第7章 锅炉房测量及控制系统

测量范围
热磁式氧量分析仪
0～0.5%, 0～1%, 0～2.5%, 0～10%, 0～21%
氧化锆氧量计
在800℃以上的高温条件下，将成为固体电解 0.1～20.6% 质的氧化锆作为传感器，用测定其两极间的 氧浓度电势，以确定气体中氧的含量
根据化学原理，用计量欲分析气体通过吸收 奥氏分析仪(手工操作) 试剂前后在刻度管中体积差的办法，以得出 各种气体的含量
宜采用微机控制
热力、真空除 4 氧自动调节
热力除氧
水位过高过低应发出报 警信号
真空除氧
⎧水位自动调节 ⎨进水温度自动调节 ⎩
带喷水减温的锅炉蒸汽过热器 过热器及减温 －过热蒸汽温度自动调节（调节喷水量） 5 减压装置的自 动调节 ⎧供汽压力自动调节 减温减压装置 ⎨ ⎩供汽温度自动调节
§7-1 锅炉房测量
热工仪表分类
类 别 功 能 主要仪表名称
温度测量仪表 差压测量仪表 流量测量仪表 物位测量仪表 成分分析仪 动圈式仪表 电子式显示仪表 气动显示仪表 自动式调节器 调节仪表 根据检测仪表的测量结果和给定信号 之间的比较，对工艺过程进行调节， 使被调参数保持在给定的范围内。 单一能源式
{ 指示式记录 指示或
冲塞式（指示、积算）
动压式流量计
毕托管（指示式）
电气式流量计
3 电磁式（指示、记录） 利用电磁学和力学原理 0.1~5000m /h 指示式 进行计量 0~124t/h 电动靶式 记录式带调节装置
{
物位测量仪表
物位仪表种类 玻璃液位计 作用原理 连通器原理 浮标浮于液体中随液面变 化而升降 测量范围 0～1200mm 500～1400mm 10～40m 0.5～10m 0～1m 0～700mm ±500mm ±500mm ±500mm 100～2500mm 0～2000mm 0～500mm 0.2～5m 2～10m
{
U形管压力计 单管压力计 多管压力计 倾斜式压力计 补偿式压力计
利用液体静力 平衡原理进行 测压
0～±800Pa 0～±160Pa 0～±6300Pa 0～2000Pa
流量测量仪表
流量仪表种类 作用原理 测量范围
速度式流量计 容积式流量计 表压式流量计 恒压降式流量 计
叶轮式（指示带积式） 涡轮式（指示、积算） 椭圆齿轮式(指示、积算) 浮子式(指示、累计、记录) 膜式(指示、累计、记录) 转子式
Δ过高 Δ过低,过 高 △温度过低 ,过高 △过高 △出口水温 过高 △锅炉压力 过低
热工检测仪表设置标准
检测点及检测项目
≤ 4
6~ 10
≥ 20
≤ 2.8
4.2~ 7.0
报警 ≥ 指 记 积 信号 14 示 录 算
二、锅炉本体（前面为保证安全运行参数指示仪表，后面为经济运行参数的仪表）
燃料耗量 蒸汽流量 给水流量 排烟温度 排烟含氧或二氧化碳量 炉膛出口、对流受热面进出口、省煤器出 口、空气预热器出口、湿式除尘器出口烟 气温度 空气预热器出口热风温度 炉膛、对流受热面进出口、省煤器出口、 空气预热器出口、除尘器出口烟气压力 一次风压和风室风压 二次风压 鼓、引风机负荷电流 锅炉炉排 △ △ △ △ △ △ △ △ (△) △ △ ▲ △ △ △ △ △ △ △ △ △ ▲ △ △ △ △ △ △ △ △故 障停 运
叶轮或涡轮被液体冲转 1～100m3/h 0.032～1250m3/h 进行计量 椭圆形齿轮被液体冲转 0.05～210m3/h 进行计量 利用流体通过节流装置 (16～125)×10n,m3/h,t/h 时产生的压差进行计量 (10～80)×10n,m3/h,t/h 浮子或冲塞上下压降一 定，它们被流体冲起的 液：1~40000L/h, 高度与流速平方成正比 气：6~1000000L/h 的规律进行计量 利用流体的动压力与其 流速平方成比例的规律 进行计量
{
置于液面中的电容，其电 容值随液面高低而变化 利用电极装置，当液面超 过规定范围，发出电讯号
气体成分分析仪表
气体成分分析种类
红外线气体分析仪
作 用 原 理
基于各种气体对红外线的不同吸收效应，分 别测定烟气中的CO、CO2、SO2、NO2、NO 等 利用气体的热磁效应形成磁风，由磁风转化 成电阻进行测量；而氧的磁化率特别高的特 性来测定烟气中氧的含量
