第三节：传热学基本知识及温度测量

4、工业热电阻温度计（排烟温度，风机入口风温， 汽轮机推力瓦温度，给水温度） a、常用测温范围:铂电阻温度计－－－－-－200



（℃）～500（℃） 铜热电阻温度计－－-－50（℃）～150 （℃）发电机绕组 热敏电阻温度计－－-－50（℃）～300 （℃） b、优 点：测温精度高,便于远距离、多点集中测 量和自动控制。 c、缺 点:不能测量高温,须注意环境温度的影响。
热工测量仪表
1.温度测量：温度表示物体的受热程度，它是一个 重要的热工参数。我们电厂工质参数都有规定的变
化范围，各受热设备元件的壁温也有一定的限制,温 度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量， 而用来量度物理温度数值的标尺叫温标。它规定了 温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。 目前国际上用得种类很多，但咱厂就用摄氏温标、。 1、摄氏温标（℃）规定：在标准大气压下，冰的 融点为零度，水的沸点为100度，中间划分100等分， 每等分为摄氏1度，符号为℃。
2.对流换热：流体（气体、液体）流过壁面时对壁面之间产 生的热量交换过程称为对流换热或对流传热。 Q=对流换热系数ａ*（壁面温度tb—流体温度t）*壁面面 积A;对流换热的热量Q与对流换热系数和流体与壁面的 温差成正比。 对流换热系数ａ是表明放热过程强弱的物理量。它的含 义是单位时间内，流体与壁面温差为1℃时的传热量。 影响它的因素较多，它与流体的流速、密度、比热容、 黏度、热导率等因素有关，其中流速是最重要的因素。 影响对流换热的因素有： （1）流体流动的动力。一种是自由流动，一种是强迫 流动。一般强迫流动通常要比自由流动换热强烈。 （2）流体有无变相。变相主要是有固、夜、汽状态发 生改变，一般传热过程中有变相换热强烈。 （3）几何形状。流体接触固体表面的形状大小 （4）流体的流态。紊流时要比层流换热更强烈。 （5）流体的物理性质。不同流体的密度、粘性、导热 系数、比容、汽化潜热等。
第三节:传热学基本知识
学习传热学的目的和任务 我们电厂作为电能生产和供热任务的单位，在整个生产过程
中都与换热和热传递有着密切的关系。在生产实践和科学研 究传热问题主要有两个方面：一种是力求增强热量传递，另 一种是力求尽力消弱热量传递，因此充分了解各个传热过程 对我们以后锅炉的运行分析起着重要作用。 热量传递的三种方式为：热传导、对流和辐射三种方式。 1.热传导：指两个相互接触的物体或同一物体各部分之间由于温 度不同引起的热传递现象。例如，锅炉各受热面管壁，炉墙、 保温层等的热量传递都属于热传导。锅炉各受热面主要是属 于管壁的热传导，如果管壁较薄，如管子内径与外径比例大 于0.5，就可把管壁的导热用平壁导热来代替，其误差不超过 4%，这样的计算误差是允许的。 Q= λA (t1-t2) ÷平壁厚度; Q为单位时间内通过给定平面的热量； A为垂直于热流方向的给定面积， t1、t2为平壁两侧面上的温度； λ为热导率；
又分为：节流孔板.喷嘴和文丘里管。 2）差压测量仪表，作用是用来测利郎节流元件前后压 差的。目前使用做多的是膜片式差压计和双波纹式差压计。
