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(jī)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(jī)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(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、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(fēng)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(fēng)壓及負(fù)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(fēng)、送風(fēng)、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(jī)聯(lián)鎖、各類儀表接線。熱工測量控制系統(tǒng)和導(dǎo)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(fēng)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(dǎo)壓管經(jīng)閥和環(huán)形管引至控制盤上的壓力指示儀表。,,負(fù)壓的測量共有兩個點 除塵器前煙道負(fù)壓的測量 爐堂負(fù)壓的測量 風(fēng)壓的測量共有三個點 空氣預(yù)熱器入口風(fēng)壓 空氣預(yù)熱器出口風(fēng)壓 二次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)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(yùn)行時最重要的一項技術(shù)措施，它的目的和作用是保證運(yùn)行的鍋爐汽包水位永遠(yuǎn)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(fù)荷、鍋爐給水、渣油流量、減溫水流量、送風(fēng)量和引風(fēng)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(fù)壓和過?？諝饧盁煔夂趿康?。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(fù)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(dǎo)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(zhǔn)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(dāng)傳感器的輸出為單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(xué)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(jìn)行的。因此，溫度的測量是保證生產(chǎn)正常進(jìn)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(jìn)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(yán)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(jìn)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(dǎo)操作、監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行情況和進(jìn)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(kuò)大和集中管理，特別是計算機(jī)投入運(yùn)行后，物位的測量和遠(yuǎn)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(jìn)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(jìn)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(qiáng)、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(jìn)行一定的數(shù)字運(yùn)算，并將運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)（閥）兩部分組成。執(zhí)行機(jī)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(jī)構(gòu)動作，控制機(jī)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(jī)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(fù)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(fù)遷移3種情況進(jìn)行討論。 1、無遷移 2、正遷移 3、負(fù)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(jìn)行遠(yuǎn)程通信。利用手持通信器，可對現(xiàn)場變送器進(jìn)行各種運(yùn)行參數(shù)的選擇和標(biāo)定，其精確高，使用與維護(hù)方便。通過編制各種程序，使變送器具有自修正、自補(bǔ)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(zhǔn)，包括零點和量程的校準(zhǔn) 4、自診斷,