工業(yè)鍋爐電氣線路及自控儀表

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工業(yè)鍋爐電氣線路及自控儀表,鍋爐房是工業(yè)及民用常用的動力裝置，工業(yè)鍋爐主要為蒸汽鍋爐，用以工業(yè)生產(chǎn)中的生產(chǎn)用汽，其余熱或部分用以生活。其鍋爐容量及工作壓力較大，電氣線路復(fù)雜并配以自動化儀表或微機自動控制裝置，是工業(yè)生產(chǎn)中常用的配套設(shè)施。下面我們就工業(yè)鍋爐的電氣線路及自控儀表作一介紹。,工業(yè)鍋爐房電氣線路,工業(yè)鍋爐房的電氣線路可分三部分，第一為電氣主回路，主要包括變配電裝置、動力回路、照明回路、接地裝置等；第二為二次回路，主要包括變配電裝置的二次回路、電動機控制回路的接線圖；第三為自動化儀表及自動裝置，有時也稱熱工控制部分，主要包括熱工信號及參數(shù)與動力回路聯(lián)鎖裝置及控制、自動化儀表的管線及電纜布置等。,工業(yè)鍋爐房主要動力裝置,主要動力裝置有引風機、送風機、給水泵、水處理動力系統(tǒng)、上煤系統(tǒng)動力、除灰系統(tǒng)動力、維修系統(tǒng)動力、給煤碎渣系統(tǒng)動力、并配有各類照明和各類自動裝置的電源。,工業(yè)鍋爐的自動控制儀表,工業(yè)鍋爐一般都配有測量蒸汽、給水、煙氣、風道空氣溫度的溫度控制儀表，配有測試蒸汽和給水流量的流量積算儀表，配有測量汽泡水位的液位控制儀表，配有測量給水和蒸汽壓力的壓力控制儀表以及測量風壓及負壓的壓力儀表，在除氧給水系統(tǒng)，同樣設(shè)置溫度、壓力、液位儀表。這些儀表與引風、送風、給水泵等動力裝置有著錯綜復(fù)雜的聯(lián)鎖關(guān)系，構(gòu)成了給水、蒸汽汽包及其水位的自動調(diào)節(jié)。,工業(yè)鍋爐房自動化儀表及自動裝置,工業(yè)鍋爐房自動化儀表及自動裝置通常稱為熱工儀表，主要包括溫度、壓力、流量、水位的測量及汽包水位自動調(diào)節(jié)、與電動機聯(lián)鎖、各類儀表接線。熱工測量控制系統(tǒng)和導管電纜連接圖是熱工測量中最重要的圖樣，它給出了測量參數(shù)、儀表型式、安裝位置、控制方式、管線纜型號規(guī)格、調(diào)節(jié)方式、工藝流程等重要數(shù)據(jù)。下面我們就鍋爐房常用儀表及自動裝置圖例作一簡單介紹。,鍋爐房常用儀表的圖例,,鍋爐正面的熱工測量控制系統(tǒng)圖,,鍋爐平面的熱工測量控制系統(tǒng)圖,,由以上系統(tǒng)圖可了解如下內(nèi)容,1、溫度的測量有四個點 主蒸氣溫度的測量給水溫度的測量 煙道尾部煙氣溫度的測量 空氣預(yù)熱出口風道空氣溫度的測量 2、流量的測量有兩個點 主蒸氣管道中蒸氣流量的測量 給水管道中給水流量的測量 3、汽包水位的測量有一個點,壓力的測量有三個部分,1、給水壓力 2、汽包蒸氣壓力 3、主蒸氣管道壓力 注：壓力的測量均用導壓管經(jīng)閥和環(huán)形管引至控制盤上的壓力指示儀表。,,負壓的測量共有兩個點 除塵器前煙道負壓的測量 爐堂負壓的測量 風壓的測量共有三個點 空氣預(yù)熱器入口風壓 空氣預(yù)熱器出口風壓 二次風機出口風壓,汽包水位的自動調(diào)節(jié),汽包水位的調(diào)節(jié)是鍋爐運行時最重要的一項技術(shù)措施，它的目的和作用是保證運行的鍋爐汽包水位永遠保持在安全的允許范圍之內(nèi)。鍋爐液位是一個三沖量控制系統(tǒng)，這個系統(tǒng)除了液位、蒸氣流量外，再增加一個供水流量的信號，它有助于及時克服由于供水壓力波動而引起的汽包液位的變化。它的工作原理見框圖。,鍋爐的主要生產(chǎn)過程分析,鍋爐設(shè)備的主要輸入變量有蒸汽負荷、鍋爐給水、渣油流量、減溫水流量、送風量和引風量等。主要的輸出變量有蒸汽壓力、汽包水位、蒸汽溫度、爐膛負壓和過剩空氣及煙氣含氧量等。如圖所示 這些輸入變量和輸出變量之間都是相互關(guān)聯(lián)的。,工藝對自動控制的要求,1、控制汽包水位 2、控制蒸汽壓力 3、控制蒸汽溫度 4、控制燃燒系統(tǒng) 5、控制爐膛負壓,檢 測 儀 表 與 傳 感 器,在工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了正確地指導生產(chǎn)操作、保證產(chǎn)品質(zhì)量和實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，一項必不可少的工作是準確而及時地檢測出生產(chǎn)過程中的各個有關(guān)參數(shù)，例如壓力、流量、物位及溫度等。