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1、目 录一、校验1、建标22、复查33、项目工地热工标准室各项工作 44、测量技术的一些基本知识 95、测量、控制仪表的校验方法及要求二、热工常规仪表和设备的调试1、热电偶122、热电阻213、压力变送器 234、流量测量元件和变送器 245、液位差压变送器 266、逻辑开关 287、阀门执行器 30三、DCS1、DCS系统构成 352、DCS系统的基本操作 44四、分步试运1、试运顺序 4612、分系统调试工作 46五、总启动1、竣工资料 492、总启动值班 50六、试运案例汇总 52一、校验为保证检验、试验和测量满足工程的需求,公司已取得了企业二级计量单位的资质,并通过省质量技术监督局的认可
2、,进行了计量保证确认合格的认证并获证书。公司现有计量标准共18套,其中热工10套、电测5套、长 度3套,均 按JJF1033-2001 计量标准考核规范(新规范JJF1033-2008已于2008年9月1日起实施)执行,进行周期送检,建立相应的标准技术档案与管理制度。检测中心是公司主管计量管理工作的主管部门,公司施工处、分公司、相关部室负责自己内部的计量管理工作,并积极配合计量主管部门做好公司或项目工地的计量管理工作。1、建标公司热工计量室的上级溯源单位为山东省质量技术监督局(或山东省电力科学研究院)。热工计量室按照 计量标准考核规范的要求和规定程序,经申请上级溯源单位考核,建立了十套计量标准
3、,并颁发 计量标准考核证书(有效期四年),分 别 为(见 表1 1 ):表1 -1热工十套计量标准2序号标准装置名称准确度度等级可开展检定及校准项目名称测量范围准确度等级1弹簧管式精密压力表标准装置0.25%弹簧管式一般压力表、氧气表、乙快表(0-4 0)MPa1.6 级以下2热工二次仪表综合检定标准装置W0.20%热工二次仪表(0 50)m A(0-100)m V(0-300)Q0.5 级及以下3二等伯铃10伯热电偶标准装置W1.2工作用廉金属热电偶(300-1300)工业II级4二等笛电阻温度计标准装置二等工业徒1、铜热电阻压力式温度计双金属温度计工作用玻璃液体温度计(-200850)(0
4、-300)(0-300)(0-300)工业A级、B级1.5 级以下1.5 级以下工作用5压力变送器标准装置0.10%压力变送器(-0.10.4)MPa0.5 级以下6压力变送器标准装置0.10%压力变送器(06.0)MPa0.5 级以下7压力变送器标准装置W0.05%压力变送器(06.0)MPa0.5 级以下8数字压力计标准装置0.15%弹簧管式一般压力表(-0.1 0.4)MPa1.6 级及以下9数字压力计标准装置0.15%弹簧管式一般压力表(0-6.0)MPaL 6 级及以下10数字压力计标准装置 5 0%、7 5%、1 0 0%)。5.4.4对于出厂零点及量程不符合设计的情况。当设计量程
5、在出厂量程以内时,通 过H A R T手操器调整其量程;当设计量程一段或者两端都超过出厂量程设定时,要调整变送器上的零位及满度调整螺钉,反复调整直至合格。5.4.5校验完毕清理干净校验台。校验数据输入计算机“热工仪表检定系统”数据库根据检定结果分别打印检定报告或检定不合格通知书并签字、盖章。5.5 温度开关、压 力(差压)开关的整定校验5.5 .1根据开关定值选择标准器具,被校表的量程为标准表的量程的1/2 1/305.5.2温度开关直接用油槽或者水槽进行校验,压 力(差压)开关按压力表检定连接设备。5.5.3根据开关定值把系统压力(温度)控制在开关设定点上,粗调开关使开关正好动作,然后按定值
6、表要求开关高报或低报升高或降低压力(温度)使开关动作方向符合定值要求,如不符应细调开关直到开关动作符合定值要求,开关整定合适后,应再试动作3 5次,并作好校验记录。145.5.4 校验完毕清理干净校验台。校验数据输入计算机“热工仪表检定系统”数据库根据检定结果分别打印检定报告或检定不合格通知书并签字、盖章。例如:PCV阀工作原理:当过热器压力高于18.89MPa时,PCV阀自动打开,向空排汽,降低过热器压力,当压力降低到18.51MPa时、自动回程关闭。校验时,缓慢升高压力值,当压力值达到期18.89MPa时、220VDC指示灯亮,再缓慢降低压力值,压力值达到18.51MPa时,指示灯应熄灭。
