300MW汽轮机组锅炉汽水检测系统设计.docx

300MW汽轮机组锅炉汽水检测系统设计
摘 要

随着生产过程自动化技术的发展，热工测量的要求和热力系统自动控制水平的提高，电厂对热工的职能素质提出了更高的要求。本文主要阐述300MW汽轮机组锅炉汽水检测系统的构成及设计原则。
本文的图纸设计参照了西北电力集团公司渭河发电厂300MW机组锅炉系统。仪表的选型原则根据热工自动化设计手册设计。
本文内容共分三篇。第一篇包括热工检测系统的构成及各部分的作用。第二篇包括热工仪表的概述、测点的布置和仪表的选型。第三篇包括AUTO CAD的基础知识及在热工测量系统图中的应用。最后对整个设计工作进行归纳和综合而的出结论，包括对所得结果与已有结果的比较和课题尚存在的问题。
本文难免存在错误和不妥之处，望各位老师批评指正！
车建龙
2012年6月

关键字：300MW汽轮机组 汽水检测 测点布置 仪表选型

目录

绪论
0.1 热工检测的意义 1
0.2 测量技术的发展概括 1
0.3 热工检测技术的发展趋势 1
第1章 电厂锅炉的工作过程
1.1 电厂锅炉的作用及组成 2
1.2 电厂锅炉的工作过程 3
第2章 锅炉总体介绍
2.1 锅炉本体介绍 3
2.2 锅炉设备简介 4
2.2.1 汽包 4
2.2.2 过热器 4
2.2.3 再热器 4
2.2.4 省煤器 4
2.3 设计规范及参数 5
2.3.1 主要参数 5
2.3.2 主要承压部件及受热面 5
第3章 热工检测
3.1 热工检测系统的设计 6
3.1.1 检测项目的确定 7
3.1.2 仪表功能的确定 7
3.1.3 仪表装设位置的确定 8
3.1.4 变送器的确定 9
3.1.5仪表的精简及措施 9
3.2 设备本体仪表或测点的装设 10
3.2.1 设备本体仪表或测点的装设原则 10
3.2.2 设备本体仪表或测点 10
3.3 机炉及辅助系统的热工监测点 10
3.3.1机炉及辅助系统 10
3.3.2若干测点位置或数量选择的说明 11
3.4 热工检测仪表的选择 11
3.4.1 热工检测仪表选型的一般原则 11
3.4.2温度检测仪表 11
3.4.3压力检测仪表 13
3.4.4 流量、液位检验仪表 13
3.4.5 显示仪表 14
3.4.6 下列设备单中应注意的问题 16
第4章 计算机绘图技术概述
第5章 AutoCAD 2010的绘图环境
5.1 界面介绍 17
5.1.1 标题栏 17
5.1.2 菜单栏 17
5.1.3 快捷菜单 17
5.1.4 工具栏 17
5.1.5 绘图窗口 18
5.1.6 命令行与文本窗口 18
5.1.7 状态栏 18
5.2 文件操作 18
5.2.1 创建新图形文件 18
5.2.2 打开文件 18
5.2.3 保存文件 19
第6章 AutoCAD 2010的简单图形绘制
6.1 直线的绘制 19
6.1.1 绘制直线段 19
6.1.2 设置线型样式 19
6.2 多边形的绘制 20
6.2.1 绘制矩形 20
6.2.2 绘制正多边形 20
6.3 圆及圆弧的绘制 21
6.3.1 绘制圆 21
6.3.2 绘制圆弧 21
结论
参考文献

绪论
0.1 热工检测的意义

热工检测是工业生产中不可缺少的一环，通过检测可以了解生产过程是否符合工艺规程规定，是否达到预定的质量、安全及经济指标，热工检测时监视生产过程的重要手段。
火力发电厂是实现能量转换的工厂，它通过锅炉、汽轮机、发电机及一系列辅助设备，把燃料的化学能顺序转变为热能、机械能，最后转变为电能，通过电网供给用户。发电厂的连续、安全、经济生产和产品质量，都是靠自动控制来保证的。热工检测是控制系统的重要组成部分。
生产中需要检测和控制的参数很多，当某些参数偏离正常值时，热工检测系统提醒运行人员注意，避免发生事故。

0.2 测量技术的发展概括

早期的机械式仪表包括机械式检测元件和机械式记录部分，两者结合在一起。20世纪50年代以后，由于电子技术的发展，检测传感部分大都采用机电结构。到20世纪70年代，随着微电子技术的发展，采用集成电路与放大处理电路结合形成新的传感器。20世纪80年代时，传感器开始向集成化、智能化方向发展。
随着发电厂单元机组容量及参数的提高，对热工检测技术的要求也日益提高，但是热工检测技术依旧赶不上自动化发展的要求，因此摆在自动化技术人员面前的任务时如何进行现有热工检测技术的方法改进和仪表稳定性的提高，以适应自动化技术的需要。