用來檢測這些參數(shù)的技術(shù)工具稱為檢測儀表。用來將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為一定的便于傳送的信號（例電信號或氣壓信號）的儀表稱為傳感器。當傳感器的輸出為單元組合儀表中規(guī)定的標準信號時，通常稱為變送器。主要的檢測儀表有如下幾種。 1、溫度檢測儀表 2、壓力測量儀表 3、流量測量儀表 4、物位測量,溫度檢測儀表,溫度是表征物體冷熱程度的物理量，是工業(yè)生產(chǎn)和科學實驗中最普遍、最重要的熱工參數(shù)之一。物體的許多物理現(xiàn)象和化學性質(zhì)都與溫度有關(guān)，許多生產(chǎn)過程均是在一定的溫度范圍內(nèi)進行的。因此，溫度的測量是保證生產(chǎn)正常進行，確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)的關(guān)健環(huán)節(jié)。 溫度的測量按測量方式分有接觸式和非接觸式兩類，比較常用的溫度檢測儀表有熱電偶和熱電阻。,壓力測量儀表,工業(yè)生產(chǎn)中，所謂壓力是指由氣體或液體均勻垂直地作用于單位面積上的力。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，必須對壓力進行監(jiān)測和控制，壓力是重要的操作參數(shù)之一。在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會遇到壓力和真空度的測量，如果壓力測量不符合要求，不僅會影響生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品質(zhì)量，有時還會造成嚴重的生產(chǎn)事故。此外，壓力測量的意義還不局限于它的自身，有些其它參數(shù)的測量，如物位、流量等往往是通過測量壓力或壓差來進行的，即測出了壓力或差壓，便可確定物位或流量。在壓力測量中，常有大氣壓力、絕對壓力、表壓和真空度之分，它們之間的關(guān)系如圖所示。壓力傳感器的主要類別有如下幾種 1、壓電式壓力傳感器 2、壓阻式壓力傳感器 3、應(yīng)變式壓力傳感器 4、電容式壓力傳感器 5、諧振式壓力傳感器,流量測量儀表,一般把流體移動的量稱為流量。單位時間內(nèi)流過管道橫截面或明渠截面的流體量，稱為瞬時流量。流體量以質(zhì)量表示時稱為質(zhì)量流量，以體積表示時稱為體積流量。有時也需要知道在一段時間內(nèi)流過的流體量，稱為總量或累積流量。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，流量指導操作、監(jiān)視設(shè)備運行情況和進行核算的一個重要參數(shù)和依據(jù)。下面介紹幾種常用流量計 1、差壓式流量計 2、轉(zhuǎn)子流量計 3、橢圓齒輪流量計 4、渦輪流量計 5、電磁流量計 6、漩渦流量計（渦街流量計） 7、質(zhì)量流量計,物位檢測及儀表,物位測量在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化中具有重要的地位。隨著現(xiàn)代化工業(yè)設(shè)備規(guī)模的擴大和集中管理，特別是計算機投入運行后，物位的測量和遠傳更顯得重要了。通過物位的測量，可以正確獲知容器設(shè)備中所儲物質(zhì)的體積或質(zhì)量；監(jiān)視或控制容器內(nèi)的介質(zhì)物位，使它保持在一定的工藝要求的高度，或?qū)λ纳?、下限位置進行報警，以及根據(jù)物位來連續(xù)監(jiān)視或調(diào)節(jié)容器中流入與流出物料的平衡。經(jīng)常使用的物位計有如下幾種。 1、浮力式液位計 2、差壓式液位計 3、超聲波物位計 4、電容式物位計 5、放射性料位計,顯示儀表,凡能將生產(chǎn)過程中各種參數(shù)進行指示、記錄或累積的儀表統(tǒng)稱為顯示儀表。顯示儀表直接接收檢測組件、變送器、傳感器送來的信號，經(jīng)過測量線路和顯示裝置，最后對被測變量予以指示或記錄。顯示儀表按顯示方式分為模擬顯示、數(shù)字顯示和屏幕顯示三大類。 1、模擬顯示儀表是以指針或記錄筆的偏轉(zhuǎn)角或移動量來顯示被測變量連續(xù)變化的儀表。 2、數(shù)字式顯示儀表直接以數(shù)字形式顯示被測變量，其測量速度快，抗干擾能力強、精度高，讀數(shù)直觀，工作可靠，且有自動報警、自動打印和自動檢測等功能。 