發(fā),結(jié)合大氣對(duì)紅外輻射的透射特性,確定了系統(tǒng)的工作波長(zhǎng);從系統(tǒng)的抗反射輻射能力出發(fā),并結(jié)合探測(cè)器的小可探測(cè)光功率要求,確定了系統(tǒng)的波長(zhǎng)帶寬。從輻射能P1、P2的測(cè)量不確定度出發(fā),討論了待測(cè)目標(biāo)的發(fā)射率及溫度的測(cè)量精度。結(jié)果表明,當(dāng)λ=0·80μm、Δλ=20 nm時(shí),在測(cè)溫范圍600~2 500℃內(nèi),系統(tǒng)的測(cè)溫不確定度
1 引 言
輻射測(cè)溫法分為主動(dòng)式輻射測(cè)溫法和被動(dòng)式輻射測(cè)溫法兩類[1,2]。在主動(dòng)式輻射測(cè)溫法中,由于使用了激光源或紅外源作為輔助測(cè)量光源[3~5],因而都能實(shí)時(shí)測(cè)出待測(cè)目標(biāo)的溫度,且都具有較高的精度。被動(dòng)式輻射測(cè)溫法又可分為單波長(zhǎng)、雙波長(zhǎng)及多波長(zhǎng)輻射測(cè)溫法三種[6,7]。由于目前的單波長(zhǎng)或雙波長(zhǎng)輻射測(cè)溫法不能測(cè)出待測(cè)目標(biāo)的發(fā)射率,因而往往都有較大的測(cè)溫誤差。本文所述的測(cè)溫儀器采用了PIN硅光電二極管作光電轉(zhuǎn)換器件。由于使用了反射鏡與之配合,因而可以“被動(dòng)地”同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)射率及溫度的測(cè)量,且具有較高的測(cè)量精度。
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