0.3 热工检测技术的发展趋势

检测技术的发展趋势表现在采用有关学科的新技术、新材料以及组合化和智能化4方面。【1】
(1)在研究各种物理化学效应的应用技术以及信号处理技术的基础上研制新型传感器。
(2)在采用新材料、新工艺的基础上开发新型传感器。
(3)研究传感器组合技术，提高传感器的测量精度。
(4)敏感元件的小型化、集成化、固体化、多功能化。

第一篇 锅炉部分

第1章 电厂锅炉的工作过程

1.1 电厂锅炉的作用及组成
电厂锅炉是火力发电厂三大主要设备中重要的能力转换设备。它的作用是将燃料的化学能转变成为热能，并利用热能加热炉水使之成为具有足够数量和一定质量（汽温、汽压）的过热蒸汽，供汽轮机使用。现代火力发电厂的锅炉容量大，参数高、技术复杂、机械化和自动化水平高，所以燃料主要是煤，并且煤在燃烧之前先制成煤粉，然后送入锅炉在炉膛中燃烧放热，概括地说，锅炉的主要工作过程就是燃料的燃烧、热量的传递、水的加热与汽化和蒸汽的过热等。
整个锅炉设备由锅炉本体和辅助设备两部分组成。
（1）锅炉本体【2】
锅炉本体是锅炉设备的主要部分，是由“锅”和“炉”两大部分组成的。“锅”即汽水系统，它的主要任务是吸收燃料放出的热量，使水加热，蒸发并最后变成具有一定参数的过热蒸汽。它由省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器和再热器等设备及其连接管道和阀门组成。
1）省煤器。位于锅炉尾部垂直烟道，利用烟气余热加热锅炉给水，降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃料。
2）汽包。位于锅炉顶部，是一个圆筒形的承压容器，其下部是水，上部是汽，它接受省煤器来到水，同时又与下降管、联箱、水冷壁共同组成水循环回路。水在水冷壁中吸热面生成的汽水混合物也汇集于汽包，经汽水分离后向过热器输送饱和蒸汽。
3）下降管。是水冷壁的供水管道，其作用是把汽包中的水引入下联箱再分配到各个水冷壁管道中。
4)水冷壁下联箱。是一根直径较粗的两端封闭的管子，其作用是把下降管与水冷壁连接在一起，以便起到汇集、混合、再分配工质的作用。
5）水冷壁。位于锅炉四周，其主要任务是吸收炉内的辐射热，使水蒸发，它是现代锅炉的主要蒸发受热面，同时还可以保护炉墙。
6）过热器。其作用是将汽包来的饱和蒸汽再次加热成具有一定温度的过热蒸汽。
7）再热器。其作用将汽轮机中做过功的再热蒸汽再次进行加热升温，然后再送入汽轮机中继续做功。
“炉”即燃烧系统，它的任务是使燃料在炉内良好的燃烧，放出热量。它由炉膛、燃烧器、点火装置、空气预热器、烟风道及炉墙、构架等组成。
（2）辅助设备
辅助设备包括通风设备（送、引风机）、燃料运输设备、制粉系统、除灰设备、脱硫设备等。
1.2 电厂锅炉的工作过程
由原煤仓落下来的原煤经过给煤机送入磨煤机制成煤粉。在原煤磨制的过程中需要热空气对煤进行加热和干燥，因此外界冷空气通过送风机送入锅炉尾部烟道的空气预热器中，被烟气加热成热空气进入热风管道。其中一部分热空气经排粉风机送入磨煤机中，对煤进行加热和干燥，同时这部分热空气也是输送煤粉的介质；另一部分热空气直接经燃烧器进入炉膛参与煤粉的燃烧。
煤粉在炉膛内迅速燃烧后放出大量的热量，使炉膛中心火焰具有1500℃或更高的温度。炉膛四周布满许多的水冷壁管道，炉顶布置顶棚过热器及炉膛上方布置的屏式过热器等受热面。
高温烟气经炉膛上部出口离开炉膛进入水平烟道，与布置在水平烟道的过热器进行热量交换，然后进入尾部烟道，并与省煤气和空气预热器等受热面进行热量交换，使烟气不断放出热量而逐渐冷却，离开空气预热器的烟气温度通常在110—160℃。低温烟气经除尘器送入烟囱排入大气。
由给水泵送入锅炉的给水，经高压加热器加热后送入省煤器，吸收锅炉尾部烟道的热量后进入汽包，并通过下降管引入水冷壁下联箱再分配给各个水冷壁。水在水冷壁内形成汽水混合物向上流入汽包，通过汽包内汽水分离器进行汽水分离，分离出来的水继续循环，而分离出来的饱和蒸汽经汽包上部的饱和蒸汽管道送入过热器进行加热，最后达到要求的过热蒸汽通过主蒸汽管道引入汽轮机做功。
对于高参数、大功率机组，为了提高循环热效率和汽轮机的相对内效率，采用了蒸汽的中间再热，即在汽轮机高压缸中做完功的部分蒸汽被送回锅炉的再热器中进行加热，然后再送入汽轮机的中、低压缸做功。

