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1、本科毕业设计（2012届）题 目95t/h循环流化床热电机组仪控系统设计学 院自动化专 业自动化班 级学 号学生姓名陆康健指导教师岳伟挺完成日期2012年5月14日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文95t/h循环流化床热电机组仪控系统设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日摘要循环流化床锅炉是近年来国际上发展起来的新一代锅炉，是目前国内外推崇的高效环保型锅炉。具有煤种适应性广、负荷调节性能好、燃烧效率高、环境污染小等优点，当前我国工厂实际自动化水平还不高，循环流化床锅炉的很多控制回路还沿用手
2、动控制，因此实现锅炉的自动控制有重要意义。本文从实际出发，介绍了循环流化床锅炉的原理，结合具体工程对循环流化床锅炉汽水系统进行了研究分析，尤其是汽包水位系统的分析。以串级控制作为控制系统的基本结构，给出了汽包水位系统、过热蒸汽温度控制系统及一些辅助系统的控制方案。根据仪表选型和电缆选型规范，结合控制方案和具体工程的参数要求，对工程采用的仪表、调节阀及电缆进行了选型。关键词：循环流化床锅炉；汽包水位；控制系统；仪表ABSTRACTCFBB (circulating fluidized bed boiler) is the new generation of boiler which the re
3、cent years on international developed, is the present domestic and foreign esteems highly effective environmental protection boiler. Has the coal to plant the compatibility broadly, the load control characteristic good, the combustion efficiency high, the environmental pollution is small and so on t
4、he merit. The current our country factory actual automation level very is also backward, the CFBB very many control loop also continues to use the hand control, therefore realizes the boiler automatic control to have vital significance.Combined with the actual, this text introduces the principle of
5、the CFBB. The text also presents the analysis to the CFBB soda system analysis, especially the drum water level system. Then text presents the control scheme of drum level system, the superheated steam temperature control system and some auxiliary systems. Most of the control systems are based on th
6、e cascade regulation system. According to the specification of the instrument selection and cable selection, combined with the control programs and the parameters about the project-specific, the text provides the selection of the instruments, the control valves and the cable.Key words：CFBB (circulat
