发电厂热工设备介绍

流量变送器通过节流孔板测差压
插入式流量计和管段式
超声波流量计
4、物位测量仪表
在火力发电厂中，测量液位的仪表 种类很多，最常用的是通过差压变送 器测量水位的。其他常用的还有导波 雷达液位计、超声波液位计等。
1）差压式液位计
单、双室平衡容器用于测量压力容器水位（差 压式）
原理：在容器上安装平衡容器，利用液体静力 学原理使水位转换成差压。
工专业，一直沿用到今天。
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DCS画面，待运行 人员实施监控设备的运行工况,发出控制 指令.
2）压力式温度计
• 利用封闭容器内的液体，气体或饱和蒸 气受热后产生体积膨胀或压力变化作为 测信号。它的基本结构是由温包、毛细 管和指示表三部分组成。型号WTz
3）热电偶
• 铠装热电偶
• 原理：由一对不同材料的导电体组成， 其一端（热端、测量端）相互连接并感
受被测温度；另一端（冷端、参比端）
则连接到测量装置中。根据热电效应，
集到的图像通过凹凸镜片组传输到转像
棱镜，经棱镜反射到光学图像传输系统 。
2)火焰检测探头
测量原理：炉膛内燃料燃烧产生的光线穿过 火检探头前部的凸透镜片，落在光导纤维的 端部，光信号经过光导纤维传输至炉墙外侧 的火检探头，火检探头内的硅光电池将光信 号转换成正比于火焰强度的电脉冲信号，在 信号处理器内被检测火焰的电脉冲信号转换 成4~20mA模拟量信号。
轴向位移：测定汽轮机转子推力盘对于推 力轴承支架的相对轴向位置的位移
电涡流传感器（测振动、轴位移等）
相对膨胀：也称差胀，测量转子轴向相对于汽 缸的热膨胀。
汽缸绝对膨胀：测量汽缸相对于基础的轴向膨 胀也称缸胀。
汽缸热膨胀TD-2
2）汽轮机轴状态测量：包括相对振动、绝 对振动、偏心、键相
相对振动：指转子相对于汽缸的振动（由于 振动探头支架往往都是固定在轴瓦或者是轴 承座上，所以相对振动也可理解为转子相对 于轴瓦或者轴承座的振动）也称轴振。
差压变送器一般配有三阀组，可以用来 测量容器的液位，与节流装置配合可测 量流量，也可单独测量微小压力。
3、流量测量仪表
测量单位时间内通过管道的流体的质量或体 积的仪表，火电厂最常用的是差压流量测 量（流量与差压的平方根成正比）。原理 ：通过差压仪表测量流体流经节流装置时 所产生的静压差，
一般电厂经常安装的流量测量仪表有以下几 种：流量变送器（同差压变送器），插入 式流量计、超声波流量计等。
1)压力表
• 常用一般有两种，一种弹簧管压力表，原理 ：由弹性元件制成，当承受压力时，弹性元 件在其弹性极限内产生一个可测量的变形， 此变形通过传动机构放大后，使指针在刻度 盘上指示出相应的压力值。另一种是隔膜式 压力表，原理：由膜片隔离器、连接管、普 通压力表组成，根据被测介质的要求，在其 内腔填充造当的工作液。被测介质的压力作 用于隔膜片上，使之产生变形，压力内部填 充的工作液，借助工作液的传导，压力表显 示被测压力值。
• 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。
• 热工仪表包括检测仪表、显示仪表和控 制仪表。下面我们对这些常用仪表原理 、用途等进行简单介绍，便于员工对仪 控专业工作有个大概的了解。
一、检测仪表
• 检测仪表是能够确定所感受的被 测变量大小的仪表，根据被测变 量的不同，分为温度、压力、流 量、物位、机械量、成分分析仪 表等。
超声波用的是声波，雷达用的是电磁波， 这才是最大的区别。而且超声波的穿透 能力和方向性都比电磁波强的多，这就 是超声波探测现在比较流行的原因。
• 主要应用场合的区别： • 1.雷达测量范围要比超声波大很多。 • 2.雷达有喇叭式、杆式、缆式，相对超声波
能够应用于更复杂的工况。
• 3.超声波精度不如雷达。 • 4.雷达相对价位较高。 • 5.超声波不能应用于真空、蒸汽含量过高或