第2章 锅炉总体介绍

2.1 锅炉总体介绍
本锅炉是由上海锅炉厂制造的型号为SG—1025/16.7—M315的锅炉，本锅炉是与上海汽轮机厂生产的N300—165/535/535型汽轮发电机配套的亚临界自然循环锅炉。锅炉为单炉膛π型露天布置。燃煤、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构、四角布置燃烧器。
炉膛按带基本负荷定压运行方式设计，在燃用设计煤种的情况下，其负荷变化范围在60%MCR以上时可不投油助燃。
锅炉炉室深12.5米、宽13.26米、炉顶管中心线标高58米、汽包布置在炉室上前方62.5米标高处。炉室四周墙由膜式水冷壁管围成。炉室冷灰斗下方装有水封式除渣装置。
锅炉后烟井为并联双烟道，两烟道内分别布置低温过热器和再热器。省煤器布置在低温过热器下部，在省煤器出口烟道内布置烟气挡板，运行中通过调节烟气挡板的开度来控制蒸汽的温度。

2.2 锅炉设备简介
2.2.1 汽包

汽包布置在锅炉上前方62.5米标高处，其内径为1743mm，壁厚203mm，汽包筒身长18m，筒身两端用球形封头相接，汽包筒身与封头均采用SA—299锰硅碳素钢。
汽包分离装置为轴流式旋风分离器和波形板干燥器。汽包两端共布置三只弹簧安全阀。汽包正常水位在汽包中心线下50mm，正常水位为0±50mm。

2.2.2 过热器

过热器系统由炉顶过热器，低温过热器，屏式过热器及高温过热器组成。烟气离开炉室后，经布置在炉室上部的屏式过热器及折焰角上部的高温过热器，经水平烟道转向后烟井，分别进入低温过热器和再热器烟道。
过热蒸汽温度由喷水减温器进行控制。过热器系统布置有二级喷水减温装置，第一级布置在屏式过热器入口，MCR工况时设计喷水量为26t/h，用以控制进入屏式过热器的蒸汽温度，保护屏式过热器并作为主汽温度的主调手段。第二级布置在高温过热器前，它直接控制过热蒸汽出口温度，并可调整甲乙主汽温度的偏差。MCR工况时设计喷水量为8.6t/h。在燃烧煤变化时除了采用喷水控制汽温外，亦可借助调整喷燃器倾角控制主汽温度。

2.2.3 再热器

再热器布置在水平烟道的后部。
再热蒸汽温度的控制主要是用布置在省煤气下方的烟道调节挡板来实现的，根据具体运行工况，调节挡板的开度，以改变进入再热器烟道的烟气量。喷燃器上下倾角的调整作为再热汽温的辅助调整手段。
在事故工况下，可借助设在再热器进口集箱的事故喷水装置控制再热器的蒸汽温度。

2.2.4 省煤器

省煤器分两组水平蛇形管道分别布置在再热器和低温过热器下方的烟道内。在省煤器进口管道与汽包之间设置了再循环管道，管道上设置电动截止门，在锅炉启动的初始阶段开启此门，向省煤器中提供足够的水流，以防止省煤器汽化过热，直至省煤器内建立起连续的给水后，关闭省煤器在循环门。

2.3 设计规范及参数
2.3.1 主要参数

序号
项目
单位
设计数据
备注
1
汽包压力
MPa
18.3
MCR/100%
2
主蒸汽压力
MPa
16.72/16.67
MCR/100%
3
主蒸汽温度
℃
540/540
100%
4
再热蒸汽进口温度
℃
323.2/320
MCR/100%
5
再热蒸汽出口温度
℃
540/540
MCR/100%
6
再热蒸汽进口压力
MPa
3.58/3.44
MCR/100%
7
再热蒸汽出口压力
MPa
3.45/3.23
MCR/100%
8
给水温度
℃
262.4/260
MCR/100%

