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      S型熱電偶在循環流化床鍋爐中的應用

      在溫度測量中,熱電偶的應用很為廣泛,它具有結構簡單、制造方便、測量范圍廣、精度高、慣性小和輸出信號便于遠傳等許多優點。另外,由于熱電偶是-種有源傳感器,測:量時不需外加電源,使用十分方便,所以常被用作測量爐子、管道內的氣體或液體的溫度及固體的表面溫度.

      1熱電偶的工作原理

      1.1測量原理

             兩種不同成份的導體(熱電極)兩端接合成回路,當兩個接合點的溫度存在差異時,在回路中就會產生電動勢,這種現象稱為熱電效應,而這種電動勢稱為熱電勢.熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的,其中,直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端(測量端),另一-端叫做冷端(補償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接,顯示儀表會指出熱電偶所產生的熱電勢.

      熱電偶實際,上是--種能量轉換器,它將熱能轉換為電能,用所產生的熱電勢測量溫度.

      1.2結構

             熱電偶的結構形式為了保證熱電偶可靠、穩定地工作,對它的結構要求如下:(1)組成熱電偶的兩個熱電極的需焊接牢固;(2)兩個熱電極彼此之間為防止短路應具有很好地絕緣路;(3)熱電偶自由端與補償導線的連接要方便可靠;

      (4)保護套管應能保證有害介質與熱電極充分隔離。

      1.3熱電偶的分類

            常用熱電偶可分為非標準熱電偶和標準熱電偶兩大類.所謂標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統--的標準分度表的熱電偶,它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數量級.上均不及標準化熱電偶,一般也沒有統一的分度表,主要用于某些特殊場合的測量.標準化熱電偶中國從1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產,并指定S.B、E、K、R、J.T七種標準化熱電偶為中國統一設計型熱電偶.

            從理論.上講,任何兩種不同導體(或半導體)都可以配制成熱電偶,但是作為實用的測溫元件,對它的要求是多方面的。為了保證工程技術中的可靠性,以及足夠的測量精度,并不是所有材料都能組成熱電偶,一般對熱電偶的電極材料,基本要求是:(1)在測溫范圍內,熱電性質穩定,不隨時間而變化,有足夠的物理化學穩定性,不易氧化或腐蝕;(2)電阻溫度系數小,導電率高,比熱小:(3)測溫中產生熱電勢要大,并且熱電勢與溫度之間呈線性或接近線性的單值函數關系:(4)材料復制性好,機械強度高,制造工藝簡單,價格便宜.

      1.4熱電偶的安裝

             對熱電偶的安裝,應注意有利于測溫準確,安全可靠及維修方便,而且不影響設備運行和生產操作.要滿足以上要求,在選擇對熱電偶和熱電阻的安裝部位和插入深度時要注意以下幾點:

      (1)為了使熱電偶和熱電阻的測量端與被測介質之間.有充分的熱交換,應合理選擇測點位置,盡量避免在閥門,彎頭及管道和設備的死角附近裝設熱電偶或熱電阻.

      (2)帶有保護套管的熱電偶和熱電阻有散熱和傳熱損失,為了使測量誤差減少,熱電阻和熱電偶應該插入足夠深:a:對于測量管道中心流體溫度的熱電偶,一般都應將其測量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安裝).如被測流體的管道直徑是200毫米,那熱電偶或熱電阻插入深度應選擇100毫米:b:對于高溫高壓和高速流體的溫度測量(如主蒸汽溫度),為了減小保護套對流體的阻力和防止保護套在流體作用下發生斷裂,可采取保護管淺插方式或采用熱套式熱電偶,淺插式的熱電偶保護套管,其插入主蒸汽管道的深度應不小于75mm;熱套式熱電偶的標準插入深度為100m;c:假如需要測量是煙道內煙氣的溫度,盡管煙道直徑為4m,熱電偶或熱電阻插入深度1m即可;d:當測量原件插入深度超過1m時,應盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護套管.

      1.5溫度補償

             由于熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴金屬時),而測溫點到儀表的距離都很遠,為了節省熱電偶材料,降低成本,通常采用補償導線把熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩定的控制室內,連接到儀表端子上。須指出,熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,不起補償作用。因此,還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0C時對測溫的影響。在使用熱電偶補償導線時須注意型號相配,極性不能接錯,補償導線與熱電偶連接端的溫度差不能超過100C.

      2S型熱電偶在循環流化床鍋爐的應用

             由于熱電偶在循環流化床鍋爐中使用時測量的是爐膛溫度,部分測點溫度在1000℃左右,故采用S型熱電偶.沸騰的煤層與熱電偶接觸,導致熱電偶保護套管磨損嚴重,經常出現磨漏保護套管的情況。盡管保護套管采用耐磨材料制成,但磨損情況仍不容樂觀。由于沸騰的煤層對熱電偶的磨損是單向的,即下部磨損嚴重。故經過反復試驗,發現每經過三個月左右對熱電偶旋轉180°可減少單向磨損量,從而延長熱電偶的使用壽命。如圖2所示,左側為旋轉180°熱電偶,右側為未旋轉熱電偶??梢?,未旋轉的熱電偶單側已經磨漏,偶絲已經折斷:旋轉180°后的熱電偶雖有明顯磨損,但偶絲依然完好。


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