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1 概述
我們大家都知道在火力發電廠中自動化基礎的終執行單元—電動閥門，在機組的自動控制系統中，不論是數量上還是重要性上都占據舉足輕重的地位，具不完全統計一臺300MW機組中有幾百臺電動閥門，這些電動閥門工作特性的好壞，對系統的控制質量和經濟運行影響甚大，據調查，約有相當數量現場運行的電動閥門存在著不同程度的卡澀和內漏(即漏汽、漏水、漏油、漏風、漏灰、漏粉、)現象。這不僅直接影響機組自動化的提高，而且還造成了大量被控介質不必要的流失，增加了單位能耗，直接影響機組的經濟效益，嚴重時甚至影響到機組的出力。選擇高質量的電動閥門和改造現有的電動閥門是至關重要的，否則，再完美的控制思路、控制策略也難以達到預想的控制效果。
2 電動閥門內漏現象產生的原因
在火力發電機組中從發電的工藝流程來看電動閥門應用多是水、汽系統，而選擇這些電動閥門看似即簡單又復雜，簡單的是過程介質非常簡單，只有水和蒸汽兩種,而水、汽又受燃料煤質和機組負荷的影響，復雜的是水和蒸汽的溫度和壓力波動范圍大，這就給電動閥門的工作環境帶來了如蒸汽的閃蒸、氣蝕、沖刷、噪音、腐蝕等一系列問題，造成電動閥門的泄漏(內漏、外漏)，內漏、外漏的原因很多，但產生電動閥門內漏的主要原因有以下幾個方面：
2.1電動門制造質量引起的內漏
閥門制造廠家在生產過程中對閥門材質、加工工藝、裝配工藝等控制不嚴，致使密封面研磨不合格、對麻點、沙眼等缺陷的產品沒有徹底剔除，造成了電動閥門內漏。
2.2電動閥門控制部分影響閥門的內漏
電動閥門的傳統控制方式是通過閥門限位開關、過力矩開關等機械的控制方式，由于這些控制元件受環境溫度、壓力、濕度的影響，造成閥門定位失準，彈簧疲勞、熱膨脹系數不均勻等客觀因素，造成電動閥門的內漏。
2.3電動閥門調試問題引起的內漏
適宜在還原性或中性介質中使用，其熱電勢比較大，靈敏度高，線性度非常好，價格便宜，缺點是測溫上限不高。
在進行熱電偶的選型時，除要注意上述熱電偶的使用環境、測量范圍、測量精度、靈敏度和響應速度之外，還要注意熱電偶保護套管的結構、材料、耐壓強度及保護套管的插入深度等。對于精度要求較高，響應速度和靈敏度要求較高的工藝測量點，必須選用較貴重的S型熱電偶;對于溫度較高，響應速度和靈敏度要求不很高的工藝測量點，選用B型熱電偶：一般的工藝參數測量，我們選用經濟實用的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量，我們多選用S型或K型熱電偶。因為這兩處為動態溫度場，其溫度隨噴煤量的變化而變化，要準確、快速地檢測此兩處的溫度，則熱電偶必須有較高的靈敏度和熱響應速度。我公司窯頭和三次風管(入窯尾煙室處)的溫度測量多選用B型熱電偶;而一、二、三級預熱器出口處的溫度測量多選用K型熱電偶;旋風分離器出口、烘干破碎機出口、窯尾電除塵器出入口的溫度測量多選用E型熱電偶。
2. 熱電偶的冷端溫度補償
在生產實際中，由于熱電偶的工作端(測量端)與冷端(參比端)離得很近，而且冷端又暴露在工作環境之中，因而容易受到周圍工作環境溫度波動的影響，所以冷端溫度難以保持恒定，造成測量不準。實際應用是用專用補償導線，將熱電偶的冷端延伸至溫度較低和比較穩定的地方。
在使用補償導線時，要注意兩個問題。其一，補償導線的型號要與熱電偶的型號相配。其二，熱電偶與補償導線連接端所處的溫度不超過100℃，否則補償導線所產生的金屬導體的溫差電勢不能忽略。
3. 熱電偶的安裝
(1)熱電偶的安裝應盡可能保持垂直，以防止保護套管在高溫下產生變形，但在有流速的情況下，則必須迎著被測介質的流向插入，以保證測溫元件與流體的充分接觸。
(2)熱電偶應安裝在有保護層的管道內，以防止熱量散失。
(3)熱電偶安裝在負壓管道中時，必須保證測量處的密封性，以防止外界冷空氣進入，使讀數偏低。
(4)熱電偶的接線盒面蓋應向上，入線口應向下，以避免雨水或灰塵進入接線盒，影響測量精度。