第七章 锅炉房热工测量及自动控制
任务：检查、测试和控制各物理量、化学量和工作状态。 分项：锅炉本体、水处理及给水系统、燃料系统、烟风系统。 内容： 将各系统的工艺流程原理系统图提供给仪表设计人员，并 应提出各测点测量参数的具体要求。 提供锅炉房工艺设备及管道布置图，并标明各测点在图纸 上的具体位置，以便仪表专业设计人员进行设计。 提出对仪表类型、安装地点和安装方式的要求，供仪表专 业设计参考。
热工检测基本要求
对于锅炉房各工艺设备安全运行所必须的仪表，应装设 齐全；对经济运行和经济核算所需仪表，应根据锅炉类 型和生产需要等条件进行设置。 单台锅炉额定出力≤2t/h（1.4MW）时，其热工测量仪表 宜就地安装；4t/h（2.8MW）的锅炉，除应就地安装的仪 表外，还应设置单独配套的炉前集中仪表盘；≥6t/h （4.2MW）的锅炉，可设置集中仪表间。 容量大的水处理系统、热交换系统和运煤系统，宜分别 设置仪表控制室或电气控制室。 锅炉房热力系统主辅机设备，宜设置如下表所列的热工 检测仪表。
－100～＋550
电阻温度计 热电高温计
{
铂热电阻 铜电阻 半导体电阻
－200～＋500 －50～＋100 ＋200～＋1600 ＋400～＋2000 ＋700～＋6000 ＋700～＋6000
非接 辐射式 触式
{
辐射高温计 光学高温计 比色高温计
压力测量仪表
测压仪表种类
普通压力表 标准压力表 弹簧式压力计 精密压力表 电接点压力表 远传压力真空表
△
△ (△) △
△ △ △
△ △ △ △
△ △ △ △ △
△ △ △ △
△ △ △ △ △
△ △ △ △ △
检 测 项 目 序 号 辅机名称及检测点 温 度 真 压 空 力 度 △ △ △ 水位 液位 流 电 量 流
仪表类型 指 示 记 积 报警信号 录 算
△连续给 水调节时 水泵故障 △循环泵 故障
热工检测仪表
热工检测仪表设置标准 检测点及检测项目
≤4 6~10 ≥20 ≤2.8 4.2~7 ≥14
指 记 积 示 录 算
报警 信号
一．锅炉房 总供气量 过热蒸汽温度 总供热量 燃料总耗量 原水总耗量 热水系统总补给水量 总电耗量
Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ
Δ Δ Δ Δ Δ
2
热水供 热系统 自动调 节
系统定压补水装置 ⎧低位水箱＋补水泵(压力控制器) ⎪ ⎨高位水箱＋补水泵(压力控制器) （防汽化、倒空） ⎪加压膨胀水箱(水位及压力自动调节) •应设置超压时自动泄压装置 ⎩ 和自动排气装置 •锅炉压力过低、炉水温超过 (自 ⎧油、气锅炉 动切断燃料供应) 炉水超温汽化 ⎨层燃煤炉 动切断鼓引风机) 规定值及循环水泵故障停运 (自 ⎩ 自动保护装置 时应发出报警信号 ⎧电动调节阀 •出水温度过高应发报警信号 ⎪ 换热站供水温度自动调节 ⎨气动调节阀
1 2 3
水泵部分 水泵出口 循环水泵进口 汽泵蒸汽出口 离子交换水处理部分 交换器进水 交换器出水（软水） 再生液 热力除氧及真空除氧部分 除氧器工作压力 除氧器进水 除氧水箱中水 热力除氧蒸汽压力调节器
△ (△) △ △
1 2 3
(△) △ △
▲ △
△ △ △
▲
1 2 3 4
△ △ △ △ △
△(远 传控 制间)
△ △ △ △
△水位过 高过低
检 测 项 目
序 号 辅机名称及检测点 热交换部分 换热器加热及及被加 热介质进出口 加热及被加热介质进 出口总管 水箱、容器部分 水箱、油箱 酸碱贮罐 连续排污膨胀器 蒸汽分汽缸 蒸汽蓄热器 减温减压部分 高压侧蒸汽 低压侧蒸汽 减温水 热水系统 加压膨胀水箱 供回水总管 温 度 △ △ △ △ △ △ △ △ △ △ △ △ 压 力 △ △ △ △ △ △ ▲ △ ▲ △ △ △ △ △ 真 空 度 水位 液位 流 量
仪表类型
电 指 流 示 △ △出水温过高 △ ▲ 记 录 积 算
报警信号
1 2
1 2 3 4 5 1 2 3 1 2
△ △ △ △
△ △ △ △ △
▲
▲
△过高或过低
△
§7-2 锅炉房自动控制系统
