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文档简介
1、中国特种设备检测研究院,CHINA SEPCIAL EQUIPMENT INSPECTION AND RESEARCH INSTITUTE,国家质量监督检验检疫总局,工业锅炉能效测试与评价技术培训班,中国特种设备检测研究院,中国特种设备检测研究院 节能研究测试中心 王中伟wangzhongwei,能效测试仪器原理与使用,内容提要,一、现场能效测试仪器原理及应用介绍 1、压力测量 a.压力表 b.压力变送器 2、温度测量 a.水银温度计 b.铂电阻 c.热电偶 d.红外测温仪 3、流量测量 a.差压式流量计 b.涡轮流量计 c.电磁流量计 d.涡街流量计 e.超声波流
2、量计 4、烟气成份分析 a.电化学烟气分析仪 b.红外烟气分析仪 5、其他测量仪器 二、煤质分析仪器原理及应用介绍 1、元素分析仪 2、工业分析仪 3、量热仪 4、其他分析仪器,内容提要,Introduction of testing equipments,Attention,Principle,Features,Forthputting,能效测试仪器介绍,压力测量,锅炉的压力测量,主要针对以下几方面,如:蒸汽锅炉的蒸汽压力、给水压力;热水锅炉的出水压力、进水压力等。测试压力一般使用压力表、压力变送器。,压力表:以弹性元件为敏感元件,测量并指示高于环境压力的仪表。显示方式一般为普通指针或数字。
3、压力表的规格型号齐全,结构型式完善,有多种直径看(40mm至250mm)。 从安装结构型式看,有直接安装式、嵌装式和凸装式,其中嵌装式又分为径向嵌装式和轴向嵌装式,凸装式也有径向凸装式和轴向凸装式之分。直接安装式,又分为径向直接安装式和轴向直接安装式。其中径向直接安装式是基本的安装型式,一般在未指明安装结构型式时,均指径向直接安装式。 轴向直接安装式考虑其自身支撑的稳定性,一般只在公称直径小于150mm的压力表上才选用。所谓嵌装式和凸装式压力表,就是我们常说的带边(安装环)压力表。轴向嵌装式既轴向前带边、径向嵌装式是指径向前带边、径向凸装式(也叫墙装式)是指径向后带边压力表。,压力表,压力表,
4、压力表分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表及高压表。真空表用于测量小于大气压力的压力值;压力真空表用于测量小于和大于大气压力的压力值;微压表用于测量小于60000Pa的压力值;低压表用于测量0至6MPa压力值;中压表用于测量10至60MPa压力值;高压表用于测量100MPa以上压力值。 压力表的精度等级分类十分明晰,可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测量精确度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级0.05级;一般压力表的测量精确度等级分别为1.0、1.6、2.5、4.0级。 精度等级一般应在其度盘上进行标识,其标识也有相应规定,如“”表示其精度等级是1级。对于一些精度
5、等级很低的压力表,如4级下的,只需要指示出压力范围的,则可以不标识精度等级。,压力表,压力表特点 压力表具有体积小,性能安全可靠,显示清晰等优点。 可准确测量表压、绝压、真空度和比重。 直接与二次仪表和计算机控制系统连接,实现生产过程的自动检测和控制。 可广泛应用于各种工业领域中的气体、液体的压力检测。,压力表,压力表的使用注意事项 1、所选择的测压点能反映被测压力的真实情况。 2、选在被测介质直线流动的管段部分,不要选在管路拐弯、分叉、死角或其它易形成漩涡的地方。 3、测量流动介质的压力时,应使取压力点与流动方向垂直。 4、测量液体压力时,取压点应在管道下部,使导压管内不积存气体,测量气体时
6、,取压点应在管道上方,使导压管内不积存液体。 5、现场测试时直读已安装压力表应注意仪表本身精度、量程,并确认仪表是否处于检定校准有效期内。,压力表,压力表使用注意事项 1、压力表应安装在易观察和检修的地方。 2、安装地点应力求避免振动和高温影响。 3、测量蒸汽压力时应加装凝液管,以防止高温蒸汽直接和测压元件接触; 4、对于有腐蚀介质时,应加装充有中性介质的隔离罐等。总之,针对具体情况(如高温、低温、腐蚀、结晶、沉淀、粘稠介质等),采取相应的防护措施。,压力变送器,压力变送器 :压力变送器主要由测压元件传感器(也称作压力传感器)、测量电路和过程连接件三部分组成。 它能将测压元件传感器感受到的气体