7、当 PCV 阀动作值。回程值与定值不符时,调整压力控制器的拨轮开关,使压力传感器动作值和回程值与定值相同。15二、热工常规仪表和设备的调试每一台热工仪表和设备都是为机组的安全、稳定和经济运行服务,由于其所属的系统不同、安装位置不同,在系统中起着监视、报警、保护和执行等不同的作用,因此,每台热工仪表设备的特性和调试要求也不尽相同。我们热工调试就是要根据仪表设备的系统属性、安装位置和不同作用对其进行调整,使其达到最佳工作状态,以确保机组安全稳定经济运行。下面只介绍儿种最常用的仪表设备,调试人员在日常调试过程中应多注意学习、积累,每遇到一种新的仪表设备都要仔细研究其原理和调试方法。1、热电偶1.1
8、热电偶测量原理两种不同的导体或半导体两端相接成闭合回路,当两接点分别放在不同的温度T 和 TO时,则在回路中就会产生热电势,形成回路电流。这称作赛贝克效应,也称热电效应。产生的热电势由接触电势和温差电势两部分组成。热电偶就是基于热电效应而工作的。关于热电偶必须要掌握的3 个基本定律:1)均质导体定律:由同一种均质材料(导体或半导体)两端焊接组成闭合回路,无论导体截面如何以及温度如何分布,将不产生接触电势,温差电势相抵消,回路中总电势为零。可见,热电偶必须由两种不同的均质导体或半导体构成。若热电极材料不16均匀,由于温度梯存在,将会产生附加热电势。2)中间温度定律:热电偶回路两接点(温度为T、T
9、O)间的热电势,等于热电偶在温度为T、Tn时的热电势与在温度为Tn、TO时的热电势的代数和。Tn称中间温度。应用1:如图1 1所示,对于使用补偿导线的热电偶回路适用以上观念。A 与 B 为热电偶,C 与 D 为 A、B 用之补偿导线,M 为数字电压表,t l 为被测点温度,t2 为热电偶接线盒环境温度,t3 为仪表测量温度。根据中间温度定律,可得下面关系式:E=EAB(tl)+EAB(t2)+EAB(t3),跟据均质导体定律EAB(t2)=0,可得 E=EAB(tl)+EAB(t3)。也就是说,M 所测定之电位差是由tl、t3所决定,不受t2之影响。具体到电厂应用来说,就是在DCS盘柜中加一补
10、偿温度计,测出盘柜中的环境温度t 3,再加上热电偶毫伏值对应温度t l,就是被测点的准确温度了。17应用2:同样如图1 1所示,对于不使用补偿导线的热电偶回路。A 与 B为热电偶,C 与 D 为普通的铜芯信号电缆导线,M 为数字电压表,t l 为被测点温度,t2为热电偶接线盒环境温度,t3 为仪表测量温度。显然E=EAB(tl)+EAB(t2)+EAB(t3)关系式中 EAB(t2)不等于 0,而 EAB(t3)=0,可得 E=EAB(tl)+EAB(t2)o因此,M 所测定之电位差是由tl、t2所决定,要准确测量被测点t l,就必须在热电偶接线盒加装补偿温度计,测出t2。3)中间导体定律:在
11、热电偶回路中接入中间导体(第三导体),只要中间导体两端温度相同,中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响,这就是中间导体定律。应用1:依据中间导体定律,在热电偶实际测温应用中,常采用热端焊接、冷端开路的形式,冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统。有人担心用铜导线连接热电偶冷端到仪表读取mV值,在导线与热电偶连接处产生的接触电势会使测量产生附加误差。根据此定律,是没有这个误差的。应 用 2:有人担心在温度计接线盒和就地集中转接接线盒中,连接温度计和补偿电缆的端子排为铜质,会不会影响测量?根据此定律,是不会影响测量的。1.2 热电偶分度号及补偿导线我国从1988年 1 月 1 日起,热电偶和热
12、电阻全部按IEC国际标准生产,18并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。不同分度号的热电偶,其构成材料不同,热点效应特性也不同,也就是说,同一个被测点温度,不同分度号热电偶的热电势E也不同。因此热电偶与其配套的测量表计或DCS设置的分度号一定要一致。否则,读取的温度显示值就是错误的。一般来说,热电偶的热电势E与温度t之间没有固定的函数对应关系,只能通过查“分度表”来确定某一热电势E对应的温度t。补偿导线是在一定温度范围内(包括常温)具有与所匹配热电偶热电动势相同标称值的一对带有绝缘层的导线,用他们连接热电偶与测量装置,以补偿它们与热电偶连接处的温度变化所产生的
13、误差。因此,在工程安装过程中,如果连接热电偶的补偿导线型号用错,就会使补偿温度出现偏差,测量得到的温度值,就会出现较大的误差。表1-1列出了热电偶分度号与补偿导线型号的对应关系:配用热电偶补偿导线型号名称分度号伯 铭30一伯钝6B伯 铭10柏SSC的 错13柏RRC银铭一银硅KKCA/KCB/KX19表 1 1银铭硅一模硅NNC/NX银辂一铜银EEX铁一铜银JJX铜一康铜TTX伯铭10-柏热电偶(S 型热电偶)为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm,允许偏差-0.015mm,其正极(SP)的名义化学成分为伯错合金,其中含铭为10%,含伯为90%,负 极(SN)为纯伯,故俗称单柏铃热电偶。该热