介紹了一種實用化實時測溫系統。該系統采用了PIN硅光電二極管作光接收器件,由光學接收系統、號放大與處理系統及顯示系統三部分組成。從系統的相對測溫靈敏度及探測器的溫度分辨率與波長間的關系出發,結合大氣對紅外輻射的透射特性,確定了系統的工作波長;從系統的抗反射輻射能力出發,并結合探測器的小可探測光功率要求,確定了系統的波長帶寬。從輻射能P1、P2的測量不確定度出發,討論了待測目標的發射率及溫度的測量精度。結果表明,當λ=0·80μm、Δλ=20 nm時,在測溫范圍600~2 500℃內,系統的測溫不確定度
1 引 言
輻射測溫法分為主動式輻射測溫法和被動式輻射測溫法兩類[1,2]。在主動式輻射測溫法中,由于使用了激光源或紅外源作為輔助測量光源[3~5],因而都能實時測出待測目標的溫度,且都具有較高的精度。被動式輻射測溫法又可分為單波長、雙波長及多波長輻射測溫法三種[6,7]。由于目前的單波長或雙波長輻射測溫法不能測出待測目標的發射率,因而往往都有較大的測溫誤差。本文所述的測溫儀器采用了PIN硅光電二極管作光電轉換器件。由于使用了反射鏡與之配合,因而可以“被動地”同時實現發射率及溫度的測量,且具有較高的測量精度。
2 儀器結構與測溫原理
2·1 測量原理
如圖1所示,反射鏡與探測器對稱地置于待測表面法線的兩側。當反射鏡不起作用時,探測器接收到的輻射能P1為
式中:D為光瞳口徑,f′為光學接收系統的焦距,τ0為大氣的傳播系數,A為探測器的靈敏元面積,η為調制盤的調制系數,ελ為溫度為T的待測目標在波長λ處的發射率,Lλ為溫度為T的黑體在波長λ處的輻射出射度,τλ為光學系統對波長為λ的光的總透過率。
當反射鏡起作用時,反射鏡將紅外輻射反射回待測區域的單色輻射能為
并結合式(1)或式(2),即可求出待測表面的溫度。式(6)中,h為Planck常數,k為Boltzmann常數,c為光速。
2·2 儀器結構
該儀器主要由光學接收系統、號放大與處理系統及顯示系統三部分組成。工作時,接收鏡頭接收到的光號(P1、P2),經窄帶干涉濾光片濾光后,再經由PIN硅光電二極管構成的光電轉換系統轉換成電號。該號經前置放大、選頻放大、脈寬壓縮、模-數轉換后送入8031單片機系統進行數據處理,計算出待測表面的發射率及溫度。
電路中所需的各種觸發與同步號,均由同步光電系統產生:透過調制盤上鑲嵌的同步濾光片的光號,先經光電轉換系統轉變成電號,再經整形放大后送入8031單片機,適當延時后分別去觸發、同步各個需要觸發和同步的號。
調制盤的結構簡圖見圖2。其中1、2、4號窗口貼的是波長為0·80μm的窄帶干涉濾光片(帶寬20nm)。3號窗口貼的是波長為1·00μm的濾光片,帶寬約0·1μm(無嚴格要求)。5、6號窗口貼的是波長為1·00μm的濾光片(帶寬也無嚴格要求)。調制盤的轉速為1 200 r/min。
調制盤的具體調制情況如下:(1)當待測表面的光輻射透過3號窗口到達反射鏡、并由反射鏡反射后再次穿過3號濾光片回到待測區域時,1號窗口正對探測器。對于這種情況,反射鏡不起作用。這是因為透過3號濾光片后又回到待測區域的光的中心波長為1·00μm,帶寬約0·1μm。而1號窗口只能通過中心波長為0·80μm、帶寬僅20 nm的光,因此探測器接收到的僅是“直射”能(P1);此時,由5號窗口透過的光輻射形成觸發、同步號;(2)當待測表面的光輻射透過4號窗口到達反射鏡、并由反射鏡反射后再次穿過4號窗口回到待測區域時,2號窗口正對探測器。對于這種情況,反射鏡起作用。探測器接收到的是“直射”能與“反射”能之和(P2);此時,由6號窗口透過的光輻射形成觸發、同步號;(3)當待測表面的光輻射透過1號窗口到達反射鏡時,3號窗口正對探測器。情況與(1)類似,不同的只是探測器接收到的是波長為1·00μm的光輻射。后續電路雖對該號進行放大處理,但因模-數轉換電路沒有觸發號和同步號,因此不對其進行模-數轉換;(4)當待測表面的光輻射透過2號窗口到達反射鏡時,4號窗口正對探測器。情況與(3)類似,不同的只是探測器接收到的是波長為0·80μm的光輻射。后續電路雖對該號進行放大處理,但同樣因模-數轉換電路沒有觸發號和同步號,故不對其進行模-數轉換。
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