2.3.2 主要承压部件及受热面

序号
项目
单位
设计数据
1 汽包
内径
mm
1743
壁厚
mm
203
长度
m
18
材料

SA—299锰硅碳素钢
中心线标高
m
62.5
正常水位在中心线下
mm
50
2 省煤器
形式

蛇形管道
管排数
排
2×155
进/出口水温
℃
260/281.53
3 过热器一级减温器
形式

多孔笛喷水式
数量
只
1
减温水量
t/h
25.8
减温水源

给水泵出口管道引出
减温水压
Mpa
21.38
减温水温度
℃
167
4 过热器二级减温器
形式

多孔笛喷水式
数量
只
2
减温水量
t/h
8.6
减温水源

给水泵出口管道引出
减温水压
Mpa
21.38
减温水温度
℃
167
5 再热器事故喷水
形式

莫诺克式
数量
只
2
减温水量
t/h
44
减温水源

给水泵中间抽头引出
减温水压力
Mpa
8.9
减温水温度

167

第二篇 热工检测系统

第3章 热工检测

热工检测的任务是对热力生产过程中的各种参数进行检查，测量，使值班员能及时的了解主、辅设备急系统的运行情况，保证机组安全，经济运行。热工检测设计包括检测系统设计和仪表选型两部分。本章主要介绍锅炉机组各主、辅设备本体范围内的仪表及常用检测仪表的选择等。

3.1 热工检测系统的设计
3.1.1 检测项目的确定

根据锅炉、汽轮发电机组及其辅机的型式、汽水系统、燃烧系统等技术资料和控制方式的要求，从保证安全、经济运行的需要出发，确定所需测量参数的项目。按用途及重要性的不同，被测参数一般可以分为四类。
I类：为安全、经济运行或仅为安全运行必不可少的参数一般称为主要参数。缺少检测其中任一参数的仪表，都不允许机组投入运行，或只允许在短时间内运行。用来检测运行参数的仪表称为主要仪表。
II类：为经济分析的参数，一般称为主要参数。缺少检测这类参数的仪表，将无法掌握最经济的运行工况，因而影响机组效率。检测这类参数的仪表称为重要仪表。
III类：为分析上述两类参数中的问题而需要检测的相关参数，一般称为辅助参数，其检测仪表称为辅助仪表。
IV类：仅为启动过程中特别需要监视的参数。检测这类参数的仪表称为起动仪表。
高压汽包锅炉及给水设备的主要检测项目分类见表3-1.
表3-1 高压汽包锅炉及给水设备主要检测项目分类表【3】
机组
类别
参数
类别
分类
I
II
III
IV

锅炉

压力
过热蒸汽压力
饱和蒸汽压力
给水压力

蒸汽母管压力
温度
过热蒸汽温度
给水温度
过热器管壁温度
汽包壁温
流量

过热蒸汽流量
给水流量
减温水流量

物位
汽包水位

给水设备
压力
给水压力

给水泵前后压力

流量
给水流量

3.1.2 仪表功能的确定

按照仪表的功能可以分为指示、记录、积分和带信号的仪表。设计中应根据以下情况，选择不同的功能的仪表。
（1）属于下列情况的应安装指示仪表：
1）为了保证安全和经济运行需要监视的参数；
2）在起动和停止过程中需要监视的参数；
3）巡回检查或就地操作时需要监视的参数；
4）为调整和效率试验时需要监视的参数。
此类参数的检测多数用就地安装的仪表，有的可以只当测点，在试验调整时，再装设仪表，如小容量凝汽或汽轮机的凝结水流量、锅炉烟道各段负压等。
（2）属于下列情况的应安装记录仪表：
1）为便于进行事故分析和经济分析的主要参数，如过热蒸汽压力、温度、汽包水位、给水流量、蒸汽流量等；
2） 专为经济分析所需要的重要参数，如锅炉排烟温度，烟气含氧量等；
（3）属于下列情况的应装设带信号的仪表或信号器：
1）为保证机组安全运行、预防事故所需要监视的参数，如温度、压力、水位高低等
2）正常运行时不需要经常监视的参数，但在超出规定值时需要报警和检查处理的参数。如加热器水位等。
3） 作为电器连锁或保护装置动作需要给出接点的参数，如给水母管压力，疏水箱水位等。
（4）属于下列情况应装设指示仪表：、
1）作为效率计算需要检测的介质流量，如蒸汽流量、给水流量等；
2）作为经济指标，对外需要收费的介质流量，如供热挣钱流量；
3）作为计算设备出力，并按出力要求定期进行操作的介质流量，如水处理系统中各种交换器的水流量等。