3、屏幕顯示則是直接把工藝參數(shù)用文字、符號、數(shù)字和圖像配合的形式在熒光屏上直接顯示出來，并配以打字記錄裝置。,自動控制儀表（調(diào)節(jié)器）,自動控制儀表在自動控制系統(tǒng)中的作用是將被控變量的測量值與給定值相比較，產(chǎn)生一定的偏差，控制儀表根據(jù)該偏差進行一定的數(shù)字運算，并將運算結(jié)果以一定的信號形式送往執(zhí)行器，以實現(xiàn)對于被控變量的自動控制。從控制儀表的發(fā)展來看，大體上經(jīng)歷了三個階段。 1、基地式控制儀表一般是與檢測裝置、顯示裝置一起組裝在一個整體之內(nèi)，同時具有檢測、控制與顯示的功能，所以它的結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、使用方便。但由于它的通用性差，信號不易傳遞，故一般只應(yīng)用于一些簡單控制系統(tǒng)。 2、單元組合儀表是將儀表按其功能的不同分成若干單元（例變送單元、定值單元、控制單元、顯示單元等），每個單元只完成其中的一種功能。各個單元之間以統(tǒng)一的標準信號相互聯(lián)系。例如DZ-Ⅲ型電動控制儀表就是其中一種單元組合儀表。 3、以微處理器為基元的控制裝置以其靈敏、可靠、價廉、性能好，很快在自動控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。這種控制裝置控制功能豐富、操作方便，很容易構(gòu)成各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)。,執(zhí) 行 器,執(zhí)行器是自動控制系統(tǒng)中的一個重要組成部分。它的作用是接收控制器送來的控制信號，改變被控介質(zhì)的流量，從而將被控變量維持在所要求的數(shù)字上或一定的范圍內(nèi)。執(zhí)行器按其能源形式可分為氣動、電動、液動三大類。 1、氣動執(zhí)行器用壓縮空氣作為能源，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠、平穩(wěn)、輸出推力大、維修方便、防火防爆，而且價格較低。氣動執(zhí)行器由執(zhí)行機構(gòu)和控制機構(gòu)（閥）兩部分組成。執(zhí)行機構(gòu)是執(zhí)行器的推動裝置，它按控制信號壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動控制機構(gòu)動作，控制機構(gòu)是執(zhí)行器的控制部分，它直接與被控介質(zhì)接觸，控制流體的流量。它是將閥桿的位移轉(zhuǎn)換為流過閥的流量的裝置。 2、電動執(zhí)行器用電作為能源，其優(yōu)點是信號傳遞迅速，缺點 是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、防爆性能差。電動執(zhí)行器與氣動執(zhí)行器一樣，是控制系統(tǒng)中的一個重要部分。它接收來自控制器的0-10mA或4-20mA的直流電流信號，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直行程位移，去操縱閥門、擋板等控制機構(gòu)，以實現(xiàn)自動控制。,差壓式液位計,差壓式液位計主要用于密閉有壓容器的液位測量。由測量原理可知，凡是能夠測量差壓的儀表都可以用于密閉容器液位的測量。實際生產(chǎn)中，應(yīng)用最多的是電容式差壓變送器。采用差壓式液位計測量液位時，由于安裝位置不同一般情況下均會存在零點遷移的問題。正、負遷移的實質(zhì)是通過遷移彈簧改變差壓變送器的零點，使得被測液位為零時，變送器的輸出為起始值（4mA），因此稱為零點遷移。它僅僅改變了變送器測量范圍的上、下限，而量程的大小不會改變。下面我們就無遷移、正遷移和負遷移3種情況進行討論。 1、無遷移 2、正遷移 3、負遷移,智能型壓力控制器,智能型壓力或差壓變送器就是在普通壓力或差壓變送器的基礎(chǔ)上增加微處理器電路而形成的智能檢測儀表。智能型變送器的特點是可進行遠程通信。利用手持通信器，可對現(xiàn)場變送器進行各種運行參數(shù)的選擇和標定，其精確高，使用與維護方便。通過編制各種程序，使變送器具有自修正、自補償、自診斷等多種功能。利用手持通信器能夠?qū)崿F(xiàn)下列功能。 1、組態(tài) 2、測量范圍的變更 3、變送器的校準，包括零點和量程的校準 4、自診斷,