14、电偶长期最高使用温度为1300,短期最高使用温度为1600。S 型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高,稳定性最好,测温温区宽,使用寿命长等优点。它的物理,化学性能良好,热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好,适用于氧化性和惰性气氛中。由于S 型热电偶具有优良的综合性能,符合国际使用温标的s 型热电偶,长期以来曾作为国际温标的内插仪器,“ITS-90”虽规定今后不再作为国际温标的内查仪器,但国际温度咨询委员会(CCT)认为S 型热电偶仍可用于近似实现国际温标。S 型热电偶不足之处是热电势,热电势率较小,灵敏读低,高温下机械强度下降,对污染非常敏感,贵金属材料昂贵,因而一次性投资较大。(R 型热电偶)
15、伯铭13-伯热电偶销 铭 13-伯热电偶(R 型热电偶)为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5m m,允许偏差-0.015mm,其正极(RP)的名义化学成分为伯铝合金,其中含错为13%,含伯为87%,负 极(RN)为纯的,长期最高使用温度为1300,20短期最高使用温度为1600C。R 型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高,稳定性最好,测温温区宽,使用寿命长等优点。其物理,化学性能良好,热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好,适用于氧化性和惰性气氛中。由于R 型热电偶的综合性能与S 型热电偶相当,在我国一直难于推广,除在进口设备上的测温有所应用外,国内测温很少采用。1967年至1971年间,英国N
16、P L,美国NBS和加拿大NRC三大研究机构进行了一项合作研究,其结果表明,R 型热电偶的稳定性和复现性比S型热电偶均好,我国目前尚未开展这方面的研究。R 型热电偶不足之处是热电势,热电势率较小,灵敏读低,高温下机械强度下降,对污染非常敏感,贵金属材料昂贵,因而一次性投资较大。(B 型热电偶)伯铭30-伯铭6 热电偶.伯铭30-伯钱6 热电偶(B 型热电偶)为贵金属热电偶。偶丝直径规定为 0.5mm,允许偏差-0.015mm,其正极(BP)的名义化学成分为柏错合金,其中含铝为30%,含伯为70%,负 极(BN)为伯铭合金,含钝为量6%,故俗称双伯钱热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1600,短
17、期最高使用温度为1800oB 型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高,稳定性最好,测温温区宽,使用寿命长,测温上限高等优点。适用于氧化性和惰性气氛中,也可短期用于真空中,但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸气气氛中。B 型热电偶一个明显的优点是不需用补偿导线进行补偿,因为在050范围内热电势小于3四。B 型热电偶不足之处是热电势,热电势率较小,灵敏读低,高温下机械21强度下降,对污染非常敏感,贵金属材料昂贵,因而一次性投资较大。(K 型热电偶)银铭-模硅热电偶银铭-模硅热电偶(K 型热电偶)是目前用量最大的廉金属热电偶,其用量为其他热电偶的总和。其使用温度为-2001300。K 型热电偶具有
18、线性度好,热电动势较大,灵敏度高,稳定性和均匀性较好,抗氧化性能强,价格便宜等优点,能用于氧化性惰性气氛中。广泛为用户所采用。K 型热电偶不能直接在高温下用于硫,还原性或还原,氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛中。(N 型热电偶)银铭硅-银硅热电偶银铭硅-银硅热电偶(N 型热电偶)为廉金属热电偶,是一种最新国际标准化的热电偶,是在70年代初由澳大利亚国防部实验室研制成功的它克服了K 型热电偶的两个重要缺点:K 型热电偶在300 500间由于银铭合金的晶格短程有序而引起的热电动势不稳定;在 800左右由于银铭合金发生择优氧化引起的热电动势不稳定。其使用温度为-200 1300。N