3.1.3 仪表装设位置的确定

仪表的装设位置一般可以分为以下三种情况：
（1）就地安装：将仪表安装在设备本体或附近便于操作监视的地方。
（2）控制盘安装：将仪表安装在控制盘上。根据不同的控制方式一般分为两类：一类是对就地控制机组，设在机组附近的控制盘上，另一类是对集中控制机组，设在集中控制室的控制盘上。
（3）就地盘安装：将仪表安装在集中控制室外，设在机组附近的控制盘上。这类控制盘又称为辅助盘。
设计中一般根据不同的控制要求，确定仪表的安装位置。
适合下列三种情况的，应就地安装仪表：
（1）为巡回检查或就地操作需要的仪表。一般多为随主辅机设备由制造厂成套供应的仪表，如就地水位计，加热器进气压力表等。
（2）变送器及检测元件，如热电阻、热电偶等。
（3）测量参数高低值的直接作用式信号器，如压力变送器、水位信号器等。
控制盘是控制和监视机组运行的中枢。安装在控制盘上的仪表必须满足安全经济运行的需要。设计中应根据已定的控制方式，确定安装在控制盘上仪表。
对于就地控制的机组，除了前述就地安装的仪表外，一般均应安装在控制盘上。
对于集中控制的机组，安装在集中控制室控制盘上的仪表应在满足安全、经济运行要求的前提下，贯彻少而精的原则，尽量缩小控制盘的监视和操作面。一般情况下，下列三种仪表应装在集中控制室的操作盘上：
（1）系统中各个主要与重要参数的指示、记录仪表，如表3-1中的I类II类参数的检测仪表。
（2）检测各类辅助参数。
（3）起停过程中需要监视的参数中的主要仪表，如汽包壁温度、汽缸金属温度等仪表。
就地盘上安装的仪表主要是起停时，供就地辅助操作所需要监视或进行试验的仪表，如汽轮机的汽水系统中各级压力的检测仪表。

3.1.4 变送器的确定

对于需要安装在控制盘上的非电量参数，如汽水系统的压力、差压、流量的显示仪表，在符合下列情况时，应选变送器，将被测参数转换为电量送至显示仪表。
（1）安装在集中控制室控制盘上的仪表。
（2）必须装在就地控制机组控制上的汽水系统的压力表，一般应尽量采用弹簧管压力表。
（3）传送距离较远的检测仪表，即测量管路长度超过允许值的仪表。
（4）易燃易爆气体的检测仪表。
选用单元组合仪表的变送器时，由于它具有统一信号的特点，原则上用与检测和调节同一参数的变送器应尽量合并使用。但是，选用的仪表必须具有高度的可靠性，否则将给安全运行或检修带来困难。为此，在合并变送器时，应考虑如下情况：
（1）对影响安全运行的主要参数，如汽包水位、流量等进行调节与检测的变送器，应分别设备，以提高运行的可靠性。
（2）对次要的不直接影响安全运行的参数可合并使用。

3.1.5仪表的精简及措施

目前在热工检测系统的设计中，由于仪表的质量和可靠性不高，品种不齐和运行习惯的影响等原因，普遍感觉到仪表多，控制盘监视面宽、运行检修维护水平及管理制度等因素改善的条件下，贯彻少而精的原则，尽量减少控制盘上的仪表数量和不必要的测点，一般可以采用如下措施：
（1）采用多点切换测量仪表。在突出主要参数的原则下采用多点切换测量的办法，做到一表多用，但应符合如下要求：
（2）同类参数，相同规范；
（3）主次配合。同一块表中只能有一个主要参数，其他均为不需要经常监视的其他参数；
尽量采用多点记录仪表。一般可分为以下几种方式：
（1）对主要参数可采用多点多参（蒸汽压力、温度、流量）记录表，但一般不要超过三点；
（2）对于重要参数可采用多点同参数或多点不同参数的记录表，如给水温度等；
（3）尽量精简在控制盘上装仪表。一般应遵守以下原则：
（4）能用就地仪表代替的，不在盘上安装仪表；
（5）能用报警信号代替的，不在盘上安装仪表。
采用多点小型巡回检测装置。采用多点小型巡回检测装置代替一般仪表，如用小型巡回检测装置检测各个辅机的温度、锅炉过热器管壁温度等。
简化测点。可以其他参数间接判断的某些辅助参数，其参数可以简化，或者只在就地设有测点，快试验时就地安装仪表之用。如锅炉各段烟道负压。

3.2 设备本体仪表或测点的装设

随主、辅设备成套供应的仪表是热工检测系统的组成部分之一。在进行热工检测系统设计时，应收集制造厂的资料，认真核实、合理利用。

3.2.1 设备本体仪表或测点的装设原则

（1）为满足就地起动和试验操作的需要，设备本体必须备有就地仪表，如各类泵的进出口压力泵压力表、热交换器介质进出口的温度表，进气压力表等。这些一般均为通用仪表，如普通压力表、温度表等，一般情况下由制造厂随设备供应。
（2）为满足安全经济运行的需求，必须安装在盘上但属于设备本体范围内的通用仪表，如压力表，温度指示表等，原则上制造厂只在设备本体上设置测点，如压力取样口或设置感温元件。