7、ing fluidized bed boiler); water level of drum; control system;instrument目录1引言12循环流化床锅炉汽水控制方案32.1循环流化床锅炉工艺简介32.2自动调节系统的设计程序42.2.1自动调节系统设计步骤42.2.2典型原则性调节系统分析42.3汽水控制系统72.3.1汽包水位控制系统72.3.2过热蒸汽温度控制系统92.3.3汽包水位的测量112.3.4汽水系统的热工保护设计133仪表选型153.1总则153.1.1就地热工仪表装置及管路的安装153.1.2变送器和二次仪表153.1.3安全防护措施163.2压力仪表1
8、63.2.1压力表选择163.2.2压力变送器的选择173.3温度仪表183.3.1温度检测元件选型183.3.2工业中常用接触式温度计183.3.3温度变送器选型203.4液位仪表203.4.1液位仪表选型准则203.4.2常用液面计203.4.3液位变送器选型213.5流量仪表233.5.1流量仪表选型准则233.5.2常用流量仪表244调节阀选型264.1调节阀概述264.2调节阀选型总则264.2.1调节阀的阀体类型选择264.2.2调节阀执行机构的选择274.2.3执行机构类型的确定274.2.4调节阀的作用方式选择274.2.5控制阀固有流量特性的选择原则284.3控制阀口径的计算
9、285电缆选型305.1 电缆选型依据305.1.1电缆类型选择305.1.2电缆截面选择305.1.3电缆合并316结论327致谢338参考文献349附录35附录1：锅炉汽水系统图35附录2：汽包水位电视系统图36附录3：就地仪表电伴热防冻系统图37附录4：仪表清单38附录5：电缆清单441引言我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一，目前每年煤炭消费量约12亿吨，其中80%通过燃烧被利用。然而，燃烧设备陈旧、效率低、排放无控制造成了能源和环境污染严重，能源节约与环境保护已成为现有燃煤技术所需解决的主要问题。因此，寻求一种高效、低污染燃烧技术，开发新的燃烧设备成为当务之急。循环流化床燃烧
10、（CFBC）技术作为一种新型成熟的高效低污染清洁煤技术，具有许多其它燃烧方式没有的优点：（1）循环流化床（CFB）属于低温燃烧，因此氮氧化物排放远低于煤粉炉，仅为200ppm左右，并可实现在燃烧过程中直接脱硫，脱硫效率高且技术设备经济简单，其脱硫的初投资及运行费用远低于煤粉炉加烟气脱硫（PC+FCD）。以130t/h、220t/h、410t/h循环流化床锅炉测算（按年运行5000小时、脱硫效率80%），每台锅炉每年可分别燃用劣质煤12万吨、19万吨、35万吨；减排二氧化硫2784吨、4560吨、8502吨；节约脱硫费用分别为222万元、364万元、680万元，而且减少了大量劣质煤的占地问题；（
11、2）燃料适应性广且燃烧效率高，特别适合于低热值劣质煤；（3）排出的灰渣活性好，易于实现综合利用，无二次灰渣污染；（4）负荷调节范围大，低负荷可降到满负荷的30%左右3。在我国目前环保要求日益严格，电厂负荷调节范围较大、煤种多变、原煤直接燃烧比例高、 国民经济发展水平不平衡、燃煤与环保的矛盾日益突出的情况下，循环流化床锅炉已成首选的高效低污染的新型燃烧技术。我国从七十年代开始一些大专院所和企业就研制出小容量的循环流化床锅炉，迄今已经有了东锅、哈锅、武锅、济锅、杭锅等锅炉制造厂与西交大、浙大、清华、东南大学、中科院热物理所、西安热工所、上海成套所等共同研究的25t/h240t/h循环流化床锅炉，目
12、前己经投入生产和订货的有近千台。目前大容量循环流化床锅炉的研制也在进行之中，全国已经有许多电厂采用了循环流化床锅炉进行发电。近十几年来，循环流化床锅炉技术是一项迅速发展的高效、低污染、清洁燃烧枝术。国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用，并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展；国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起，已有上百台循环流化床锅炉投入运行或正在制造之中。未来的几年将是循环流化床飞速发展的一个重要时期。虽然循环流化锅炉以其独特的优点在国内外都得到了极大的发展，但要完全发挥其优势，必须走产业化和大型化的道路，开发制造具有我国自主知识产权的大型