7、、液体等物理压力参数转变成标准的电信号(如4到20mADC等), 以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。,压力变送器,压力变送器工作原理为:将压力的力学信号 转变成电流(4-20mA)这样的电子信号,由于压力和电压或电流大小成线性关系(一般是正比关系),故变送器输出的电压或电流随压力增大而增大,把压力信号传到电子设备,进而在计算机显示压力。 被测介质的两种压力通入高、低两压力室,低压室压力采用大气压或真空,作用在室(即敏感元件)的两侧隔离膜片上,通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。 当两侧压力不
8、一致时,致使测量膜片产生位移,其位移量和压力差成正比,故两侧电容量就不等,通过振荡和解调环节,转换成与压力成正比的信号。,压力变送器,压力变送器特点 测量性能强:用于压力、差压、液位、流量测量 测量精度高,重复性强 稳定性性能好,测量速度快 结构统一、互换性强 小型化,易于安装,返修率较低 LED、LCD、指针三种指示表头,现场读数十分方便。 也可采用标准4-20mA(或0-10mA)信号输出,实现远程采集、读取、操控 。,压力变送器,选择压力变送器所需要的参数 1、压力量程范围 2、是选择智能还是模拟 3、选择表头显示(指针、数码管、液晶),还是信号输出采集。 4、精度等级 5、测量的介质,
9、压力变送器,温度测量,热 电 偶,铂电阻,温度测量,锅炉能效测试中涉及大量温度的测量,如:蒸汽、水、空气、炉膛温度、烟气温度、锅炉表面温度等。 根据温度温度的范围、特点,测量可用: 水银温度计 热电阻 热电偶 红外测温仪,水银温度计,水银温度计是膨胀式温度计的一种,水银的冰点是:-38.87,沸点是:356.7,用来测量0-150或500以内范围的温度。用它来测量温度,不仅比较简单直观,而且还可以避免外部远传温度计的误差。,水银温度计,水银温度计的使用方法 1、使用前应进行校验。 2、使用时直接接触被测介质,测温点应布置在管道中介质温度比较均匀的位置,温度计插入深度应在1/3至2/3之间。 3
10、、温度计有热惯性,应在温度计达到稳定状态后读数。读数时应在温度凸形弯月面的最高切线方向读取,目光直视,读取数据,记录。,水银温度计,水银温度计的适用范围: 水银温度计适宜使用在测试介质温度在100以下,且要求精度较高的情况下。如小型热水锅炉的进、出水温度,测试过程中的环境温度、冷空气温度等。,水银温度计,注意事项 水银温度计不允许进行测量温度最大刻度值的测量。 水银温度计应与被测工质流动方向相垂直或呈倾斜状。 水银温度计断裂后,液体汞极易对人体造成伤害(挥发吸入、接触感染、中毒等)。,铂电阻,PT100是铂热电阻,简称为铂电阻, 金属铂(PT)的电阻值随温度变化而变化,并且具有很好的重现性和稳
11、定性, 铂电阻温度传感器精度高,稳定性好,应用温度范围广,是中低温区(-200400)最常用的一种温度检测器。 电阻的电流I一定时,电阻的温度T变化时其阻值R随着变化,电阻的端压 U = IR 也随着变化只要测得电压U的大小,就可算出其阻值R的大小,就可算出温度T的大小。,铂电阻,PT后的100即表示它在0时阻值为100欧姆,在100时它的阻值约为138.5欧姆。此外还有PT1000等几种类型。区别在于温度系数:TCR=0.003851 PT100 (R0=100) PT1000(R0=1000) 工业原理:当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆,它的阻值会随着温度上升它的阻值是成匀
12、速增涨的。,铂电阻,铂电阻的类型 常见的PT100感温元件有陶瓷元件,玻璃元件,云母元件,它们是由铂丝分别绕在陶瓷骨架,玻璃骨架,云母骨架上再经过复杂的工艺加工而成。 薄膜铂电阻:用真空沉积的薄膜技术把铂溅射在陶瓷基片上,膜厚在2微米以内,用玻璃烧结料把Ni(或Pd)引线固定,经激光调阻制成薄膜元件。,铂电阻,铂电阻的使用方法 1、使用时,就按照温度计导线末端接线片上标志正确接线,分别连接片电流头正端、电流头负端、电位头正端及电位头负端。 2、将铂电阻插入测温点,测温点应布置在管道中介质温度比较均匀的位置,温度计插入深度应在1/3至2/3之间 3、将另一端导线连接温度采集系统或直读数显表,连接
