【摘 要】溫度是火力發(fā)電廠重要控制和監(jiān)視的參數(shù)之一，多年來(lái)溫度測(cè)量技術(shù)得到了快速的發(fā)展，其測(cè)量裝置、測(cè)量手段也從單一的測(cè)量功能向多樣化、智能化和高精度方向發(fā)展。本文結(jié)合白山發(fā)電廠300MW機(jī)組生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況，闡述了當(dāng)今大型火力發(fā)電機(jī)組上所應(yīng)用的熱工溫度測(cè)量裝置的種類、基本構(gòu)造、測(cè)量原理、信號(hào)的采集及通訊。深入地分析了在使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題和處理方法，以期為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量的設(shè)備選型以及專業(yè)技術(shù)應(yīng)用提供指導(dǎo)性的意見。

【關(guān)鍵詞】熱電阻 熱電偶 火力發(fā)電 溫度補(bǔ)償 總線

一、前言

溫度信號(hào)是火力發(fā)電廠重要控制和監(jiān)視的參數(shù)，通常一臺(tái)300MW火電機(jī)組其溫度測(cè)點(diǎn)的數(shù)量大致在900點(diǎn)左右，占各類測(cè)點(diǎn)總量的1/5，其測(cè)量范圍遍布機(jī)組的各個(gè)角落。對(duì)于主汽溫度、鍋爐壁溫、汽輪機(jī)缸體溫度、重要輔機(jī)電機(jī)溫度這些溫度信號(hào)的準(zhǔn)確與否將直接影響到機(jī)組運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性及機(jī)組效率。

二、熱電偶測(cè)溫元件

熱電偶有勻質(zhì)定律和中間導(dǎo)體定律兩個(gè)性質(zhì)，根據(jù)其特性制作了用于延長(zhǎng)冷端溫度的補(bǔ)償導(dǎo)線。根據(jù)熱電偶的制作材料不同，工業(yè)上分為S型、R型、B型、K型、N型、E型、T型、J型?；鹆Πl(fā)電機(jī)組常用的為E型和K型熱電偶，S型熱電偶一般用于實(shí)驗(yàn)室。熱電偶的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，由兩種均勻?qū)w焊接而成。熱電偶的冷端補(bǔ)償功能已普遍移入DCS中。所采用的方法一般為三種：冷端補(bǔ)償器法、冷端電阻法、軟件修正法。

（一）熱電偶信號(hào)的處理

進(jìn)入DCS控制器卡件的溫度信號(hào)是數(shù)字量信號(hào)，同輸入的毫伏電壓值呈線性關(guān)系，所以要將它轉(zhuǎn)換成溫度信號(hào)還需要列表進(jìn)行插值計(jì)算。

（二）熱電偶常見故障與分析

熱電偶的常見故障主要表現(xiàn)有：

1.熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線接反。

2.熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線絕緣層被磨破，造成信號(hào)回路接地。

3.接線盒內(nèi)接線端子接觸不良。

4.補(bǔ)償電阻故障。

5.鍋爐尾部煙道測(cè)量熱電偶故障率較高。

6.信號(hào)屏蔽系統(tǒng)DCS柜內(nèi)接地不良。

7.溫度輸入信號(hào)經(jīng)隔離器后故障，反映在操作員控制站上的溫度值信號(hào)異常。更換隔離器后正常。

三、熱電阻測(cè)量元件

熱電阻和熱電偶比較，在低溫時(shí)特性較好，測(cè)量精度要高于熱電偶，主要用于檢測(cè)溫度低于200℃的測(cè)點(diǎn)。目前在測(cè)量發(fā)電機(jī)線圈溫度及大型輔機(jī)電機(jī)溫度。

熱電阻元件結(jié)構(gòu)一般由電阻體、引線、絕緣子或絕緣膠管、保護(hù)套管及接線盒組成，三線制熱電阻的常見故障主要表現(xiàn)在以下幾方面：

（一）部分引線接線端子接觸不良。

（二）測(cè)溫電阻損壞。

（三）外界信號(hào)干擾。

（四）溫度輸入信號(hào)經(jīng)隔離器后故障，反映在操作員控制站上的溫度值信號(hào)無(wú)顯示并且有信號(hào)壞質(zhì)量故障報(bào)警。更換隔離器后正常。