13、循环流化锅炉，并在容量上尽快达到与煤粉炉相当的水平。一旦这项新技术实现了大型化和国内的产业化，就能切实地体现其重大的经济效益、社会效益和环境效益5。循环流化床锅炉是未来的燃煤技术主力军，循环流化床锅炉的控制问题也是相当重要的研究课题。循环流化床锅炉虽然有着较其他类型的锅炉较为优越的性能和特点，但是其设计、运行过程中还存在着许多亟待解决的问题。本文介绍了循环流化床锅炉的工艺特点，着重分析了循环流化床锅炉汽水控制系统的工艺流程，对实际工程进行了分析并给出可行的控制方案和相应的仪表、调节阀、电缆等的选型。2循环流化床锅炉汽水控制方案2.1循环流化床锅炉工艺简介图2.1为典型的CFB锅炉结构示意图。典
14、型的CFB锅炉在结构上可分为两部分，第一部分由布风装置，流化床燃烧室、飞灰分离装置、飞灰回送器等组成，上述部分构成了一个固体物料循环回路。第二部分为对流烟道，布置有高温过热器、低温过热器、省煤器和空气预热器等主要用来吸收烟气中所含有的热量。图2.1循环流化床锅炉结构示意图锅炉内物料燃烧时，燃烧物料进入炉膛，同时一次风经过空气预热器加热后从炉膛底部经布风板进入炉膛，一次风主要使煤在炉膛中呈流化状态并初步燃烧，二次风从布风板上进入以供给充足的空气使煤充分燃烧。烟气中的固体颗粒经旋风分离器，分离下来的二次返料再回到炉膛密相区重新燃烧，烟气经高温过热器、低温过热器、省煤器、空气预热器、除尘器，最后经烟
15、囱排入大气层，床层密相区中的料渣经自动排渣机和冷渣机放出。锅炉汽水系统工艺流程简述如下：除氧脱盐水经高压给水泵加压进入给水管，由给水调节阀进入下级省煤器吸收烟气热量，形成汽水混合物，进入汽包进行汽水分离，蒸汽由导汽管引出至低温过热器加热，水在汽包内经下降管分配到炉膛四周水冷壁管下联箱后再经水冷壁管（上升管）吸收煤燃烧产生的热量，形成汽水混合物，由汽水导管引入汽包进行汽水分离，蒸汽送出，水再次进入水冷壁管吸收煤燃烧产生的热量，由此形成封闭的自然循环6。2.2自动调节系统的设计程序2.2.1自动调节系统设计步骤 进行自动调节系统的设计时，首先应根据工程特点，如工艺系统、机组容量、自动化水平等确定调
16、节项目，然后根据已确定的项目，设计原则性调节系统，最后根据所选用的调节设备设计实际应用的调节系统。原则性调节系统的设计通常按下列步骤进行：（1）选择被调量，采用能直接反映生产过程质量要求的参数作被调量，其调节作用最有效。当这种参数作为被调量难以测量，或测量迟延过大，无法满足调节质量的要求时，可选择间接参数作被调量。（2）分析调节对象的动态特性，通常，调节对象的动态特性是在现场用试验方法获得的。分析被调量在主要扰动下的动态特性，是设计自动调节系统的基础。（3）确定调节变量，调节变量是指调节系统中用以实现调节作用的变量，确定调节变量也就是确定对象的调节通道，任何扰动都要通过调节通道去克服。调节通道
17、的动态特性对调节质量的影响是很大的。（4）设计原则性调节系统和选择调节器作用规律，根据调节任务确定应采用的调节系统，锅炉和汽机等热工对象的自动调节大多数为定值系统，少数为随动系统。然后根据生产上对调节质量的要求和对象动态特性确定采用简单的单回路系统还是更完善的复杂调节系统。2.2.2典型原则性调节系统分析正确设计原则性自动调节系统和选择调节器的作用规律，是整个自动调节系统设计中十分重要的一步。一次，在介绍该工程汽水控制系统的设计前，西安对几种常见的典型原则性自动调节系统作一简要分析。2.2.2.1单回路调节系统单回路调节系统是由被调量反馈构成，只有一个闭合回路的调节系统，其框图如图2.2所示。