（三）水位测量仪表 1.低置水位计，由水位--压差转换装置和差压测量仪表两部分组成。 介绍一下水位--压差转换装置 2.电触点水位计，工作原理：是根据汽与水的导电率不同来测量水位的， 它是由水位容器.电极和测量显示器及测量线路组成。
第四节、热工测量仪器及自动调节
一.热工测量仪器
（一）压力测量
测量压力的仪表有液柱式.弹簧式和电气远传式等几种。 1.弹性压力表：（1）弹簧管压力表 1）单圈弹簧管压力表 2）多圈弹簧管压力
表
（2）膜盒式风压表
2.电气远传式压力测量仪表
（二）流量测量
1.差压式流量表工作原理：利用节流原理造成的压差制作而成的。 2.差压式流量表的组成：1）节流装置，作用是使被测流体产生压差。节流元件
只有给水量与蒸汽量不平衡引起的汽包水位下降时，调节器才动作，增大给水量 与蒸汽量相平衡。由于蒸汽流量的补偿作用可有效的克服“虚假水位”的影响，减少
了给水流量的波动幅度，使调节过程变得比较平稳。 给水流量信号是一个反馈信号，它能克服给水压力变化引起的给水量变化。当 给水压力变化时，给水流量孔板前后压差的变化很快，而水位的变化很慢，这就 有可能在水位尚未发生变化前，调节器就根据给水流量的变化去改变给水调节阀 的开度，为维持给水流量不变，从而保证汽包水位基本不变。 （二）汽温自动调节系统 目的：使过热汽温在允许范围内变化，使过热器管壁温度或汽机高压缸的温度不 超过允许的最高温度和使蒸汽温度不低于最低温度。 （三）燃烧自动调节系统 锅炉燃烧调节任务是:是燃烧产生的热量适应负荷变化的需要，使蒸汽压力和炉 膛负压在允许范围内变化，以保证燃烧过程的经济性与安全性。 当锅炉负荷变化时，使燃料.送风量.引风量协调变化，以适应负荷变化和保证燃 烧的经济和安全；当负荷不变时应及时消除燃料量.送风量.引风量的自发性扰动， 稳定锅炉负荷。燃烧调节是靠汽压.送风和引风调节的三个系统之间密切协调完成 的，它们共同组成燃烧过程自动调节系统，简称燃烧调节系统。 （四）锅炉火焰监视及灭火保护 在锅炉运行时，煤种变坏，风量调整不当造成风量突增突减以及运行操作有误都可能 造成炉膛燃烧变弱，火焰发暗，甚至发生灭火“放炮”的危险。为防止灭火“放 炮”这类恶性事故的出现，锅炉燃烧系统必须装设火焰监视及灭火保护装置。 锅炉灭火是炉膛“放炮”的起因，运行人员对仪表指示的任何异常情况都要认 真对待。如炉膛风压表剧烈摆动，水位下降后又上升，汽温汽压下降，火焰变暗 等。都可能是灭火的预兆。要根据仪表指示的变化进行分析，准确判断，迅速采 取有效措施，以防止灭火。
二.自动调节装置
在锅炉运行中，锅炉的参数是随工况的变动而变化，为使参数稳定在规 定范围内，就需要调节和控制，以适应运行条件的变化。下面主要介绍 一下锅炉的自动调节系统.火焰监视及灭火保护。 （一）给水自动调节系统 目的：使给水量适应蒸发量，使汽包水位保持在规定范围内。目前采用三冲 量给水 自动调节系统，在该系统中调节器接受汽包水位.蒸汽流量和给 水量三个信号，汽包水位是主信号，任何扰动引起的水位变化都将使调 节器动作，改变给水调节阀开度，使水位维持在规定值。 蒸汽流量与给水流量的不平衡是引起汽包水位变化的原因。其中蒸汽流量 是水位调节的补偿信号，当流量增大时，调节器接收信号使给水调节阀 开大，同时调节器又接受了“虚假水位”的信号，即水位升高，要求关 小调节阀。由于这时两个信号使调节器的变化方向相反，相互抵消，所 以调节器基本上不动作。
热辐射
热辐射：通过电磁波形成来传播热量，其传播速度和光速一