13、电源。 4、待温度稳定后,记录。,铂电阻,铂电阻的适用范围: 铂电阻适用于测量500以下的介质(气体、液体)温度,适用于测量蒸汽锅炉蒸汽温度、给水温度;热水锅炉的进、出水温度。,铂电阻,铂电阻使用注意事项 1、测量管道内介质温度时,须测量中心点温度。 2、直接测量管道内介质温度时,应注意测点开孔的密闭工作,避免介质外溢或空气导入造成误差;间接测量管道内温度时(盲管),需灌入导热介质,避免空气对测量造成影响。 3、测量前需确定测量范围,避免造成影响。 4、大吨位的锅炉或截面积比较大的管道测温应根据网格法布置测温点,取其算术平均值。 5、铂电阻应定期标定、校准。 6、采用多通道数据采集系统采集测量
14、温度时,应对电阻与通道统一编号,统一计量,避免误差。,热电偶,热电偶是一种感温元件,是一种仪表。它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号, 通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。 热电偶的热电动势将随着测量端温度升高而增长,它的大小只与热电偶材料和两端的温度有关,与热电极的长度、直径无关。各种热电偶的外形常因需要而极不相同,但是它们的基本结构却大致相同,通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成,通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。,热电偶,热点偶的类型,铂电阻,热电偶工作原理 热电偶由两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当两个接合点的温度
15、不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。,铂电阻,热电偶的特点 1、测温范围广(-200至1800)。 2、热电性质稳定,不随时间而变化。 3、有足够的物理化学稳定性,不易氧化或腐蚀。 4、 热电势与温度之间呈线性或接近线性的单值函数关系。 5、材料复制性好,机械强度高,制造工艺简单。,铂电阻,热电偶的使用原则 1、根据测量目的,选取测量范围合适的热电偶。连接电偶
16、导线与二次数显仪表。 2、将电偶测量端插入测点位置,为使热电偶测量端与被测介质之间有充分的热交换,应合理选择测量时间,保证热传导。 3、带有保护套管的热电偶散热损失,为了减少测量误差,热电偶应该有足够的插入深度(对于测量管道中心流体温度的热电偶,一般都应将测量端垂直或倾斜插入到管道中心处,如被测流体的管道直径是200毫米,那热电偶或热电阻插入深度应选择100毫米)。,热电偶,热电偶的使用方法 1、使用时,就按照温度计导线末端接线片上标志正确接线,分别连接片电流头正端、电流头负端、电位头正端及电位头负端。 2、将铂电阻插入测温点,测温点应布置在管道中介质温度比较均匀的位置,插入深度应在1/3至2
17、/3之间。 3、将另一端导线连接温度采集系统或直读数显表,连接电源。 4、待数字稳定后,记录。,热电偶,热电偶的适用范围: 热电偶适宜测量较高的温度,如K级热电偶适宜测量烟气温度,煤渣温度等,S级热电偶适宜测量炉膛温度。,热电偶,热点偶使用注意事项:安装不当引入的误差 1、热电偶安装的位置及插入深度不足,不能反映测点的真实温度,插入的深度至少应为保护管直径的810倍; 2、热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质致使炉内热溢出或冷空气侵入,因此热电偶保护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞以免冷热空气对流而影响测温的准确性; 3、热电偶冷端太靠近炉体(温度超过100); 4、热
18、电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电场; 5热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内,当用热电偶测量管内气体温度时,必须使热电偶逆着流速方向安装,而且充分与气体接触。,热电偶,热电偶使用注意事项:热惰性引入的误差 1、热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化,在进行快速测量时这种影响尤为突出。所以应尽可能采用热电极较细、保护管直径较小的热电偶。 2、测温环境许可时,甚至可将保护管去除。由于存在测量滞后,用热电偶检测出的温度波动的振幅较炉温波动的振幅小。测量滞后越大,热电偶波动的振幅就越小,与实际炉温的差别也就越大。 3、当用时间常数大的热电偶测温或控温时,仪表显示的温度虽然波动很小,但实