18、图2.2 单回路调节系统方框图单回路系统的优点是结构简单，成本低廉。但忽略了变送器、调节器、执行器等元件的迟延对系统的冬天过程的影响。单回路系统都是反馈系统，其调节作用都必须等系统出现偏差后才发出，是一种不及时的偏差调节系统。随着系统中各元件迟延和惯性的增大，同样会使调节系统不及时，动态偏差增大，调节品质恶化，有时还会造成危险。2.2.2.2双回路调节系统双回路系统消除扰动的原理是:被控对象往往有很多容积和阻力串连而成，其调节通道上与某一中间点参数串连的环节比主被调量所串连的少，将该中间参数引入调节器，构成两个回路，分别成为主回路与副回路。副回路迟延小，反应快，设计系统时只要把更多、比较重要的
19、扰动包围与副回路中，就能有效的即使消除扰动。双回路调节系统有多钟方式组成，主要介绍串级调节系统。串级调节系统的方框图如图2.3所示。系统由主、副两个调节器串联而成。主调节器克服各种扰动的影响，维持主被调量在给定值，其输出作为副调节器的给定值；副调节器用以迅速消除进入副回路的扰动，从而使调节品质得到改善。主、副回路分别由主、副调节器整定，主、副回路相对独立，互不干扰，简单直观，易于掌握。缺点是要用到两个调节器，但经过横向比较，这种系统有利于生产的安全性和经济性，应用广泛，值得推荐。图2.3串级调节系统方框图2.2.2.3前馈反馈负荷调节系统前馈调节是另一种及时消除扰动的调节方式。其框图如图2.4
20、所示。当扰动出现时，前馈调节器就对调节变量进行调节，以补偿扰动对被调量的影响。调节作用并不等到被调量出现偏差以后才进行调节。图2.4 前馈调节系统理论上，前馈调节器可实现扰动的完全补偿。但实际操作中由于调节对象的复杂性，前馈调节器的传递函数计算困难，技术上的实现也很复杂。因此，常采用的前馈调节器是一些比较简单的环节，实现扰动的部分补偿。为被补偿的那部分，虚有反馈系统安偏差调节来克服。所以前馈调节常与反馈调节一起构成前馈反馈复合调节系统，其控制框图如图2.5所示。图2.5前馈反馈控制系统2.2.2.4前馈双回路复合调节系统对于动态特性较差，或者是检测仪表测量迟延交大，为满足生产上对调节质量的要求
21、，可采用多参数的系统，即调节器除接受主被调量信号外，还引入了几个辅助信号，这些辅助信号有些是前馈信号，有些是反馈信号。常用的前馈双回路复合调节系统是具有前馈信号的串级调节系统，其控制框图如图2.6所示。它由前馈信号引入串级调节系统的副调节器构成，具有串级系统的各种优点，主调节器的输出与前馈信号同时作中间点参数的给定值，中间点参数对主被调量及前馈信号同时起反馈平衡作用。前馈信号必须作为中间点参数的给定值，不能从副调节器后引入，否则系统便不能协调工作。图2.6前馈串级调节系统2.3汽水控制系统汽水控制系统的调节任务是改变给水量，使之适应锅炉的蒸发量，把汽包水位保持在一定范围内。同时根据蒸汽负荷的要
22、求，将主蒸汽温度控制在一定范围内。由此看来，汽水系统可分为两个部分，即汽包水位控制系统和过热蒸汽温度控制系统。2.3.1汽包水位控制系统汽包水位是锅炉运行的主要指标。水位过高会影响汽包的汽水分离，增加蒸汽携带的水分，汽水品质恶化，导致透平进水，损坏叶片。水位过低，则由于汽包内的水量较少而负荷却很大，水的汽化速度又快，因而汽包内的水量变化速度很快，破坏汽包与水冷壁间的水循环，如不及时控制就会使汽包内的水全部汽化。导致汽包破坏或爆炸。因此，汽包水位的控制是保证汽包安全运行的最重要条件之一，必须严格加以控制。汽包水位是汽包水位控制系统的被调量，常采用差压方式测量（在带有压力的密闭容器内，由于底部压力
23、不仅与液面高度有关，还与页面表面上的气压有关，这是可用测量差压的方法，消除液面上压力的影响）。由于差压不仅与水位有关，还与汽包内饱和压力有关。因此，必须进行压力补偿才能准确地代表水位。影响汽包水位的主要三个因素指：给水量、蒸发量、炉膛热负荷。给水量扰动下，水位调节对象没有自平衡能力，但有一定的迟延和惯性。当蒸汽流量活炉膛热负荷扰动时，由于锅炉蒸发区内汽泡所占体积的变化会导致出现假水位（汽包水位的变化不是由于给水量与蒸发量之间的物料平衡关系破坏所引起，而是由于工质压力突然变化，或燃烧工况突然变化，使水容积中汽泡含量增多或减少，引起工质体积膨胀或收缩，造成的汽包水位升高或下降的现象，称为虚假水位。