19、型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度较高,稳定性和均匀性较好、抗氧化性能强,价格便宜,不受短程有序化影响等优点,其综合性能优于 K 型热电偶,是一种很有发展前途的热电偶.N 型热电偶不能直接在高温下用于硫,还原性或还原,氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛中。(E 型热电偶)银铭-铜银热电偶银信-铜银热电偶(E 型热电偶)又称银铭-康铜热电偶,也是一种廉金属的热电偶,化学成分为:55%的铜,45%的镇以及少量的镒,钻,铁等元素。22该热电偶的使用温度为-200 900。E 型热电偶热电动势之大,灵敏度之高属所有热电偶之最,宜制成热电堆,测量微小的温度变化。对于高湿度气氛的腐蚀
20、不甚灵敏,宜用于湿度较高的环境。E 热电偶还具有稳定性好,抗氧化性能优于铜-康铜,铁-康铜热电偶,价格便宜等优点,能用于氧化性和惰性气氛中,广泛为用户采用。E 型热电偶不能直接在高温下用于硫,还原性气氛中,热电势均匀性较差。(J 型热电偶)铁-铜银热电偶铁-铜银热电偶(J 型热电偶)又称铁-康铜热电偶,也是一种价格低廉的廉金属的热电偶。它的正极(JP)的名义化学成分为纯铁,负 极(JN)为铜银合金,常被含糊地称之为康铜,其名义化学成分为:55%的铜和45%的镇以及少量却十分重要的镒,钻,铁等元素,尽管它叫康铜,但不同于银铭-康铜和铜-康铜的康铜,故不能用EN和 TN来替换。铁-康铜热电偶的覆盖
21、测量温区为-200 1200C,但通常使用的温度范围为0 750J 型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度较高,稳定性和均匀性较好,价格便宜等优点,广为用户所采用。J 型热电偶可用于真空,氧化,还原和惰性气氛中,但正极铁在高温下氧化较快,故使用温度受到限制,也不能直接无保护地在高温下用于硫化气氛中。(T 型热电偶)铜-铜银热电偶铜-铜银热电偶(T 型热电偶)又称铜-康铜热电偶,也是一种最佳的测量低温的廉金属的热电偶。它的正极(TP)是纯铜,负 极(TN)为铜银合金,23常之为康铜,它与镶铭-康铜的康铜E N 通用,与铁-康铜的康铜JN 不能通用,尽管它们都叫康铜,铜-铜银热电偶的盖测量温区
22、为-200 350C。T 型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度较高,稳定性和均匀性较好,价格便宜等优点,特别在-200 0 C 温区内使用,稳定性更好,年稳定性可小于3pV,经低温检定可作为二等标准进行低温量值传递。T 型热电偶的正极铜在高温下抗氧化性能差,故使用温度上限受到限制。1.3 调试过程中热电偶常见故障及其处理方法(表 12)故障描述故障分析处理方法显示坏点D C S 画面未做好或卡件故障检查画面与逻辑;检查卡件是否送电;通讯是否良好;通道是否烧坏接线松动检查接线端子是否压紧补偿导线开路或接地检查热电偶接线盒是否进水;检电缆查是否有对接头;查电缆是否被外力损坏,或离热源较近被烫
23、坏温度计开路或接地就地测量温度计是否开路或接地,若损坏,修复或更换温度显示偏低D C S 未加温度补偿检 查 D C S 显示值是否是加温度补偿后的温度D C S 分度号设置错误检 查 D C S 分度号设置是否与就地热电偶一致24补偿电缆型号用错检查补偿电缆型号是否与热电偶分度号对应补偿电缆短路或接地检电缆查是否有对接头;查电缆是否被外力损坏,或离热源较近被烫坏补偿电缆正负接反分别检查D C S 端子排、中间接线盒、温度计接线盒中是否正负芯线接反热电偶未插入到底检查热电偶底部是否与套管底部紧密接触;温度计是否与被测物体表面紧密接触,或是否插入至被测液体液面以下热电偶接线盒进水清理积水并烘干温
24、度显示偏高D C S 分度号设置错误检 查 D C S 分度号设置是否与就地热电偶一致补偿电缆正负接反分别检查D C S 端子排、中间接线盒、温度计接线盒中是否正负芯线接反温度显示跳变接线松动检查接线端子是否压紧D C S 盘柜或卡件接地未做好检 查 D C S 盘柜和卡件接地电阻是否小于规定值补偿电缆屏蔽层接地未做好检查补偿电缆屏蔽层是否为单端接地,接地电阻是否符合要求25表 12有大功率电磁或无线电干扰源检查热电偶元件、DCS盘柜附近是否有干扰源;检查补偿电缆是否与电气大功率动力电缆并列2、热电阻2.1 热电阻的测量原理热电阻是电阻值随温度变化的测温元件,其电阻值随温度上升而增大。热电阻的