19、际炉温的波动可能很大。为了准确的测量温度,应当选择时间常数小的热电偶。 4、时间常数与传热系数成反比,与热电偶热端的直径、材料的密度及比热成正比,如要减小时间常数,除增加传热系数以外,最有效的办法是尽量减小热端的尺寸。使用中,通常采用导热性能好的材料,管壁薄、内径小的保护套管。 5、在较精密的温度测量中,使用无保护套管的裸丝热电偶,但热电偶容易损坏,应及时校正及更换。,铂电阻,热电偶使用注意事项:热阻误差 高温时,如保护管上有一层煤灰,尘埃附在上面,则热阻增加,阻碍热的传导,这时温度示值比被测温度的真值低。因此,应保持热电偶保护管外部的清洁,以减小误差。,电阻与电偶的区别与适用范围,1、信号的
20、性质,热电阻本身是电阻,温度的变化,使电阻产生正的或者是负的阻值变化;而热电偶是产生感应电压的变化,他随温度的改变而改变。 2、测温范围,两种传感器检测的温度范围不一样,铂电阻一般检测0-150度温度范围(当然可以检测负温度),热电偶可检测0-1000度的温度范围(甚至更高)所以,前者是低温检测,后者是高温检测。 热电偶使用在温度较高的环境,一般用于500度以上的较高温度,低温测量时输出热电势很,当电势小时,对抗干扰措施和二次表和要求很高,否则测量不准。 在中低温度时,一般使用热电阻测温范围为-200至500,甚至还可测更低的温度(如用碳电阻可测到1K左右的低温)。 3、材料性质,铂电阻是一种
21、具有温度敏感变化的金属材料;热电偶是双金属材料,两种不同的金属由于温度的变化,在两个不同金属丝的两端产生电势差。,红外测温仪,红外测温仪的测温原理是将物体(如钢水)发射的红外线具有的辐射能转变成电信号,红外线辐射能的大小与物体(如钢水)本身的温度相对应,根据转变成电信号大小,可以确定物体(如钢水)的温度。,红外测温仪,红外测温仪的特点 1.非接触测温对物体无影响 2.可检测物体表面温度 3.反应速度快,可测运动中的物体和瞬态温度 4.测量范围宽(零下20至1700) 5.测量精度较高,分辨率小 6.可对小面积测温使用 7.可同时对点,线,面测温 8.可测绝对温度,也可测相对温度,红外测温仪,红
22、外测温仪的使用方法:将红外测温仪对准测点按动测试键,待数字稳定后,记录。 红外测温仪的适用范围:红外测温仪适用于测试锅炉表面温度。,红外测温仪,注意事项 1、红外测温仪测量内部温度不精确。 2、由于反射率的原因,红外测温仪最好不用于光亮的或抛光的金属表面的测温(不锈钢、铝、玻璃等),否则会造成误差。 3、测量时,应严格参照仪器说明书,取统一的测量方向、测量距离、反应时间。 3、定位热点,要发现热点,仪器瞄准目标,然后在目标上作上下扫描运动,直至确定热点。 4、注意环境条件:蒸汽、尘土、烟雾等。它阻挡仪器的光学系统而影响精确测温。 5、环境温度,测温仪突然暴露在环境温差为20或更高的情况下,会暂
23、时停止工作。,流量测量仪器,流量计:指示被测流量和(或)在选定的时间间隔内流体总量的仪表。,流量测量仪器,流量计的分类 按测量原理分:力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。 按照目前最广泛的分类法,即分为:容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计等。,流量测量仪器,差压式流量计,差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。 通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。 差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:
24、节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。 检测件又可按其标准化程度分为二大类:标准的和非标准的。,差压流量计,优点: 1、应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长; 2、应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟; 缺点: 1、测量精度普遍偏低; 2、范围度窄,一般仅3:14:1; 3、现场安装条件要求高; 4、压损大(指孔板、喷嘴等)。,涡轮流量计,涡轮流量计总体原理: 采用涡轮进行测量的流量计。它先将流速转换为涡轮的转速,再将转速转换成与流量成正比的电信号。这种流量计用于检测瞬时流量和总的积算流量,其输出信号为频率,易于数字化。图中感应线圈