24、“虚假水位”就是暂时的不真实水位，如：当汽包压力突降时，由于炉水饱和温度下降到相应压力下的饱和温度而放出大量热量并自行蒸发，于是炉水内气泡增加，体积膨胀，使水位上升，形成虚假水位；汽包压力突升时，则相应的饱和温度提高，一部分热量被用于炉水加热，使蒸发量减少，炉水中气泡量减少，体积收缩，促使水位降低，同样形成虚假水位现象。蒸汽流量扰动引起的假水位现象最为严重，一般的100-230t/h锅炉，当蒸发量突然变化10%时，假水位现象可使水位变化达30-40毫米。汽包水位的控制手段就是控制给水，对大型锅炉而言，调节通道延迟大，飞升速度快，给水流量变化频繁。传统的单冲量(汽包水位)控制系统和双冲量（汽包水
25、位和蒸汽流量）控制系统其本身都有不可克服的缺陷，就单冲量控制系统而言，当蒸汽负荷突然增大，由于假水位现象，控制器不但不能开大给水阀增加给水量，而是关小控制阀，减少给水量，等到假水位消失后，由于蒸汽量增加，送水量反而减少，将使水位严重下降，波动很厉害，甚至会使汽包水位将到危险程度，以至发生事故。双冲量控制系统就是在单冲量控制系统的基础上将蒸汽流量信号引入。将蒸汽流量信号引入就可根据蒸汽流量来起校正作用，纠正假水位引起的误动作，使控制阀的动作十分及时，从而减少水位的波动。但双冲量控制系统还有两个缺点：控制阀的工作特性不一定成为线性，要做到静态补偿比较困难；对于给水系统的干扰仍不能克服。工业上常采用
26、具有给水流量、蒸汽流量信号的三冲量控制系统，其工艺流程图如图2.7所示。图2.7汽包水位三冲量控制系统可见，三冲量控制系统是一个前馈双回路（前馈串级）复合系统，以克服对象的迟延并迅速消除给水流量侧的扰动。其控制框图如图2.8所示。蒸汽量扰动作为前馈信号，引入前馈调节器及时补偿，给水量的扰动在副回路中及时消除，实现扰动的部分补偿，并将给水量的扰动在副回路中及时消除，可减轻水位对调节的不良影响4。图2.8 汽包水位三冲量控制框图2.3.2过热蒸汽温度控制系统在锅炉运行中，过热蒸汽温度是一个重要的控制参数，是锅炉运行质量的重要指标之一，过热蒸汽温度较高，可能造成过热器蒸汽管道损坏；过热蒸汽温度过低，
27、会降低内功率。因此，过热蒸汽温度过高或过低，对锅炉运行及蒸汽用户设备都是不利的，必须把过热器出口蒸汽温度控制在允许范围内，以确保机组运行的安全性和经济性。过热蒸汽温度的调节大多采用喷水减温方式，即通过减温水调节阀改变喷水量继而改变进入过热起蒸汽的热焓（表示物质系统能量的一个状态函数，通常用H来表示，其数值上等于系统的内能U加上压强P和体积V的乘积，即H=U+PV），以实现过热蒸汽温度的调节。过热器出口蒸汽温度的主要扰动有：烟气流量和温度（即炉膛出口的温度）变化的扰动；入口蒸汽流量和温度的波动；减温水压力变化的扰动。由于过热器管壁金属的热容量很大而有较大的热惯性，且管道较长固有一定的纯之后。由于
28、蒸汽温度的调节品质要球很高，如果如图2.9 采用简单的单回路调节系统，即用一个调节器，它接受过热器温度的信号，去调节减温水调节阀。当发生入口蒸汽或减温水的扰动时，要经过出口蒸汽温度的变化，调节器才开始动作，去控制减温水的流量。而减温水流量改变后，又要经过一段时间，才能影响蒸汽温度。这样，既不能及早发现扰动，又不能及时反映调节效果，将使蒸汽温度发生不能允许的动态偏差，影响锅炉的安全经济运行。图2. 9 锅炉过热蒸汽单回路温度调节系统一种解决办法是寻求一个能较快地反应扰动和调节作用的中间变量，如减温器出口温度。若再用一个调节器构成另一个单回路调节系统，如图2.9 所示。这种入口蒸汽及减温水一侧的扰
29、动，首先反映为减温器出口温度的变化并能及时克服，因而打打减少它们对出口蒸汽温度的影响，提高了调节品质。但这样需要增加一个调节阀，既增大了减温水管线的阻力有增加了投资，在经济上是不合理的方案。比较好的方法是采用串级调节系统，如图2.11所示，他与图2. 10方案不同的地方，只是过热出口蒸汽温度调节器的输出信号，不是用来控制调节阀而是用来改变调节器的给定值，起着最后矫正的作用。图2. 10 附加中间变量的调节方案图2.11 锅炉设备蒸汽温度串级调节系统因此，工业上采用过热蒸汽温度同减温水流量的串级调节方式。同时为了补偿过热蒸汽温度的大滞后，又引入了烟气流量和温度（炉膛出口温度）变化的扰动作为前馈。