• 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）。
测量端和参比端的温度之差与热电偶产
生的热电动势之间具有函数关系。参比
端温度一定时热电偶的热电动势随着测
量温度端温度升高而加大，其数值只与 热电偶材料及两端温差有关。
A
+
B
-
mV
根据结构不同，有普通型热电偶和铠装型 热电偶。根据被被测介质温度高低不同， 一般热电偶常选用K(WRN)、E(WRE)三种分 度号。K分度用于高温，E分度用于中低温 。
原理：接受被测压力信号，并按一定规律转 变为相应的电信号输出（4~20mA）。目前随 科技水平不断提高，都采用的智能化变送器 。 我们安装中常见的产品有罗斯蒙特、 日 本横河E、重庆川仪、霍尼威尔等。
3）差压变送器
三阀组
原理：测量元件在被测压力（差压）作 用下，产生微小的位移，从而改变电子 器件的参数，再经电子电路转换为 4~20mA模拟电信号输出。
4）热电阻
• 原理：利用物质在温度变化时本身电阻 也随着发生变化的特性来测量温度的， 热电阻的受热部分（感温元件）是用细 金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨 架上。
• 热电阻一般采购铂热电阻（WZP），常 用规格型号：Pt100，双支，三线制， 铠装元件Ø 4，配不锈钢保护管， M27×2外螺纹。
超声波物位计属于非接触测量，电厂常用于 废水池、机组排水槽、排泥水池等液位的 测量。
注：在实际运用中，雷达液位计有两种方 式即调频连续波式和脉冲波式。采用调 频连续波技术的液位计，功耗大，须采 用四线制，电子电路复杂。而采用雷达 脉冲波技术的液位计，功耗低，可用二 线制的24V DC供电，容易实现本质安全 ，精确度高，适用范围更广。
端面热电阻（测量轴温）
5）温度变送器
• 原理：将变送器电路模块直接安装在就 地温度传感器的接线盒内，将敏感元件 感受温度后所产生的微小电压，经电路 放大、线性校正处理后，变成恒定的电 流输出信号（4～20mA）。
• 由于该产品未广泛普及，所以设计院一 般很少选用。
•
2、压力测量仪表： 用于测量气体、液体压力或差压的仪表， 常用仪表包括压力表、压力变送器、差压 变送器。
2）导波雷达液位计
原理：依据时域反射原理，当遇到被测介质表面 时，雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿 相同路径返回到脉冲发射装置，发射装置与被测 介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比， 经计算得出液位高度。
3）超声波物位计
原理：超声波物位计的工作原理是由探测器 发出高频超声波脉冲遇到被测介质表面被 反射回来，部分反射回波被同一探测器接 收，转换成电信号。超声波脉冲以声波速 度传播，从发射到接收到超声波脉冲所需 时间间隔与探测器到被测介质表面的距离 成正比。即可测出容器内料位。
3）汽轮机转动状态测量：包括 转速、零转速
磁阻式传感器（测转速） 霍尔传感器
ห้องสมุดไป่ตู้
• 转速：用来反映转动机械在单位时间内转动 的圈数(轴的转速)。
• 零转速：指汽轮发电机组在开、停车时，为 防止转子因受热不均而发生轴弯曲事故，所 采用的一种特定的转速，也称为盘车转速。 由于该转速非常低(测量啮合盘车齿轮转速) ，通常只有每分钟几转，所以称为“零转速 ”。汽轮机停车时，当转子转速下降到与预 置的零转速值相一致时，零转速表自动地将 盘车电机投入，使盘车齿轮正确地啮合上正 在降速的转动轴，使其不至于立刻停下来， 以达到盘车的作用。
1、温度测量仪表： 温度是表征物体冷热 程度的物理量，常用仪表包括双金属温 度计、压力式温度计、热电偶、热电阻 、温度变送器。常用的产品见下图：
（1）双金属温度计