25、和永久磁铁一起固定在壳体上。当铁磁性涡轮叶片经过磁铁时,磁路的磁阻发生变化,从而产生感应信号。信号经放大器放大和整形,送到计数器或频率计,显示总的积算流量。同时将脉冲频率经过频率电压转换以指示瞬时流量。,涡轮流量计,涡轮流量计特点: 精度高、重复性好、无零点漂移、高量程比等优点。 涡轮流量计拥有高质量轴承、特别设计的导流片,因此极大降低了磨损,对峰值不敏感,甚者恶劣的条件下也可以给出可靠的测量变量。 结构简单,运动部件少,耐高压,测量范围宽,体积小,重量轻,压力损失小,维修方便等优点,用于封闭管道中测量低粘度气体的体积流量和总量。,涡轮流量计,对直管段的要求: 流量计必须水平安装在管道上(管道
26、倾斜在5以内),安装时流量计轴线应与管道轴线同心,流向要一致。 流量计上游管道长度应有不小于2D的等径直管段,如果安装场所充许建议上游直管段为20D、下游为5D。 对配管的要求: 流量计安装点的上下游配管的内径与流量计内径相同。 对旁通管的要求: 为了保证流量计检修时不影响介质的正常使用,在流量计的前后管道上应安装切断阀门(截止阀),同时应设置旁通管道。流量控制阀要安装在流量计的下游,流量计使用时上游所装的截止阀必须全开,避免上游部分的流体产生不稳流现象。,电磁流量计,电磁流量计:根据电磁感应定律,在非磁性管道中,利用测量导电流体平均速度而显示流量的流量计。 在电磁流量计中,测量管内的导电介质
27、相当于法拉第试验中的导电金属杆,上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时,则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬(橡胶,特氟隆等)实现与流体和测量电极的电磁隔离。,电磁流量计,电磁流量计特点: 1、仪表结构简单、可靠,无可动部件,工作寿命长。 2、电磁流量计没有可动部件,也没有阻流件,不会引起压力损失,同时也不会引起磨损,阻塞等问题。 3、电磁流量计是一体积流量测量仪表,在测量过程中不受被测介质的温度、粘度、密度以及导电率(在一定范围内)的影响。 4、电磁流量计的量程范围宽,可达1:100。此外,电磁流量计只与被测介质的平均流速成正比,而
28、与轴对称的流动状态(层流或紊流)无关。 5、电磁流量计无机械惯性,反应灵敏,可以测量瞬时脉动流量,而且线性好,因此可以将测量信号直接用转换器线性的转换成标准信号输出。,电磁流量计,安装要求:,电磁流量计,注意事项: 1)电磁流量计只能测量液体流量,不能用来测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体。 2)不能用来测量电导率很低的液体介质,如对石油制品或有机溶剂等介质,目前电磁流量计还无能为力。 3)普通工业用电磁流量计由于测量管内衬材料和电气绝缘材料的限制,不能用于测量高温介质;如未经特殊处理,也不能用于低温介质的测量,以防止测量管外结露(结霜)破坏绝缘。 4)电磁流量计易受外界电磁干扰的影响。,涡
29、街流量计,涡街流量计:在流体中安放一个非流线型旋涡发生体,使流体在发生体两侧交替地分离,释放出两串规则地交错排列的旋涡,且在一定范围内旋涡分离频率与流量成正比的流量计。,涡街流量计,涡街流量计特点 主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20+250的工作温度范围内工作。,涡街流量计,涡街流量计的安装使用要求: 涡街流量计安装对直管段的要求是非常重要的。它
30、的详细要求如下: 流量计对安装点上的上下游直管段一定的要求,否则会影响测量精度。 若流量计安装点上的上游有渐缩管,流量计上游应有不小于15D(D为管道直径)的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。 若流量计安装点上的上游有渐扩管,流量计上游应有不小于18D(D为管道直径)的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段 若流量计安装点上游有90弯头或下行接头,流量计上游应有不小于20D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。 若流量计安装点上游在同一平面上有90弯头,流量计上游应有不小于25D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。 流量调节阀或压力调节阀尽量安装在流量计下游5D