30、最终控制方案的总体框图如图2.12 所示。图2. 12 锅炉设备过热蒸汽串级调节系统方块图该工程汽水流程图图详见附录。2.3.3汽包水位的测量由以上分析可知，汽包水位是保证系统运行安全性和经济性的重要指标，准确测量汽包水位就显得尤为重要。工程上通常采用多种汽包水位的测量方法来保证汽包水位位于指标附近，继而保证系统安全运行2。2.3.3.1水位计测量汽包水位汽包水位测量选用了电接点水位计、差压水位计、计双色水位计。（1）双色水位计：用于就地显示锅筒水位，是应用最广泛的就地水位计。是一个竖直玻璃管，上下分别与锅筒的汽空间和水空间相连，采用U型管连通原理显示水位，利用材料的光学特性使水汽两部分分别呈
31、现绿红两种颜色，以利观察。双色水位计使用可靠，显示直观，可通过摄像头接至中控室，是比较理想的锅炉水位计。但要注意定期冲洗，且有的厂家产品灯泡寿命短，需经常更换。（2）电接点液位计：远传用。在竖直方向顺序排列若干电极，水位升降会使电级间导通或断开，从而显示水位。电接点液位计指示准确，尤其是在起停炉和负荷波动时，应主要以双色和电接点显示为准。但要注意煮炉时要隔离，否则会损坏。（3）差压水位计：利用差压计所测到的压力差来间接测量锅炉锅筒中的水位。一般由平衡容器、差压信号管路和差压计等组成。平衡容器把锅筒内的水位变化信号转换成差压变化信号，经差压信号管路传送到差压计，再通过差压计根据对应信号的强弱来显
32、示水位的高低。2.3.3.2汽包水位工业电视系统（1）系统简介为便于工作人员及时观察汽包水位的变化，设计了汽包水位工业电视系统，如图2.13。它由彩色CCD摄像机、冷却风系统、彩色监视器、图像控制器、云台（选配）等组成。工作时安装在汽包水位计前端的摄像机将水位图像通过视频电缆传送到图像控制器，通过控制图像控制器将水位图像进行合成或切换送到控制室内的监视器上，以供运行人员监视。图2.13汽包水位工业电视系统实物框图（2）系统参数如表2.1。表2.1主要技术参数产品型号JIT-3工作环境温度-25+70探头工作温度无控制方式无冷却方式冷却风冷却风参数仪表气压力：0.20.8MPa；0.30.6m3
33、/min；进气温度35伸缩结构无电源AC220V清晰度480线最低照度0.5Lux炉壁开孔无（3）系统构成框图如图2.14。图2.14汽包水位工业电视系统构成框图（4）系统配置如表2.2（每个汽包水位计）。表2.2系统配置表序号型 号 名 称单 位数 量备 注1彩色摄像机只1进口CCD摄像机2彩色监视器台1进口21寸3图像控制器台14涡流致冷管只15风冷防护罩只16连接电缆套17安装附件套18电动云台及操作器套1用户选用2.3.4汽水系统的热工保护设计系统运行时管道中时刻有水流动，为防止冬天管道中的水结冰对系统安全运行带来的影响，该系统对露天仪表和导管采用电伴热保温防冻措施。电伴热作为一种有效
34、的管道保温及防冻方案一直被广泛应用。其工作原理是通过伴热媒体散发一定的热量,通过直接或间接的热交换补充被伴热管道的损失,以达到升温、保温或防冻的正常工作要求。20世纪70年代，美国能源行业就提出用电伴热方案来替代蒸汽伴热的设想。70年代末80年代初，包括能源行业在内的很多工业部门已广泛推广了电伴热技术，以电伴热全面代替蒸汽伴热。电伴热技术发展至今，已由传统的恒功率伴热发展到以导电塑料为核心的自控温电伴热。电伴热与蒸汽（热水）伴热相比，具有诸多优势如下： （1）电伴热装置简单、发热均匀、控温准确，能进行远控、遥控，实现自动化管理。 （2）热具有防爆、全天候工作性能，可靠性高，使用寿命长。 （3）
35、电伴热无泄漏，有利于环境保护。 （4）节省钢材：它不需要蒸气伴热所需的一来一去二趟伴热管路。 （5）节省保温材料。 （6）节约水资源，不象锅炉每天需要大量的水。 （7）电伴热还能解决蒸气和热水伴热难以解决的问题。 （8）电伴热设计工作量小，施工方便简单，维护工作量小。 （9）效率高，能大大降低能耗。 无论是一次性投资，还是年运行费用，电伴热带比蒸汽伴热带都要节省；有的项目电伴热带的一次性投资可能会略高于蒸汽热水伴热，但以年运行费用论，通常电伴热运行一到两年节省的费用就能收回投资。该工程就地仪表保温防冻措施图详见附录。3仪表选型 3.1总则3.1.1就地热工仪表装置及管路的安装（1）就地取源部件