组成：
控制对象：生产工艺中的被控制装置和设备 控制装置：变送装置、定值装置、调节装置、数据处理和编程装置 执行机构：执行部件（风门调节、电动调节阀等）
⎪自力式温度调节阀 ⎩
序 号
{ ·
项
目
热 工 控 制 装 置 燃油、燃气锅炉（蒸汽压力～燃料量、燃料～空 气的比值调节）
保 护 及 其 它
3
燃烧过程自动 调节
Байду номын сангаас
⎧热量、风量燃烧调节系统 ≥20t/h(14MW) ⎨ ⎩有氧量校正的燃烧调节系统 链条炉排锅炉
⎧ ⎧浮球自力式 ⎪ ⎪ ⎪水位自动调节 ⎨ 电动式 ⎨ ⎪ 气动式 ⎪ ⎩ ⎪蒸汽压力自动调节 ⎩
检测仪表
测量工艺过程中的参数变化，并可按 要求转换成电信号或气压信号传送
显示仪表
指示、记录被测参数的数值或报警
{
气动调节器 电动调节器 液动调节器
复合能源调节器 执行器 接受调节器或其它信号，具体对工艺 过程的物料量进行调节。 电动执行器 气动执行器 液动执行器
温度测量仪表
测 温 仪 表 种 类 膨胀式温度计 作 用 原 理 测量范围（℃）
{
液体膨胀器 利用液体或固体受热膨胀 固体膨胀器 的特性进行测温
指示式 记录式 报警式 调节式
－70～＋500
接 触 式
压力式温度计
{
利用一定容器的封闭气 体、液体或蒸汽受热后膨 胀或压力变化的特性进行 调节 利用导体或半导体受热后 电阻值变化的特性进行测 温 利用热电偶的热电效应进 行测温 利用物体的热辐射作用进 行测温
热 工 控 制 装 置
序 号
项 目
保 护 及 其 它 •司炉操作地点应设置手动控 制装置 •备用电动给水泵宜装设自动 开启设施 •应装设极限低水位保护及 (≥6t/h)蒸汽超压(自动停炉) 保护装置
1
蒸汽锅 炉水位 自动调 节
⎧双位浮子式 ⎪ 位式调节(≤4t/h)⎨双位电极式 ⎪双位电感式 ⎩
⎧单冲量(水位) ⎪ 连续调节(≥6t/h) ⎨双冲量(水位、蒸汽流量) ⎪三冲量(水位、蒸汽流量、给水流量) ⎩
利用波纹管在 压力作用下的 0.025到0~0.4MPa 伸张进行测压 利用膜片在压 力作用下的变 0~0.06到0~2.5MPa 形进行测压
膜片式压力表
{
指示式 电接点式
利用膜合在压 膜合式压力表(微压计) 指示式 力作用下的变 0~25kPa到0~40MPa 附信号装置 形进行测压
{
液柱式压力计
{
作 用 原 理 利用弹簧管在 压力作用下的 变形进行测压
测量范围
0~0.1到0~60MPa、-101.3~0kPa 0~0.1到0~60MPa、-101.3~0kPa 0~0.60MPa、 0~0.1到0~60MPa 0~0.1到0~60MPa
弹 性 式 压 力 表
波纹管压力表
{
指示式 记录式 电接点式 气动传送式
{ 管式（指示） 板式（指示）
浮标液位计
{
指示式 电接点发送式 记录或调节式
压差液位计
{
双玻璃管（指示） 浮子式（指示、记录） 薄膜式（指示、记录） 液面升降时造成液柱差 膜合式（指示、记录） 双波纹管（指示、记录）
电 指示、发讯 电容液位计 指示、记录或调节 式 液 位 电极式液位讯号器 计 （无刻度、发讯）
Δ Δ Δ Δ Δ
热工检测仪表设置标准 检测点及检测项目
≤4 6~10 ≥20 ≤2.8 4.2~7 指 记 积 ≥14 示 录 算
报警信号
二、锅炉本体（前面为保证安全运行参数指示仪表，后面为经济运行参数的仪表） 锅筒蒸汽压力 锅筒水位 过热蒸汽压力、温度 锅筒进口水压 省煤器进出口水压 省煤器进出口水温 锅炉进出口水温 锅炉进出口水压 锅炉循环水流量 Δ Δ △ △ △ △ Δ Δ △ △ △ △ ▲ ▲ ▲ △ △ △ △ △ △ △ △ △ ▲ △ ▲ Δ Δ ▲ △ ▲ △ ▲ △ △ △ ▲ △ △ ▲
作用：检测、调节、控制、连锁保护 类型
开环控制系统：前馈，输入量→给定值 闭环控制系统：反馈，被控制量输出、输入+给定值→正反馈、负反馈 定值控制系统：被控制量恒定（水位、燃气压力） 随动控制系统：变化量跟踪给定量（燃烧过程） 程序控制系统：被控制量给定值按预定时间程序变化（燃气点火）
{ ·
自控系统