31、以远处,若必须安装在流量计的上游,流量计上游应有不小于25D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。 流量计上游若有活塞式或柱塞式泵,活塞式或罗茨式风机、压缩机,流量计上游应有不小于25D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。,超声波流量计,超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。 根据对信号检测的原理超声波流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。,超声波流量计,超声波流量计时差法测量原理:一个探头发射信号穿过管壁、介质、另一侧管壁后,被另一个探头接收到,同时,第二个
32、探头同样发射信号被第一个探头接收到,由于受到介质流速的影响,二者存在时间差t,根据推算可以得出流速V和时间差t之间的换算关系:V=(C/2L)t,进而可以得到流量值Q。,超声波流量计,超声波流量计多普勒法测量原理:多普勒法是利用声学多普勒原理,通过测量不均匀流体中散射体散射的超声波多普勒频移来确定流体流量的,适用于含悬浮颗粒、气泡等流体流量测量。,超声波流量计,超声波流量计操作步骤: 1、观察现场管道是否满足直管段前、段后以及离泵适当的距离(D为管道内直径)。 2、确认管道内流体介质是否满管。 3、确认管道材质、测量管道壁厚(充分考虑到管道内壁结垢厚度)。,超声波流量计,4、参数计算 开始向流
33、量计输入参数(包括测量介质、温度、管材、管外径、壁厚、粗糙度等),选择合适的传感器安装方式。以确定安装距离。,超声波流量计,5、管道处理 拆除管道保温层(足够传感器安装距离),打磨一条适合传感器安装的表面(光滑、具有金属光泽)。 6、安装传感器。 将外夹式传感器涂抹适当量的耦合剂,按照安装距离、液体流向等安装绑定,然后不断调试活动传感器以达到信号和传输比最好的匹配; 7、信号强度稳定后,开始记录。,超声波流量计,超声波流量计,超声波流量计,优点: 1、非接触式仪表适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。 2、使用超声波流量计,不用在流体中安装测量元件,故不会改变流体的流动状态,不产生附加阻
34、力,仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行。 3、超声被流量汁也可用于液体、气体测量。 4、测量管径的适用范围较广,(50-3400mm) 5、测量介质温度范围广,( -40至400 )。,超声波流量计,缺点: 1、对被测管道粗糙度、管径、介质温度要求较高。 2、超声波信号受流质运行影响,不易寻找,且不稳定。 3、若测量流速的准确度为0.5,则对声速的测量准确度更高,因此对测量线路的完整性要求极高。,超声波流量计,注意事项: 1、测试时,选择达到一定精度的超声波流量计,并定期检定校准。 2、提前确定管内介质流动情况,选择合适的安装面(水平切面或竖直切面),避免管内介质流动不足造成影响。 3、使
35、用合乎规定的耦合剂。 4、提前确认现场情况,选择合适的探头(温度、管径)及夹具。选用测量热油载体锅炉循环流量的仪表时应注意仪表能耐高温介质。 5、记录数据时应将瞬时流量、累计流量同时记录,便于后期数据整理分析。,烟气分析仪,电 化 学 传 感 器,烟气分析仪,红 外 传 感 器,氧气传感器简单来说是一个密封容器(金属的或塑料的容器),它里面包含有两个电极:阴极是涂有活性催化剂的一片PTFE(聚四氟乙烯),阳极是一个铅块。这个密封容器只在顶部有一个毛细微孔,允许氧气通过进入工作电极。两个电极通过集电器被连接到传感器表面突出的两个引脚,而传感器通过这两个触角被连接到所应用的设备上。传感器内充满电解
36、质溶液,使不同种离子得以在电极之间交换(参见图)。,电化学传感器-O2传感器,感应电极: O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 逆电极: 2Pb+4OH- =2PbO+2H2O + 4e- 总反应方程式: O2 + 2Pb =2Pb,电化学毒气传感器是一种微燃料电池元件。 传感器包括两个电极正电极和负电极,被一层电解质薄膜分离开来, 密封在一个塑料壳,只留有一个小孔允许气体进入感应电极。引脚与外部 的电阻电路相连,这样当有电流通过是就可以测出电势差(图)。扩散进 入传感器的气体在正电极表面发生氧化或还原反应,在另一电极发生与 之相对的逆反应,在外部电路上形成电流。气体进入传感器的速度由