25、受热部分(感温元件)用细金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上。我们工程中常用的热电阻分度号为Pt 100(伯电阻温度计)和 Cu50(铜电阻温度计)。PtlOO热电阻在0 C 时的公称电阻值为100。,通过测量其阻值就可以得出被测点温度,但其阻值的上升与温度上升值没有固定的函数关系,只能查分度表来得出。有人会问,为什么在工程中热电阻一般用三线制接法,而不用更经济的二线制?这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻,其连接导线(从热电阻到电子间)也成为桥臂电阻的一部分,这一部分电阻是未知的且随环境温度变化,造成测量误差(一般低温时阻值差1。显示值会差2.5左右)。采
26、用三线制,将导线一根接到电桥的电源端,其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上,这样消除了导线线路电阻26带来的测量误差。由此可见,热电阻和热电偶最大的区别在于:热电阻的示值只取决于被测点的温度,而跟环境温度没有关系;而热电偶测的实际上是被测点相对于参考端环境的一个相对温度,要准确显示被测点温度就必须加上参考端环境温度补偿。热电阻在电厂中一般用于200C以内的低温介质测量,如:轴承、马达线圈、循环水、冷却水、凝结水等。高温介质一般用热电偶进行测量。2.2调试过程中热电阻常见故障及其处理方法(表21)接触;温度计是否与被测物体表面紧密故障描述故障分析处理方法显示坏点D CS画面未做好或
27、卡件故障检查画面与逻辑;检查卡件是否送电;通讯是否良好;通道是否烧坏接线松动检查接线端子是否压紧电缆开路、短路或接地检查热电阻接线盒是否进水;检电缆查是否有对接头;查电缆是否被外力损坏,或离热源较近被烫坏温度计开路或接地就地温度计是否开路或接地,若损坏,修复或更换温 度 显 示偏低热电阻未插入到底检查热电阻底部是否与套管底部紧密27表 21接触,或是否插入至被测液体液面以下热电阻接线盒进水清理积水并烘干温 度 显 示偏高接线松动检查接线端子是否压紧热电阻到电子间连接导线的线阻未补偿重新对线,检查三芯线阻值是否都正确温度显示跳变接线松动检查接线端子是否压紧D C S 盘柜或卡件接地未做好检 查
28、D C S 盘柜和卡件接地电阻是否小于规定值补偿电缆屏蔽层接地未做好检查补偿电缆屏蔽层是否为单端接地,接地电阻是否符合要求有大功率电磁或无线电干扰源检查热电阻元件、D C S 盘柜附近是否有干扰源;检查电缆是否与电气大功率动力电缆并列注意:表 12 和 表 21 只是列举了热电偶、热电阻元件和测量回路本身的常见故障,在实际应用过程中经常会出现因取样位置、取样方式等原因出现偏差;或者介质参数由于各种运行方式、主设备故障等原因偏离正常值,使测点显示看起来不准,但实际上显示可能是准确的。这就需要我们调试人员在熟悉安装规范和熟悉系统的基础上对其进行分析。283、压力变送器3.1 取样:要准确测量某一管
29、道介质压力,首要一点就是要保证取样点要符合设计和安装规范要求,否则,就会影响测量的准确度或容易发生管路堵塞。例如:a.相邻两测点之间的距离应大于被测管道外径,但不得小于200mm;b.当压力取源部件和测温元件在同一管段上邻近装设时,按介质流量向压力在温度的上游,也就是说压力前温度后;c.压力取源部件与管道上调节阀的距离:上游则应大于2 D,下游应大于5D(D 为工艺管道内径);d.测量气体压力时,测点在管道的上半部;测量液体压力时;测点在管道的下半部与管道的水平中心线成0-45度夹角的范围内;测量蒸汽压力时,测点在管道的上部,以及下半部与管道的水平中心线成0-45度夹角的范围内;e.测量较低压
30、力时,应尽量减少液柱引起的附加误差;在炉墙和垂直管道或烟道上,取压管应倾斜向上安装,与水平线所成夹角应大于30;在水平烟气、煤粉道上,取压管应在管道上方、宜顺流束成锐角安装;g.锅炉一次风管或二次风管的压力测点至燃烧器的管道阻力应相等。3.2 清零:变送器经过运输、安装过程碰撞,以及受现场温度等环境影响,零点容易产生漂移,对于精度要求较高的测点,为满足测量误差要求,必须将29变送器对空清零。3.3 量程设置:压力变送器的量程一定要与DCS保持一致,这样才能在DCS画面正确示值。量程设置要保证被测介质的额定压力为变送器量程的2/3左右,一般变送器量程根据设计院的设备清册或建设单位下发的定值清册设
31、置,有经验的调试人员应根据系统运行参数对清册中量程进行审核,发现有错误,可直接与调试单位协商,同时修改变送器和DCS量程设置,且必须要保持修改后的变送器与DCS量程保持一致。3.4 量程迁移:如果压力变送器安装位置在取样点下方,存在高度差,而取样管路中液柱的静压对测量影响较大,则需要对变送器量程进行迁移。例如:大机轴封蒸汽母管额定压力为50kPa,母管压力取样点标高为10m,变送器标高为7 m,变送器设计量程为0 lOOkPa。因取样管路中存在3m水柱(30kPa)的静压,所以当变送器显示母管压力达到额定的50kPa时,实际母管压力只有20kPao因此,要得到正确的测量值,就必须将量程迁移为3