样。热辐射像光一样，当射到某一物体上时，它具有反射、 穿透、吸收的特性其吸收部分有重新转变为热能，不同的物 体，这种特性不同。物体的 热辐射能力取决于它的热力学温 度。 炉膛中高温烟气和水冷壁受热面都向外辐射热量，其两者差 额被水冷壁吸收。 Q=炉膛中折算辐射的常数*（炉膛火焰平均温度四次方—水 冷壁表面的平均温度四次方） 炉膛内火焰和燃烧产物的温度很高，高时1600-1700，而水 冷壁表面温度约为350-430.，而辐射传热与绝对温度的四次 方成正比，炉内传热辐射为95%。而烟气在炉内流速较低， 并且为纵向流经水冷壁，所以仅为5%。所以炉内换热主要 是以辐射换热为主。 运行中的应用：水冷壁的传热过程：高温烟气（辐射对流） 管外壁（热传导）管内壁（对流换热）汽水混合物

二、 温度测量仪表 的分类 工业上常用的温度检测仪表有： 1、玻璃液体温度计（冷油器，液力耦合器、联轴器前后轴承） a、 常用测温范围：－50（℃）～600（℃） b、 优 点：结构简单，使用方便，测量准确，价格低廉。 c、 缺 点：测量上限和精度受玻璃质量的限制，易碎，不能记录和远 传。 2、双金属温度计（发电机出入口风温） a、 常用测温范围：－80（℃）～600（℃） b、 优 点：结构紧凑，牢固可靠。 c、 缺 点：精度低，测量和适用范围有限。 3、工业热电偶温度计（锅炉炉膛，烟道温度） a、常用测温范围: 0（℃）～1200（℃） b、优 点：测温范围广,精度高,结构简单,使用方便,便于远距离、多点 集中测量和自动控制。 c、缺 点：需冷端温度补偿,在低温段测量精度较低。




三、热电偶 1、 热电偶 测温原理 两种电子密度不同的导体构成闭合回路,如果两接头的 温度不同,回路中就有电流产生,这种现象成为热电现象, 相应的电动势成为温差电势或热电势,它与温度有一定的 函数关系,利用此关系就可测量温度。当组成热电偶的导 体材料均匀时,其热电势的大小与导体本身的长度和直径 大小无关,只与导体材料的成分及两端的温度有关。因此, 用各种不同的导体或半导体可做成各种用途的热电偶,以 满足不同温度对象测量的需要。 3、热电偶的结构 热电偶是有两根不同导体（或称电极）构成的.这两根导 体一端焊接在一起,成为热端（或称工作端）,测温时将 此端处于被测介质中。另一端称为冷端（或自由端）,接 入二次仪表（显示仪表）或电测设备。
这就表明热流密度与两侧的温差成正比，与壁面
厚度成反比，比例系数为导热率λ； λ的数值与 材料有关，是评价材料热传导性好坏的指标。导 热性好的材料如铜、普通钢材等，导热性差的材 料如超细玻璃毛毡、硅藻土转等，导热性差的材 料多用于保温以减少设备或管路的热量散失。各 种材料的导热系数还与温度有关，一般金属的导 热系数随温度的升高而降低。而耐火材料和保温 则随温度的提高，导热系数也提高。 运行中的应用：运行中对外壁敷有灰层和内部结 垢的管子，一方面降低了热流密度，另一方面管 内结垢更有可能引起管壁超温，管壁超温是降低 管子寿命甚至引起爆破的重要原因，这一点很值 得注意的。运行中采用吹灰和改善给水品质是解 决上述问题的好办法，同时加强保温减少散热损 失。
运行中的应用
电厂பைடு நூலகம்的流体工质运动大多处于紊流状态，
凡紊流运动状态的流体，靠近壁面处都有 很薄的一层处于层流运动的边界。要降低 流体热阻就要降低边界层厚度，要降低边 界层厚度就必须增加流体速度，但流速不 能过高，过高会使阻力大大增加，因为阻 力的增加与流速的平方成正比。另外由于 锅炉的烟气在流经错列管壁时管壁对烟气 的流逝和方向都发生变化，而流经顺列管 壁时管壁对烟气的流速和方向影响较小所 以烟气对错列管束比顺列管束放热系数高。