3.2.2 设备本体仪表或测点

各型机组和辅助设备的就地仪表或测点，一般配置如下：
（1）压力表及其测点：饱和蒸汽与过热蒸汽压力表及盘上压力表取样口；省煤器入口给水压力；安全门压力表。
（2）汽包水位：就地水位计（左右侧各一）；低地位水位计；水位测点及平衡容器。
（3）温度表或温度测点；联箱上应预设安装水银温度计和热电偶的测点，如过热器出口联箱、过热器中间联箱、过热器入口联箱值集汽联箱的联通管道上。

3.3 机炉及辅助系统的热工监测点

3.3.1机炉及辅助系统

各功能仪表配置的说明应符合以下原则：
（1）影响安全运行的主要参数，其指示、记录仪表应分别设置。信号接点可以指示或记录表中引出，如汽包水位、过热器压力、温度等。
对于汽包水位，为保证在仪表供电失电时，还能监测水位，除上述电量显示仪表外，应在运转层上装设机械式水位表。
（2）对于一般参数的测量仪表，其指示与记录、指示与信号或记录与信号，可以合用一块仪表。
（3）关于信号接点的设置，可以分一下几种情况：
1）当信号接点用来发出参数越线信号而盘台上又必须有显示仪表时，可采用带电接点的显示仪表，其信号接点从仪表中引出；
2）当信号接点为某一设备连锁动作或仅引发越线信号时，可采用带电接点的就地安装仪表或信号器。
3）做保护系统动作的某一参数的信号接点，应单独设置带电接点的仪表或信号器。如锅炉安全们用的气压接点。

3.3.2若干测点位置或数量选择的说明

（1）单元机组汽水系统的测点：单元机组锅炉的汽水系统是一个整体，因此其蒸汽压力、温度、流量的记录仪，只考虑安装一种。
（2）锅炉过热器管壁金属温度测点：测点的选择应根据锅炉厂的资料确定。
（3）双蒸汽管系统的测点：双蒸汽管上的有关压力、温度、流量的测点均应分别设置。

3.4 热工检测仪表的选择

3.4.1 热工检测仪表选型的一般原则【4】

合理选择仪表，是经济与科学技术正确结合的综合性工作，必须在保证机组安全经济运行的前提下，综合考虑因素确定。
（1）从国内仪表生产供应的实际情况出发，在符合生产要求的前提下，贯彻择优选用的原则，注意地区配套的要求。
（2）为便于维护检修，选用的仪表的品种和规格应力求减少，以提高备用的通用性和互换性，达到迅速更换失灵的仪表，确保安全生产的目的。
（3）选用的仪表应符合被测参数的要求，特别是接触式测量的检测元件，如热电偶、热电阻等，除了测量范围要符合被测参数的值外，还应注意其保护套管要能承受被测介质在额定工况下的压力和温度。
（4）仪表的精密等级应根据生产工艺对参数偏差值的要求确定，即仪表的示值误差应在参数的允许误差范围之内。
（5）根据环境条件，选用适合与环境要求的仪表。
3.4.2温度检测仪表

（1）仪表类型的选择
电厂常用的测温元件一般有玻璃液体温度计，双金属温度计，热电阻和及热电偶等四类。它们的主要技术性能及特点如下：
1）工业用玻璃温度计主要分为内标式和棒式两种。
2）双金属温度计：双金属温度计按照指示度盘与感温元件的保护管连接方式的不同分为以下三种型式：
·轴向型，其保护管与刻度盘垂直；
·径向型，其保护管与刻度盘平行；
·135°角形，其保护管与刻度盘成135°角。
3）热电阻：工业用测温热电阻类型及主要技术指标数据见表3-2
表3-2 热电阻类型及主要技术数据特性表
热电阻类型
精度等级
分度号
0℃时电阻值
长期使用温度

铂热电阻
（WZB）
I
BA1
46

-200---+500
BA2
100
II
BA1
46
BA2
100
铜热电阻
（WZG）
II
G
53
-50---+100
III
G
53
4）热电偶：我国已定型并大量生产用于工业测量的热电偶及其主要技术特性见表3-3
表3-3 热电偶类型及主要技术数据特性表【5】

