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1、课 程 设 计 用 纸教师批阅： 过热蒸汽监测系统设计 摘 要过热蒸汽监测系统是锅炉控制系统不可缺少的重要组成部分，其性能和可靠性已成为保证锅炉安全性和经济性的重要因素。过热蒸汽的监测就监测低温过热器、后屏过热器、高温过热器以及减温器的进出口压力、温度和流量，并且对过热器，管壁设置高低报警确保温度不超过允许的工作温度。本文是针对锅炉过热蒸汽和减温器中水温度、压力、流量监测系统进行的分析和设计。监测系统根据300MW火电机组过热蒸汽系统组成部分以及相应工作的条件从测量仪表的测量范围、精度要求、使用场合、信号显示等方面综合考虑选用适当的仪表，对过热系统进行监测。通过使用该系统，可以得到锅炉过热蒸汽
2、系统不同时刻温度、压强和流量的变化，从而便于采取措施保护过热蒸汽系统过工作在允许的工作范围内。流量是表征流体流过管道某一截面的数量。在火电厂中，工作介质的流量能反映热力设备的效率及负荷的高低，因此随时监视某些流体的流量对保证设备安全经济运行是很重要的。随着科学技术的发展，人们对流量的测量精度要求越来越高，需要检测的流体品种也日益增多。检测对象也从单相流扩展为双相流、多相流。目前出现了各种各样的流量计，比较传统的有涡轮流量计、转子流量计、差压流量计等；而比较高科技的有超声波流量计、电磁流量计等。测量流量的目的是为了正确指导工艺操作、进行成本核算、保证产品的质量和设备的安全。因此，用不同的物理原理
3、和规律，制造出各类流量仪表应用于流量测量。流量测量是生产过程自动化检测和控制的重要环节。火电厂发电过程中锅炉给水的流量是电厂生产的必要测量对象，因此，在锅炉给水装置中必须安装合适的流量测量计来满足测量的要求。目录一、HG-1025/17.5-YM36型亚临界自然循环锅炉31、 过热器结构说明32、 蒸汽流程3二、热工参数测量52.1 温度测量52.1.1温度测量仪表的选用52.1.2测温仪表的安装及注意事项122.2压力测量142.2.1压力测量仪表的选用142.2.2仪表的使用及安装要求242.3流量测量252.3.1流量测量仪表的选用252.3.2 流量测量仪表的安装及加工33三、总结体会
4、343.1、 设计总结343.2、 设计心得34四、附录354.1 图例说明354.2仪表设备清单36致 谢37参考文献38附录一 过热蒸汽监测系统测点布置示意图附录二 仪表清单一、 HG-1025/17.5-YM36型亚临界自然循环锅炉1、过热器结构说明过热器由五个主要部分组成:a)末级过热器；b)后屏过热器；c)分隔屏；d)立式低温过热器；e)水平式低温过热器；后烟道包墙和顶棚过热器。 末级过热器位于水冷壁排管后方的水平烟道内，一共有90片，管径为51，以152.4的横向节距沿整个炉宽方向布置。 后屏过热器位于炉膛上方折焰角前，一共有20片，管径为54/60，以685.8mm横向节距沿整个
5、炉膛宽度布置。 分隔屏位于炉膛上方，前墙水冷壁和后屏过热器之间，共四排，每排六片小屏布置，管径为51，分别以3429mm，2743.2mm，2566.3mm的横向节距沿整个炉膛宽度布置。 立式低温过热器位于尾部竖井烟道内，水平低温过热器上方，一共为102片，管径为51，以136mm横向节距沿炉宽方向布置。 水平低温过热器位于尾部竖井烟道省煤器上方，一共102片，管径为51，以136mm的横向节距沿炉宽方向布置。后烟道包墙和顶棚过热器部分由侧墙、前墙、后墙及顶棚组成，形成垂直下行烟道。后烟道延伸包墙形成了一部分水平烟道。炉膛顶棚管形成了炉膛和水平烟道部分的顶棚。过热器的作用1) 将饱和蒸汽加热成
6、具有一定温度的过热蒸汽，提高蒸汽的焓值，从而增加蒸汽的做功能力，提高电厂的循环热效率。2) 能对过热汽温进行调节，保证汽温在正常温度范围内波动。2、 蒸汽流程主蒸汽从锅筒流向末级过热器的流程可参见附图0105，主要注: (1)蒸汽冷却夹管用于保持分隔屏的横向节距，防止分隔屏过分偏斜，其流程如下: 分隔屏入口集箱蒸汽冷却夹管入口管蒸汽冷却夹管定位管蒸汽冷却夹管出口管后屏过热器出口集箱。 (2)蒸汽冷却间隔管用于保持后屏过热器和屏式再热器的横向节距，防止后屏过热器和屏式再热器过分偏斜，其流程如下:后烟道延伸墙下集箱出口连接管道蒸汽冷却间隔管一级过热器减温器出口连接管。 蒸汽在汽轮机高压缸做功后，经
7、由冷端再热管道引回锅炉，进入再热器系统。再热器减温器位于冷端再热管道上。再热蒸汽流程可参见附图0106，主要如下: 一、热工参数测量 2.1温度测量2.1.1温度测量仪表的选用 设计中共考虑过热蒸汽监测系统有13处需要测定温度，分别是汽包出口温度、顶棚过热器进口温度、顶棚过热器出口温度、顶棚过热器出口壁温、低温过热器进口温度、低温过热器出口温度、低温过热器出口壁温、高温过热器进口温度、高温过热器出口温度、高温过热器出口壁温、分隔屏过热器壁温和一、二级过热器喷水温度。测温仪表的选用应从测量范围、精度要求、使用场合、信号处理、测点数目等综合考虑。 表2.1过热蒸汽监测系统温度设计指标锅炉型号HG-