32、0 130kPa。3.5 投用:压力变送器第一次投用时必须进行仪表管路冲洗,汽水压力变送器冲洗时压力不要超过0.49MPao冲洗时要注意操作方法:首先关闭二次门(差压变送器要先打开平衡门),打开排污门,然后缓慢开启一次门,观察排出的水清澈无杂质时关死排污门(管道介质为蒸汽的,不要长时间用蒸汽吹扫管路),最后打开二次门(关闭平衡门)投用。30注 意:一次门不要全开,一般全开后再关回一圈左右;高温高压管道压力测点第一次投用时要对一次门盘根进行热紧。4、流量测量元件和变送器节流式流量计是工业上最为广泛使用的一类流量测量仪表。工作原理:在管道中放置一节流元件,流体流经节流元件时发生节流,在节 流 元
33、件 的 前 后 两 侧 产 生 压 力 差(差 压)。当流体、工况、管道、节流件、差压取出方式一定时,管道流量与差压有确定的关系。因此可通过测量差压来测量流 量。节流式流量计也称为变压降式流量计。标准节流装置的设计计算:要严格遵循标准节流装置设计、安装和使用的“国家标准”或“国际标准”。按“标准”进 行 设 计、安 装、使用的标准节流装置,其流量与差压的关系按理论公式标定,并有统一的基本误差、计算方法,一般不需要进行实验标定或比对。4.1 标准节流装置4.1.1 标准节流装置由三部分组成:节 流 件(如 图41,分别为标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴示例图)、取压装置、测量直管段。31上,泼动方向
34、p入口边G开孔UK后长反,出口修面制篇:.,T 出口劲*H开扎!1篇再出口边1,0.304”0.3dvsJAFooo.op一傥入口房为。图41标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴示例图4.1.2适用的流体条件标准节流装置适用于测量圆形截面管道中的单相、均质流体,即是可压缩的(气体)或认为不可压缩的(液体)牛顿流体。同时,要求流体充满管道;流体流动是稳定的或随时间缓变的;流动不可以是脉动流和旋转流,流束与管道轴线平行;流体流经节流件前流动应达到充分紊流,在节流件前后一定距离内不发生相变或析出杂质;流速小于音速。我们在调试过程中,特别是机组刚开始启动、参数较低时,经常会遇到流量显示不准的情况,如果检查确认
35、节流装置安装正确、流量变送器设置正确、32投用正确、DCS补偿计算正确,那基本就可以判断是因为流体未充满管道、存在脉动流和旋转流,这是正常的。随着流体参数逐渐接近额定参数,流量示值会接近真实值。4.1.3适用的管道条件标准节流装置组成部分中的测量直管段(前10D后5D,一般由仪表厂提供)是直管段L(最小直管段)的一部分。对于测量直管段,要求其内表面必须是光滑的,L的其余部分内表面可以是粗糙的。测量段管道应被流体充满。节流件及取压装置安装在两圆形直管之间。在所要求的整个直管段长度上,管道截面应该是圆形的,没有特殊要求,只是在邻近节流装置附近对管道的圆度有特殊要求,这在“标准”中有详细规定。对于管
36、道的粗糙度、节流件上游10D、下 游5D(测量直管段),要求满足给出的相对粗糙度上限值,L的其余部分和L以外的管道可以是粗糙的。4.2调试流量变送器前,调试人员应特别注意检查:1)风量、风粉混合物流量,变送器必需安装在取样点上方,取样管路应倾斜向上安装,不允许管路下行,否则管路容易堵塞。2)汽水流量,变送器必须安装在取样点下方,取样管路应倾斜向下安装,不允许管路向上翻,否则管路中积存的气泡不易排出,影响测量。3)核实测量管路的正负压侧是否连接正确,发现接反,应及时修改量程或通知安装人员改正。334.3 量程设置:测流量用差压变送器的量程要严格按照节流件流量计算书设置。流量不是与差压值呈线性关系
37、,而是与差压值的平方根呈线性关系。一般由变送器输出线性的差压信号,在 DCS逻辑中进行开方,以及加入压力、温度修正来计算流量。4.4 投用:流量变送器投用时、排污冲洗完成后还必须从差压变送器放气孔放气,以免测量管路中积存气泡,产生测量误差。5、液位差压变送器液位差压变送器的安装要求与汽水流量变送器基本一致,需要特别注意的是:液位变送器安装高度必须在“零水位”以下,否则就会产生测量盲区。从调试角度来看,可以将液位测量分为无压容器测量和有压容器测量:5.1 无压容器就是指顶端敞口或有溢流管,容器内压力基本与大气压一致的液体储存容器(例如:凝结水补水箱、化水的除盐水箱等)。这种容器的液位测量比较简单