37、 栅孔控制,产生的电流与传感器外气体浓度成正比例。,电化学传感器-毒性传感器,感应电极: CO + H2O =CO2 + 2H+ + 2e- 逆电极: O2 + 2H+ + 2e- =H2O 总反应方程式: CO + O2 =CO2,影响电化学传感器的几个因素: 1、 微孔:传感器的微孔直接控制传感器的反应速度,如果微孔有变化,传感器的测量准 确性,发生变化。比如出现冷凝水,在微孔周围形成水膜或泥渍; 2、 温度:所有电化学反应都受温度影响,电化学传感器都有温度补偿,但温度补偿只能在 一个合理的温度范围。 3、 交叉干扰:毒性传感器在电极上,都是发生氧化还原反应,通过选择不同的电极材料和介质和
38、在传感器前增加气体选择过滤膜,实现对测量气体的选择性。但交叉干扰始终存在。 4 、使用寿命:电化学传感器的反应模式可以理解成工业中的电镀,当其中一个电极上覆盖了一层被电镀的成份后,电极失去活性,反应就慢慢停止。一般氧传感器寿命在2年左右,毒性传感器寿命2-3年。 5 、中毒:大浓度的气体冲击,能使电极快速出现不可逆的活性失效,使传感器中毒。,电化学传感器-影响因数,红外传感器朗伯比尔定律,所有的带极性的多原子气体都吸收特定波长的红外光,红外传感器就 是利用气体的这个性质。气体对红外光的吸收遵循朗伯比尔定律 Ii=I0lgkcl I0 原始光强 Ii 被气体吸收后光强 K 气体的吸收系数 C 气
39、体浓度 L 气体吸收路程,红外传感器吸收谱图示意,不同的气体,由于分子结构的不同,在红外光谱上有不同的特征吸收峰,红外传感器结构示意图,光检测器前面安装有干涉滤光片(sensing filter),允许带通过光通过,即只有允许波长的光通过,比如测量CO2的红外传感器前面是允许4.3um的光通过。 参比光检测器(reference detector)和参比干涉滤光片(reference filter)选择基本没有气体吸收的红外光谱点,做为Ii=I0lgkcl中I0的检测。 红外传感器检测到的信号,经过后续放大、线性化处理和温度、压力的补偿,就可以准确的测量出气体的浓度变化。,红外光源(sourc
40、e)发出红外光,经 过测量气室(sample cell),在测量 气室内,如果存在被测量气体,红外 光被气体吸收,红外光强减小,其光 强变化量与气体的浓度相关。通过测 量气室的的红外光到达光检测器 (sensing detection),光检测器感受 光强的变化,输出电压信号。,影响红外传感器测量的几个因数: 1 气体的洁净程度 红外传感器为光学传感器,不洁净的气体会污染光学器件。参比端的使用,能在 一定程度上减少对洁净度的要求,但如果污染严重,能导致仪器失效。所以仪器对气体处理的要求比较严格。 2 预热时间长 红外传感器要达到高精度的测量,一般应使传感器的温度保持一个相对稳定状 态,仪器的预
41、热时间比电化学传感器长。,红外传感器影响因素,测量原理的比较,总结: 红外传感器具有测量精度高、稳定性好、重复性好、使用寿命长; 能适应各种气氛环境(没有交叉干扰,抗中毒);光学仪器,对预处 理的要求比较严格,体积也偏大。 电化学传感器体积小、功耗小,对预处理的要求不高。,测量原理的选择,烟气分析仪,操作步骤: 1、观察现场烟道条件,在距离锅炉本体最近的烟道(经过最后一级受热面)位置选取测点。 2、根据烟道尺寸及烟气分析仪取样管尺寸,开一个或多个大小合适的取样孔。,烟气分析仪,3、将烟气分析仪取样管插入取样空中进行取样分析。取样孔注意用保温棉等处理缝隙,避免空气灌入影响测试结果。,烟气分析仪,4、待所有数值(主要参数氧气O2、三原子气体RO2、一氧化碳CO)稳定后,记录数据。 5、取出取样管,准备进行下一次测试。,电化学烟气分析仪,电化学烟气分析仪操作步骤: 1、 连接电源线(220V)、烟气探针、热电偶至主机相应连接口。 2、 打开分析仪电源开关,按开/关机键,进入调零界面。 3、 调零结束后,进入测试界面,将探针插入测试烟道,开始测试数据。 4、 测试结束后,用空气中清洗一次,再重复测量 5、 全部测试结束后,按开/
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