热电偶类型

分度号
100℃时电
势（毫伏）
使用温度范围
主要优缺点
长期使用
短期使用

铂铑-铂
（WREV）

LB-3

0.643

1300

1600
使用温度范围广，性能稳
精度高，可在氧化、中性
气体中使用，不能在还原
气体中使用，价格贵
镍铬-镍硅
（WREV）

UE-2

4.10

1000

1300
热电势大，线性度好，价
格便宜，可在还原、中性气
体中使用
镍铬-考钢
（WREA）

EA-2

6.95

600

800
热电势大，灵敏度高，价
格便宜；可在还原气体中
使用，负极怕氧化
（2）热电偶的冷端补偿和补偿导线
利用热电偶测量温度 使冷端温度固定，才便于读出测量端的温度，使冷端温度固定的办法有两种：
1）采用热电偶冷端温度补偿器：它是根据不平衡电桥的原理工作的。作为一般用途的显示仪表，可选用冷端温度补偿器补偿冷端温度，选用时应注明热电偶的分度号。
2）采用热电偶冷端温度恒温器：恒温器是利用电阻丝加热加热使恒温器内恒温炉的温度保持在规定值。
以上两种方法中，为了把热电偶冷端补偿引到冷端补偿器或者恒温器，必须采用补偿导线。

3.4.3压力检测仪表

（1）仪表类型的选择【6】
压力表的选择，应根据被测介质的参数和性质来选择，一般可参照以下原则选用：
1）对于无腐蚀介质，如蒸汽、水等的压力测量，应选用普通的弹簧管压力表。
2）对于有腐蚀性介质或粘性介质的压力测量，应选用膜片式压力表。
3）对需要发出压力高低信号的参数，可选用带电接点的压力表或压力继电器。
（2）弹簧管压力表的选择
1）品种选择：弹簧管压力表分为弹簧管压力表（Y型），弹簧管压力真空表（YZ型）和弹簧管真空表（Z型）等三种。选择时应根据被测介质的参数确定所需要的品种，如果被测量介质在生产过程中可能出现真空和压力时，应选用压力真空表。
2）表壳直径的选择：压力测量仪表的表壳直径分为100、150、200、250毫米等多种等。选用时应根据被测参数的重要程度选用表壳直径。
3）仪表结构选择：压力测量仪表的结构以取压口分为轴向接口与径向接口两种；以表壳表壳安装方式分为带前边、后边和不带边三种。
4）仪表刻度的选择
选择仪表的刻度应遵守以下基本原则：
·测量稳定压力时，其额定压力的指示值应为最大刻度的1/2-1/3；
·测量波动压力时，其额定压力的指示值应不大于最大刻度的1/2；
·真空表的量程不受限制；
5）精度等级选择：仪表的精度等级应根据运行所允许的参数偏差值来确定。一般选用1.5、2.5级仪表，对于个别重要参数，如过热蒸汽压力，应选用1级或0.5级仪表。
（3）压力变送器的选择
当被测介质主要是汽水且压力表需要安装在控制盘上时，应选择压力变送器，将被测介质的压力通过变送器转换成电量，传送至显示仪表。
本次设计中较多的采用了3051智能变送器。

3.4.4 流量、液位检验仪表

（1）仪表类型选型
1)差压测量仪表：差压测量仪表与节流装置配合，可测量管道中各种流体的流量。它是当前电厂中常用的流量仪表，同时也是测量汽包液位的常有仪表。
差压测量仪表的选型原则如下：
·在低压管道中测量流量或在低压容器上测量液位而精度要求不高仅需就地指示时，可选用MCL型薄膜式差压计；当用在测量高压介质或精度要求较高时，应选用CWD型双波纹管差压计。
·当需要就地指示并配远传信号时，现在一般选用3051系列变送器。
2）电接点液位计：测量汽包水位的差压计时按汽包额定压力选择的。所以在锅炉起停时，由于水密度的改变，差压计所测量出的差压就不能反映汽包的实际水位。电接点水位计时利用汽、水导电性能差别很大的特点而设计的，通过水和导电的接点接触而实现阶跃式的水位指示，由于它是直接反映汽包内的水位变化，因而受汽包压力的影响很小。
目前生产的电接点水位表有两种：一种运用于高压锅炉，采用数字显示；一种运用于中压锅炉，采用灯光或色带指示。设计中应根据锅炉的额定汽压，选择所需要的品种。
3）液位信号器：对生产中只需发出容器内液位高低值信号的可选用液位信号器。它直接安装在被测设备的本体上，结构简单，价格便宜，但选型时，应注意被测介质的参数（压力、温度）。
（2）仪表刻度的选择
选择差压测量仪表时应考虑一下两点：
1）作液体测量时，其最大差压值应大于其最大液位值，但要注意单位换算。
2）作流量测量时，器实际最大流量应接近于流量表的最大刻度值。一般情况下其额定流量值应在最大刻度的80-90%范围内。正常运行中的最小流量应不小于最大刻度的三分之一。
（3）节流装置的选择
用差压测量仪表来测量蒸汽、气体、液体的流量时，必须与节流装置配套使用。
节流装置可分为标准节流装置和非标准节流装置两种。电厂中常用的标准节流装置有标准孔板和标准喷嘴。
取节流装置的取压，在我国规定有角接取压和法兰取压两种方法。在电厂应用中一般均采取角接取压。角接取压法是：上下游取压孔的轴线与孔板或喷嘴上下游端面距离分别等于取压孔径的一半，或取压环境宽度的一半。
标准喷嘴与标准孔板的比较如下:

