热工自动化仪表的应用原理及故障维护

导言

热工自动化仪表是热工自动化系统中关键的子系统之一。一般热工自动化仪表主要由三个部分组成[1]：⑴传感器，利用各种信号检测被测模拟量；⑵变送器，将传感器所测量的模拟信号转变为4～20mA的电流信号；⑶显示器，将测量结果直观地显示出来，提供结果。这三个部分有机地结合在一起，缺少其中的任何一部分则不能称为完整的仪表。热工自动化仪表通过对热工参数（如温度、压力、流量、物位等）的测量，可以及时反映热力设备的运行工况，为运行人员提供操作依据；为电厂控制系统准确及时提供信号；为信息管理系统提供分析数据。因此，运行良好的热工自动化仪表是保证热力设备安全、经济运行及实现电厂自动化的必要条件[2]。

1、主要热工自动化仪表介绍

由于热工测量过程中所用到的自动化仪表甚多，这里只介绍几种比较典型的仪表 。

1.1 测温仪表

1.1.1 热电偶温度计

热电偶温度计可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。它由感受件热电偶和用来测量热电偶所产生的热电势的二次仪表组成。由于在一定条件下，热电偶工作端的被测温度t与热电偶所产生的热势E之间有确定的函数关系[3]，即 E=f(t)(称为热电偶的热电性质)，因此，二次仪表测得的电势数值就代表着被测温度。热电偶温度计一般用于测量锅炉烟气温度、锅炉汽包温度以及汽机主气温度等高温环境。热电偶在使用中应防止过分折伤，避免产生附加应力和寄生电动势，造成测温不准确。常见热电偶主要特性可见表1-1。

1.1.2 热电阻温度计

在用热电偶测量500℃以下温度时，测量精度较低，可采用热电阻温度计进行测量。热电阻测温值可达 -200℃之低。热电阻温度计由热电阻、连接导线和测量电阻值的显示仪表组成。热电阻测量温度的原理是利用一些金属在温度变化时其电阻也随着发生变化的特性，主要有铂热电阻和铜热电阻两种。热电阻温度计一般用于测量循环水温度、凝结水温度以及电机轴承温度等较低温的环境，热电阻在使用中应注意以下事项：

1）为了减少环境温度对线路电阻的影响，常采用三线制或四线制连接；

2）热电阻引入显示仪表的线路电阻必须符合规定值，否则会产生系统误差；

3 ）热电阻工作电流要小于规定值（通常为 6mA），否则因过大电流产生附加误差；

4）热电阻的分度号必须和显示仪表调校分度号相同。

常见热电阻主要特性可见表 1-2。

1.2 测压仪表

1.2.1 膜盒微压计