四、新型測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用

（一）單總線數(shù)字溫度傳感器DS1820

DS1820是由美國(guó)DALLAS公司提供的一種單總線系統(tǒng)的數(shù)字溫度傳感器，它可以提供二進(jìn)制9位溫度信息，分辨率為0.5度，可在-55度到125度的范圍內(nèi)測(cè)量溫度，可以通過(guò)總線構(gòu)成多點(diǎn)測(cè)溫網(wǎng)路，此類傳感器多在環(huán)境監(jiān)測(cè)、建筑物、設(shè)備內(nèi)的溫度場(chǎng)測(cè)量，一般火電機(jī)組很少應(yīng)用。

（二）光纖溫度計(jì)

光纖溫度計(jì)的特點(diǎn)施耐腐蝕，干電磁干擾，這是其它傳感器不能相比的，在測(cè)量端可實(shí)現(xiàn)不帶電的全光路系統(tǒng)，因此具有安全的防爆性能，在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用

（三）聲學(xué)測(cè)溫系統(tǒng)

在通過(guò)一個(gè)混合氣體中蔓延的聲波速度是一個(gè)絕對(duì)溫度的基本函數(shù)，在一個(gè)較小的范圍，是一個(gè)氣體成分的函數(shù)。在大多數(shù)的應(yīng)用中，氣體常數(shù)和相關(guān)的量是知道的或在一個(gè)小的量值范圍內(nèi)。因此，沿著聲源和接收器之間的路徑上的平均氣體溫度可以通過(guò)聲波的傳播時(shí)間（即聲音從聲源到達(dá)接收器所花費(fèi)的時(shí)間）來(lái)確定，根據(jù)已知的聲源到接收器之間的距離，溫度就能被計(jì)算出來(lái)。

把一個(gè)聲源（傳送器）安裝在爐子或鍋爐的一邊，把麥克風(fēng)（接收器）安裝在對(duì)邊，一個(gè)聲音信號(hào)就能夠被傳送器發(fā)射接收器探測(cè)。因?yàn)樵趥魉推骱徒邮掌髦g的距離是已知的固定的，聲音信號(hào)的傳播時(shí)間的測(cè)量允許依照傳送器和接收器之間的路徑進(jìn)行氣體平均溫度的計(jì)算。這類傳感器目前在火力發(fā)電機(jī)組中已經(jīng)應(yīng)用。

除了這些新的傳感技術(shù)外，在信號(hào)采集和通訊方面，也有了新的應(yīng)用，沈陽(yáng)玖陽(yáng)公司的一線通、無(wú)錫貝爾公司的IDAS這類產(chǎn)品都是通過(guò)總線冗余連接，將大量的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，以通訊的方式傳到DCS系統(tǒng)。但是這類應(yīng)用只適合監(jiān)視和記錄應(yīng)用，不適合用來(lái)做保護(hù)、控制等信號(hào)。

五、結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)作者在多年實(shí)際對(duì)溫度測(cè)量裝置工作中的總結(jié)及對(duì)新的溫度測(cè)量技術(shù)的研究。不斷摸索總結(jié)出規(guī)律性的東西，以期為現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備維護(hù)以及專業(yè)技術(shù)應(yīng)用提供建設(shè)性意見。隨著大機(jī)組的投產(chǎn)，自動(dòng)化程度的提高，對(duì)溫度測(cè)量的測(cè)量精度、抗干擾能力、通訊都有了更高的要求。要盡量避免測(cè)溫裝置在大型機(jī)組中的故障，還要靠我們的技術(shù)人不斷的開發(fā)以及新技術(shù)的應(yīng)用從而提高機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王俊杰《檢測(cè)技術(shù)與儀表》2003 P34-85 【M】 武漢理工大學(xué)出版社

作者簡(jiǎn)介；

李婷 女 遼寧省錦州市 1982年8月30日 中國(guó)能建東北電力第三工程公司 工程師 自動(dòng)化