38、,我们知道:p=pg Hg 为常数9.8,如果已知容器内液体的密度p,那么只要在容器底部装一台压力变送器(若是差压变送器,则正压侧接取样管,负压侧对空)测出液体的压 强 p 就可以通过此公式计算出容器内液体的高度Ho5.2 有压容器(如凝汽器热井、除氧器、高低加、汽包)等水位测量则要复杂的多。341)下面以测量汽包液位的单室平衡容器为例,介绍有压容器液位测原理。如图5-1图5-1差压变送器的正压头由平衡容器的恒定水柱维持不变(汽包内的蒸汽经一次门注入平衡容器凝结成水,多余的水利用溢流原理流回汽包),负压头则随汽包水位变化而变化。变送器测得差压值也随着汽包水位的变化而变化。此时,差压值可按以下公
39、式计算:P=PI g H-p2 g Ho+p3 g(H-Ho)=(pig p3g)H-(p2g-p3g)Ho(式 5-1)式3 1中Ap汽包水位的差压,PaH-汽包水位的最大测量范围,mmHo一一以最低水位为基准的汽包水位高度,mm35Pi.P2,p3-分别为平衡容器内水、汽包内饱和水、饱和蒸汽的密度,kg/m3g-标准重力加速度,9.8m/s2单室平衡容器的结构简单,但测量误差较大。当偏离额定运行参数时,由于容器压力的变化,P2、P3会发生变化。此时,即使水位不变,其差压也会发生变化。此外,由于汽包内的饱和水和平衡容器内的凝结水温度不同,密度也不同,造成示值误差。为减少此误差,通常是使平衡容
40、器的安装标高(正、负压管的垂直距离)与显示全量程一致,并在水位修正时,按运行额定参数和环境温度考虑密度影响的修正值。2)单室平衡容器的压力修正水位测量系统参照图5 1,将 式 51 改写为汽包水位的表达式:Ho=(pi-P3)g H-A p/(p2-p3)g从以上表达式可知,如果将差压信号(一Ap)与反应密度变化的信号(PLP3)g H 相加,再除以密度变化信号(P2-P3)g,则测量系统的输出为Ho。常用的汽包液位测量压力自动修正方框图见图5-2:36图5-2图中G(p)和 f 2(p)为函数转换器,其输出量分别为(P.P 3)g H和(P 2 -p3)g,二者能自动地跟随汽包压力变化而变化
41、,达到修正目的。由于采用单室平衡容器,p i 仍随环境温度而变化,为一变值,因此,测量上仍有一定的误差。现在新建电厂项目中,对于凝汽器、除氧器、高低加等压力较低的容器液位测量,已普遍采用导波雷达液位变送器。相比较于传统的差压变送器液位测量来说,导波雷达液位变送器具有安装、投用简单,维护工作量小的特点,已成为一种发展趋势。6、逻辑开关6.1 逻辑开关的种类37常用的逻辑开关主要有:压力开关、差压开关、温度开关、液位开关等。主要使用的校验器具:U 型管、压力校验台、油槽等6.2压力开关、差压开关校验及调试应注意的事项6.2.1 校验:(1)校验过程中,标准压力模块及开关严禁超量程打压,以免损坏设备
42、。(2)开关有动作值、回程值两个特性,选取其中一个为定值时应注意:就是我们常说的大于等于的定值取动作值,小于等于的定值取回程值(负压开关相反);高报接线:C、N O,低报接线:C、NC(负压开关相反)。动作值:开关从常压下打压至微动开关触点状态发生变化时的压力值;回程值:动作值的逆过程。动作值、回程值(特别是真空开关)容易混淆,下面举例说明,希望能解决这个问题:a.定值21 MPa的开关,开关从常压下至开关的状态变化为动作值1 MPa,降压后,开关的回程值为0.9MPa(2 取动作值,接线:C、NO);b.定值W 1MPa的开关,开关从常压下至开关的行程变化为动作值1.2MPa,降压后,开关的
43、回程值为1MPa(W取回程值,接线:C、NC);c.真空泵入口真空度低联启备用泵开关,定值为2 -90KPa或210KPa(a)【式 中(a)表示绝对压力,绝对压力=相对压力+大气压力】,开关从常压下至开关的状态变化为动作值-93KPa或 7KPa(a),升压后,开关的回程38值为一90KPa或10KPa(a)。(2取回程值,接线:C、N C,常压下闭合);d.真空泵入口真空度高联停备用泵开关,定 值-95KPas5KPa(a)的开关,开关从常压下至开关的状态变化为动作值为一95KPa或5KPa(a),升压后,开关的回程值为一92KPa或8KPa(a)。(W取动作值,接线:C,N O,常压下断