36、安装的开孔、焊接及热处理工作，必须在设备和管道衬胶、清洗、试压和保温前进行。开孔位置应离开焊缝及热影响区，但蒸汽管道的监察段上不得开孔和安装取源部件。（2）相邻两取源部件之间的距离应大于管道外径，且不得小于200mm，同一管段上安装压力和测温元件时，应按介质流向，前者在后者的上游。（3）取源部件装设取源阀门时，阀门应尽量靠近测点和便于操作；应固定牢固，并应采取补偿主设备热态位移的措施。取源部件或敏感元件安装后，要装设标明设计编号、名称及用途的标志牌1。3.1.2变送器和二次仪表变送器和传感器本是热工仪表的概念。传感器是把非电物理量如温度、压力、液位、物料、气体特性等转换成电信号或把物理量如压力
37、、液位等直接送到变送器。变送器则是把传感器采集到的微弱的电信号放大以便转送或启动控制元件，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。根据需要还可将模拟量变换为数字量。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。与接受标准信号显示仪表配套的测量或控制系统，可选用具有模拟信号输出功能或数字信号输出功能的变送器。一般情况应选用现场型变送器。一次仪表与二次仪表是仪表安装工程的习惯用语。确切名称应为测量仪表和显示仪表。测量仪表是与介质直接接触，是在室外就地安装的，显示仪表多在控制室盘上安装的。为了区分一套系统中的仪表，把现场就地安
38、装的仪表简称一次仪表，将盘装的显示仪表简称二次仪表。二次仪表选用原则如下：（1）根据生产过程及生产工艺对仪表的要求选用。了解在特定的热处理工艺对温度和控温的具体要求是什么?其中包括热处理工件的材质、热处理类型、加热温度范围以及工件热处理时间和各种性能指标对温度的敏感程度等因素，确定热处理工艺温度的允许变动范围，以便为选择仪表的测量和控制精度提供最基本的数据。（2）根据生产过程自动化程度对仪表的要求来选择。为了提高产品质量，减轻工人劳动强度，应尽可能选用自动测量、自动控制和连续调节的仪表。（3）根据工业生产中需要 测温和控温的范围来选择合适量程的温度仪表。在不同的生产过程和工艺要求中，其要求测温
39、的范围和控制精度也不一样。因此，要根据实际需要来选择合适的仪表。此外，在选用仪表的精度和量程时，要同时考虑并尽量选用仪表的测量上限与被测温度相近的仪表。这是因为，在使用仪表测温时，同精度不同量程的仪表，所产生的绝对误差是不同的。（4）要根据经济、合理并有利于计量、维修和管理的原则来选择仪表。在实际生产中，在保证产品质量的前提下，应尽量选用结构简单、价格低廉和稳定可靠的仪表。由于目前我国温度仪表尚未标准化，型号、规格尚未统一，为了确保量值传递准确和仪表使用、维修及管理，在选仪表时，仪表型号、厂家不宜选择过多，最好用同一厂家生产的仪表。3.1.3安全防护措施（1）仪表控制室应加锁，闲杂人员不得入内
40、。（2）对就位的就地仪表应有防潮、防砸及防碰措施。（3）在仪表上方作业时，操作人员不得蹬踩仪表或以此作为脚手架，以防损伤仪表装置。（4） 在仪表上方操作电气焊时，应对仪器进行全方位保护，防止焊渣掉下，损伤设备。3.2压力仪表3.2.1压力表选择3.2.1.1量程选择 （1）测量稳定压力时，一般压力表最大量程选择接近或大于正常压力测量值的1.5倍； （2）测量脉动压力时，一般压力表最大量程选择接近或大于正常压力测量值的2倍； （3）测量高压压力时，一般压力表最大量程选择应大于最大压力测量值的1.7倍； （4）为了保证压力测量精度，最小压力测量值应高于压力表测量量程的1/3。3.2.1.2单位选择
41、压力仪表一律使用法定计量单位。即:帕（Pa）、千帕（kPa）和兆帕（MPa）。3.2.1.3型式选择 （1）测压0.4MPa时，可选用弹簧管压力表。（2）测压0.04MPa时，可选用波纹管和膜盒压力表。（3）测粘稠、易结晶、腐蚀性、含固体颗粒的场合，可采用膜片压力表或附带化学密封装置。 （4）测蒸汽或高于60的介质压力测量应选择不锈钢压力表或安装冷凝圈。（5）脉动压力测量应附加阻尼器或耐震压力表。（6）测含有液体的气体压力时应设置气液分离器。（7）高压压力表(大于10MPa)应有泄压安全设施。（8）测量差压时，应选用差压压力表7。3.2.1.4 举例说明如该工程中的给水压力表（PT111），安