8、1025/17.5-YM36制造厂家哈尔滨锅炉制造厂序号项目单位设计煤（BMCR ）1汽包出口温度540.62顶棚过热器进口温度5503顶棚过热器出口温度 5734顶棚过热器出口壁温5455低温过热器进口温度663.36低温过热器出口温度6807低温过热器出口壁温5308低温过热器片数片1109分隔屏过热器壁温445.810分隔屏过热器片数片2*411高温过热器进口温度824.412高温过热器出口温度745.613高温过热器出口壁温540.614高温过热器片数片5415一级过热器喷水温度273.116二级过热器喷水温度280.8 根据主流产品的性能及特点，我们选取SBWR、Z热电偶(热电阻)一
9、体化温度变送器作为测温仪表。1、简介SBWR、SBWZ系列热电偶、热电阻温度变送器是DDZ系列仪表中的现场安装式温度变送器单元，与工业热电偶、热电阻配套使用，它采用二线制传输方式（两根导线作为电源输入和信号输出的公用传输线）。将工业热电偶、热电阻信号转换成与输入信号或与温度信号成线性的4-20mA、0-10mA的输出信号.该温度变送器可直接安装在热电偶、热电阻的接线盒内与之形成一体化结构。其主要特点有： 采用硅橡胶或环氧树脂密封结构，因此耐震、耐湿、适合在恶劣的现场环境安装使用。现场安装在热电偶、热电阻的接线盒内使用，直接输出4-20mA、0-10mA的输出信号。这样既节约了昂貴的补偿导线费用
10、，又提高了信号远距离传输过程中的抗干扰能力； 热电偶变送器具有冷端温度自动补偿功能； 精度高、功耗低，使用环境温度范围宽，工作稳定可靠； 适用范围广、既可以与热电偶、热电阻形成一体化现场安装结构，也可以作为功能模块安装在检测设备中和仪表盘上使用； 智能型温度变送器可通过HART调制解调器与上位机通讯或与手持器和PC机对变送器的型号、分度号、量程进行远程信息管理、组态、变量监测、校准和维护功能； 智能型温度变送器可按用户实际需要调整变送器的显示方向，并显示变送器所测的介质温度、传感器值的变化、输出电流和百分比例；热电偶或热电阻传感器将被测温度转换成电信号，再将该信号送入变送器的输入网络，该网络包
11、含调零和热电偶补偿等相关电路。经调零后的信号输入到运算放大器进行信号放大，放大的信号一路经V/I转换器计算处理后以420mA直流电流输出；另一路经A/D转换器处理后到表头显示。变送器的线性化电路有两种，均采用反馈方式。对热电阻传感器，用正反馈方式校正，对热电偶传感器，用多段折线逼近法进行校正。一体化数字显示温度变送器有两种显示方式。LCD显示的温度变送器用两线制方式输出，LED显示的温度变送器三线制方式输出。 其工作环境：1.输入信号：热电偶：K、E、J、B、S、T、N。热电阻：Pt100、Cu50、Cu100(三线制、四线制)。智能型温度变送器的输入信号可通过手持器和PC机任意设置； 2.输
12、出信号：在量程范围内输出420mA直流信号，与热电偶或热电阻的输入信号成线性或与温度成线性。智能型温度变送器输出420mA直流信号同时叠加符合HART标准协议通信；隔离式温度变送器：输入与输出相隔离，隔离电压500V，增加了抗共模干扰能力，更适合与计算机连网使用；3基本误差：0.5%FS、0.2%FS、智能型0.2%FS；4.接线方式：二线制、三线制、四线制；5.工作电压：普通型号12V-35V，智能型12V-45V，额定工作电压为24V6.允许负载电阻：500（24VDC供电）；极限负载电阻R（max）=50(Vmin-12),例如在额定工作电压24V时，负载电阻可在0-600范围内选择使用
13、。7.工作环境：a:环境温度-25-+80（常规型） -25-+70（数显型） -25-+75（智能型） b:相对湿度：5%-95% c:机械振动f50Hz, 振幅0.15mm d:无腐蚀气体或类似的环境；8.环境影响系数：0.05%/。2、 温度测量范围即精度等级的选择 表2.2 鑫鹏SBWR、SBWZ系列热电偶、热电阻温度变送器测量范围及精度1） 热电阻测温范围及允差型号分度号材质测温范围精度等级允许偏差WZPBPt100铂热电阻-200+500A级B级(0.15+0.002t)(0.30+0.005t)WZCBCu50铜热电阻-50+100(0.30+0.006t)WZCBCu100铜热电阻-50+1000(0.30+0.006t)2）热电偶测温范围及允差型号分度号材料允差等级允差值测温范围允差值测温范围WRNBK镍铬-镍硅1.5-40+3752.5-40+3330.004t37510000.0075t3331200WRMBN镍铬硅-镍硅1.5-40+3752.5-40+3330.004t37510000.0075t3331200WREBE镍铬-康铜1.5-40+3752.5-40+3330.004t37510000.004t