44、开);e.炉膛负压的定值一般有:炉 膛 压力高高(23KPa)、炉 膛 压 力 高(21.5KPa)炉膛压力低(W-1.5Kpa)、炉膛压力低低(W-3KPa)。由于开关一般采用的都是差压开关,很少用绝对压力表示定值,高报开关正压侧接取样管,低报开关负压侧接取样管,这样接线就应该全接C、NO(常压下断开)。f.若实在搞不清该接常开还是常闭,还有一个办法:将压力开关测量端对大气,若常压下压力开关应该报警,则不管标的是NO还 是N C,就接已经闭合的接点(如:真空低报警,常压下应该都是报警的,则接闭合接点);若常压下压力开关不应该报警,则不管标的是NO还 是N C,就接断开的接点(如:炉膛压力高、
45、低报警,常压下应该都是不报警的,则接断开接点)。g.还有一种情况就是我们常说的“反逻辑”,即开关断开时报警,闭合为正常。因此,接线时应注意“常开、常闭”的选择与正常开关相反。总之,在调试工作中,必须多思考,根据实际工况来确定取动作值还是回程值,接C、NC还 是C、NOo(3)记录好开关的动作值与回程值,并分析开关回程值是否能满足现场的39要求,若不能满足要求,则应立即通知业主更换设备。如:真空低报警开关定值是一90KPa时,动作值是一98KPa,而实际运行时真空不会小于一98KPa,所以这个开关会一直不会动作,报警无法复位,不能满足现场的要求。(4)校验完成的开关接线位置要做好标识。并贴好标签
46、及做好外观标识。(5)严格按照定值表校验,如开关定值有问题或需要迁移定值时,须有业主书面文件。6.2.2查线及调试应特别注意:有时设计的开关不进DCS控制,而是直接进就地控制箱联锁等,要注意不要遗漏,如:油压低联锁大、小机直流油泵的开关;火检冷却风压力低自动联锁备用风机的开关;主汽压力高联锁PCV的开关;磨、风机油站油压低自动联启备用油泵的开关等等。7、阀门执行器电厂用阀门执行器品牌繁多,见过的不下几十种,要想牢记每种型号阀门的具体接线方式和调试步骤基本上是不可能的,因此,我们平时应多注意阀门说明书等资料的收集。每一种型号的阀门接线、调试前必须找到厂家说明书,严格按照说明书要求接线、调试。40
47、7.1 典型电动门控制原理图及回路分析图(71)为典型电动门控制原理图7.1.1 正向运动:合上空气开关QF接通三相电源按下正向启动按钮SB3,KM1通电吸合并自锁,主触头闭合接通电动机,电动机这时的相序是LI、L2、L 3,即正向运行。如果运动到了极限位置,将碰到限位开关SQ1,SQ1的常闭断开,KM1失电不再吸合,主触点断开电动机停止。7.1.2 反向运动:41合上空气开关Q F接通三相电源按下反向启动按钮SB2,KM2通电吸合并通过辅助触点自锁,常开主触头闭合换接了电动机三相的电源相序,这时电动机的相序是L3、L2、L 1,即反向运行。如果运动到了极限位置,将碰到限位开关SQ2,SQ2的
48、常闭断开,KM2失电不再吸合,主触点断开电动机停止。7.1.3互锁环节(具有禁止功能在线路中起安全保护作用):a.接触器互锁:KM1线圈回路串入KM 2的常闭辅助触点,KM2线圈回路串入K M 1的常闭触点。当正转接触器KM 1线圈通电动作后,K M 1的辅助常闭触点断开了 KM2线圈回路,若使KM1得电吸合,必须先使KM 2断电释放,其辅助常闭触头复位,这就防止了 KM1、K M 2同时吸合造成相间短路,这一线路环节称为互锁环节。b.按钮互锁:在电路中采用了控制按钮操作的正反传控制电路,按钮SB2、SB 3都具有一对常开触点,一对常闭触点,这两个触点分别与KM1、KM 2线圈回路连接。例如按
49、钮SB 2的常开触点与接触器KM 2线圈串联,而常闭触点与接触器KM1线圈回路串联。按钮SB3的常开触点与接触器KM1线圈串联,而常闭触点压KM2线圈回路串联。这样当按下SB2时只能有接触器KM 2的线圈可以通电而K M 1断电,按下SB 3时只能有接触器K M 1的线圈可以通电而KM 2断电,如果同时按下SB2和SB3则两只接触器线圈都不能通电。这样就起到了互锁的作用。427.1.4 停止:a.正常停止,按下按钮SB1,SB1的常闭接点断开,控制回路失电接触器不再吸合,电动机停止运行。b.紧急停止,紧急停止是设备在运动过程中,运动到了位置极限碰到限位开 关SQ1(SQ2)所造成的停止,这是只
50、要启动反方向控制,即可使设备重新运行。7.1.5 马达过电流保护:将热敏保护继电器串联在马达动力回路中,当马达电流超过设定值后,继电器动作,其串联在控制叵1路中的常闭触点FR断开,同时就断开了接触器KM1或KM2的电源,马达断电。7.1.6 过力矩保护:一般电动执行其中都配置开、关力矩保护开关(图中未标示),并将开、关力矩常闭触点分别串联在马达正、反转控制回路中,当阀门运动过程中过紧或卡涩,超过设定力矩值时,力矩开关常闭点断开,同时就断开了接触器KM1或KM2的电源,马达断电,停止运行。7.2阀门执行器调试时应注意以下事项:1)接线:根据施工图纸、说明书、技术交底逐一对线、接线,确保接线正确、