标准喷嘴
标准孔板
测量准确度
高
一般
压力损失
小
大
需要的直管段长度
较短
较长
介质不纯时对测量准确度的影响
较小
较大
加工条件
较高
一般
价格
贵
便宜
3）根据上表比较，节流装置选择原则如下：
·测量精度要求高，压力损失要求高时，如主蒸汽流量测量，一般多选用标准喷嘴。
·无特殊要求的情况下，为了节省投资，一般多用标准孔板。
3.4.5 显示仪表

作为显示被测参数供人观察的仪表，统称为显示仪表。它包括指示仪表、记录仪表、计算仪表，也包括模拟显示和数字显示。这里主要介绍以电量显示被测参数的仪表。（在本次设计中主要使用了DY2000系列智能显示仪表）。
（1）显示仪表的类型
按显示仪表的作用原理来分，可概括为以下几类：
1）动圈式指示表：它是利用通电线圈在永磁场中产生转动的原理进行指示的。这类仪表结构简单，价格便宜，可以与热电偶、热电阻以及直流毫伏信号配合，指示被测参数或发出报警信号。
2）动圈式电流表：DDZII型电动单元组合仪表或其他变送器输出的0-10毫安信号，通过动圈式电流表指示出压力、流量、液位、温度等的参数。
3）DY2000系列智能仪表：在本次设计中主要采用了这类仪表，它的主要特点如下：
·采用集成度更高的IC芯片和先进的SMT表面元件贴装工艺以及独特的干扰屏蔽技术，使产品具有超强的抗干扰能力和可靠性。
·采用万能输入设置，使每块仪表仅通过简单快捷的菜单选择，即可实现仪表的各类分度号输入。
·采用模块化通用电路结构，通过简单的模块组合，即可实现仪表的各种功能变换。
·外形美观大方，并有多种外形结构和尺寸。
DY2000系列智能仪表的仪表型号如下：【7】
型谱
说明
DY
大延牌智能型仪表

2
SMT+开关电源（AC:85V-265V 50/60HZ）

1
宽×高×深：（160×80×115）mm
2
(80×160×115)mm
4
(48×48×100)mm
6
(96×48×112)mm
7
(72×72×100)mm
8
(48×96×112)mm
9
(96×96×112)mm

Z
单显

0
输入信号类型由用户自由选择，量程自由设定
1
适配K E S R T J B 热电偶
2
适配Pt100、Cu50、G53热电阻
3
适配霍尔变送器mV，量程自由设定
4
适配远传压力表（30-350）欧姆，量程自由设定
5
适配（0-10）mA输入，量程自由设定
6
适配（4-20）mA输入，量程自由设定
7
适配（0-5）V输入，量程自由设定
8
适配（1-5）V输入，量程自由设定
9
用户特殊要求的分度号

缺省为220VAC供电
D
24VDC供电

缺省为无附加24VDC馈电电源输出
P
附加24VDC馈电电源输出

缺省为不带串行通讯接口
2
RS232串行通讯接口
4
RS485串行通讯接口

M
Modbus协议
（2）选择显示仪表的原则
1）根据检测元件、变送器的类型，即输出信号的种类，选用能与其配套的显示仪表。
2）选用仪表的外形尺寸时应考虑一下因素：
·根据仪表的布置地点与监视者距离远近确定。一般情况下，安装在主盘上的仪表可以大一些；安装在独立式操作台斜面上的仪表只能选用小型仪表。仪表的深度不能超过台斜面的深度；
·注意突出重点。运行中的重要参数可选用尺寸较大特别是尺寸长、精度等级高的仪表。外形尺寸不要求一致，以便于监视和利于分辨为原则；

3.4.6 下列设备单中应注意的问题

工程设计中的设备清单，是为特别注意被测介质的重要文件。现将应注意的问题说明如下：
（1）选用热电偶或热电阻时，应特别注意被测介质的参数（工作压力、温度），以确定其所需要的型号。写明分度号、插入深度或全程。
（2）对温度显示仪表，应写明分度号。
（3）对流量仪表，应写明承受的静压，提出设计计算节流装置所需要的参数。
（4）对于成套供应的仪表，如变送器、显示仪表或其他辅助设备等，应说明需要哪些设备。