42、装地点为给水操作台，测量介质为水，考虑到工程的给水压力为8MPa，选用弹簧管压力表，测量范围为010Mpa。又如过热器出口汽压压力表（PT117），测量介质为蒸汽且过热蒸汽温度远高于60，选择不锈钢压力表。具体压力仪表选型情况详见附录。3.2.2压力变送器的选择3.2.2.1 压力变送器选型规范（1）以标准信号传输时，应选用变送器。（2）易燃、易爆场合，应选用气动变送器或防爆型电动变送器。（3）结晶、结疤、堵塞、粘稠及腐蚀性介质，应选用法兰式变送器。与介质直接接触的材质，必须根据介质的特性选择。（4）对于测量精确度要求高，而一般模拟仪表难以达到时，宜选用智能式变送器，其精确度优于0.2级以上。
43、当测量点位置不宜接近或环境条件恶劣时，也宜选用智能式变送器。（5）使用境较好、测量精确度和可靠性要求不高的场合，可以选用电阻式、电感式远传压力表或霍尔压力变送器。（6）测量微小压力（小于500Pa）时，可选用微差压变送器。（7）测量设备或管道差压时，应选用差压变送器。（8）在使用环境较好、易接近的场合，可选用直接安装型变送器。3.2.2.2 举例说明汽包压力变送器（PT103）, 量程：010Mpa，输出信号：420mA，将压力值以标准信号传输。压力比变送器的选型详见附录。3.3温度仪表温度是工业生产中最基本的工艺参数之一，任何化学反应活物理变化的进程都与温度密切相关，因此温度的测量与控制是生
44、产过程自动化的重要任务之一。该锅炉汽水系统中，为了保证过热蒸汽的温度等参数，温度仪表的使用非常广泛。3.3.1温度检测元件选型温度检测元件根据温度变化范围、稳定性要求、介质特点（流速等）、反应速度、灵敏度和精读、安装条件等各方面的要求选择。测温元件应装设在测温值能代表介质温度的地方，不得装设在设备及管道的死角处；其插座及保护套管必须在水压试验前安装，并保证其固定接口的严密性。煤粉管道上的测温元件应有保护罩。测量过热器、再热器壁温度的热电偶各测点标高应一致，焊接工作要在水压试验前进行，且被测表面接触良好。3.3.2工业中常用接触式温度计工业中常用接触式温度计选用原则：（1）满足对测温范围的要求；
45、（2）满足对测温准确度的要求；（3）满足对指示、记录和报警及温度控制方面的要求；（4）满足对使用环境条件的要求；（5）在满足上述前提下选用价格低廉，坚固耐用，维修方便的仪表。3.3.2.1玻璃管温度计玻璃管温度计一般使用范围0300，分普通和精密两种。普通用温度计:选用1.5级或l级。精密测量用温度计:应选用0.5级或0.25级。线性度好，响应一般，仅作现场显示，不需要配其他仪表，带电接点的可作位控用。结构简单、使用方便、价格便宜以及精度高等优点，但不便远距离测温，结构脆弱、易碎，不允许超过温度计上限，不能与记录和控制仪表连接。玻璃管温度计应装设在便于监视并免受机械损伤的地方，其保护管内填充物
46、的高度以盖住温包为限，以使其传热良好。3.3.2.2压力式温度计压力式温度计一般使用范围0125，分气体式和液体式两种，气体式使用范围-100500，1.01.5%精度，液体式使用范围-50500，1.02.5%精度。结构简单，价格一般，抗震性好，可近距离远传测量设备内气体、液体、蒸汽温度，仪表刻度清晰，带电接点的可作位控用，对环境条件要求不高，但仪表时间常数大，准确度不是太高，避免使用标尺前1/3的位置，不能与记录和控制仪表连接。压力式温度计的毛细管敷设应有保护和隔热措施（周围温度变化剧烈时），毛细管的弯曲半径不应大于50mm。3.3.2.3 双金属温度计双金属温度计适合测量中、低温的现场检测工业仪表，可用来直接测量气体、液体、和蒸汽的温度。线性度好，响应慢，准确度低，只做作现场显示，不能与记录和控制仪表连接，带电接点的可作位控用。他们与工业水银温度计相比较，具有无汞害，易读数，坚固和耐振等优点，可代替工业玻璃水银温度计。双金属温度计及压力式温度计的温包必须完全浸入被除数测介质中。3.3.2.4热电偶检测元件热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。必须配二次仪表，其优点是：（1）测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。（2）测量范围广。常用的热电偶从-50+1600均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-2