原理：利用两种热膨胀不同的金属结合在一 起制成的温度检测元件来测量温度的仪表
常用规格型号：WSS-581，WSS-461；万向 型抽芯式；φ 100或150表盘；安装螺纹 为可动外螺纹:M27×2
液面有泡沫等工况
5、机械量监视仪表
• 机械量监视仪表是用于对汽轮机及大型 旋转机械的位移、轴偏心、转速和轴振 动及轴瓦振动等机械量进行监视和保护 的。这里主要介绍一下汽轮机的监视仪 表。汽轮机的监视仪表简称TSI，测量 项目如下：
1）汽轮机位移测量：包括转子的轴向位移， 相对膨胀，汽缸的热膨胀。
发电厂 热工设备介绍
什么叫热工？
• 热工是一门专业。然而热工这门专业到底从事什么 具体工作呢?截至今日在非电力行业中的许多人并不清 楚，甚至产生误解，认为是锅炉房里的铸造工。其实热
工是一门技术性很强、高科技含量很重、知识涵盖面广
、发展非常迅速的一门专业，它的比较确切的名称应该
是工业自动化仪表及其控制。它包括对各种工业设备的
工况检测、生产过程的自动控制（包括程序控制）和设 备运行中的自动保护。之所以称之为热工，是因为50年 代中国刚解放，工业从无到有，加之西方世界对我国进
行封锁，我国的工业设备都从前苏联引进，发电厂也不
例外，当时前苏联称发电厂中的锅炉、汽轮机及其辅助
设备都叫热工设备，而用于监控热力设备运行状况的仪 表称之为热工仪表，从事热工仪表及其控制的专业叫热
• 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。
• 另外还有些行程测量，主要测量汽轮机 调速系统的行程指示，如调速汽门的开 度、油动机的行程，其中上述的汽缸热 膨胀也是采用行程测量的。
• 位移传感器（测阀门开度）
6、炉膛监视仪表
常见的仪表有炉膛火焰监视、火焰检测探头 ，炉管泄漏等。
1)炉膛火焰监视仪表
• 测量原理：利用光学成像系统和光电子 耦合技术制成，光学传输部分采用优质 光学石英材料在1100℃高温下能正常工 作，它的功能与照像机基本相同，把采
绝对振动：指汽缸相对于地 面的振动也称瓦振。 （水 平振动和Y垂直振动）
偏心：测量在低转速下轴的弯曲，这个弯曲可能是原来就有的机械 弯曲，或者是热弯曲，重力导致的弯曲或者上述这些弯曲兼而有之。
键相：通过在被测轴上设置一个凹槽称为键相标记，当这个凹槽转 到探头位置时，相当于探头与被测面间距突变，传感器会产生一个 脉冲，轴每转一周，就会产生一个脉冲信号，产生的时刻表明了轴 在每转周期的位置。因此通过对脉冲计数，可以测量轴的转速，通 过将脉冲与轴的振动信号比较，可以确定出振动的相位角，用于轴 的动平衡分析以及设备的故障分析与诊断。
一、仪表简介
1、热工设备（通常称热工仪表）遍布火力 发电厂各个部位，用于测量各种介质的 温度、压力、流量、物位、机械量等， 它是保障机组安全启停、正常运行、防 止误操作和处理故障等非常重要的技术 装备，也是火力发电厂安全经济运行、 文明生产、提高劳动生产率、减轻运行 人员劳动强度必不可少的设施。
二、仪表的分类
弹簧管压力表是最常用的压力表，广 泛测量对铜合金不起腐蚀作用的液体 、气体和蒸汽的压力。隔膜式压力表 应用于被测介质有腐蚀性、高黏度、 易结晶、温度较高的液体的压力。
2）压力变送器
⑴、变送器的概念
变送器是把传感器的输出信号转变为可被 控制器识别的信号(或将传感器输入的非 电量转换成电信号同时放大以便供远方测 量和控制的信号源)的转换器。传感器和 变送器一同构成自动控制的监测信号源。
3)炉管泄漏装置
• 测量原理：由采集系统（声波传导管、 声纳传感器）和检测系统组成，声波传 导管固定在炉壁上，使传感器与炉内连 通，保证真实采集锅炉炉管泄漏所产生 的声频信号。当锅炉正常工作时，声纳 传感器接收声音为炉内背景噪音，其频 率集中在低频段，当炉管发生泄漏时， 炉膛噪音强度明显加强，且频率集中在 中高频段，传感器将锅炉噪音强度、频 谱灵敏地转换成电信号，传输至监视系 统。