浅谈电厂中的温度测量技术
摘 要:介绍了2类测温方式在热电厂的应用情况,比较了各种测温方法的优缺点,列举了一些典型电路,指出了今后测温技术的发展方向。
温度是一个很重要的物理参数,是表征物体冷热程度的物理量。在自然界中,任何物理、化学过程都紧密地与温度相联系。在热电厂这类企业中,整个生产过程要随时对温度进行测量,以达到对机炉的检测、调整、控制的目的,保证系统的连续安全运行。但是温度往往需要通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。在实践中人们发现,很多物质的物理特性都与温度有关,如物体的尺寸、体积、密度、硬度、弹性模量、导电率、导热率、热电势、光电辐射强度等都是随着温度的不同而改变。因此,利用这些物质的某种特性作为测量温度的依据,可做成温度计。温度计按其工作方式可分为接触式、非接触式2类,这2类测温装置在热电厂均被广泛应用。
1 接触式测温仪表
接触测温法是使感温元件与被测介质接触,感受被测介质的温度变化。因此这种方法比较直观、可靠,但在一些情况下,它将影响被测温场的分布,带来测量误差。另外,在有些介质中,如高温或具腐蚀性时,对测温元件的寿命会有很大影响。
1.1 热电偶测温
在热电厂中,较常见的热电偶有:①铜 康铜热电偶。其稳定性、均匀性较好。属于低温热电偶(-200～300℃),所以在低温技术中,它应用得较多,如监视变压器油温、各种机械的轴瓦温度、发电机线圈温度等。②镍铬-镍硅热电偶。它的稳定性好、精度高、抗氧化性能好,最高可测温度为1100℃,适用于锅炉温度的测量。
1.2 热电阻测温
较常见的热电阻是铂、铜热电阻。1)铂热电阻(-200℃～650℃):如发电机在铁芯出风段位置的齿部、轭部和在指定槽内的上、下层线棒之间装有ＰＴ100型电阻测温元件,用于监测铁芯温度和三相绕组的温度。2)铜热电阻(-50℃～150℃):其价格低,精度低,灵敏度低,且易于氧化,不易于在浸蚀性介质或高温下工作。由于上述特点,在温度不高且测温元件体积没有什么特殊限制时,可以应用铜电阻温度计。
较常见的热敏电阻是由一些金属氧化物(如钴、锰、镍等氧化物)采用不同比例的配方,经高温烧结而成,它主要由热敏元件、引线和壳体组成。热敏电阻可测0 01℃或更小误差,因此精度较高。在100℃左右测温时偏差很小,可靠性高,几乎无老化现象。响应速度快,热时间常数仅为0 1～0 2ｓ,且成本低。
2 非接触式测温仪表
接触式仪表需要将传感器预埋到被测元件中,可有些时候无法实现,或不方便实现,这就需要非接触式测温仪表来对物体的温度进行测量。最常用的非接触式测量是利用物质的热辐射特性与温度之间的关系来实现。近几年来对红外辐射温度计的研究,使其应用下限温度向更低的温度扩展,有的仪器已经应用到0℃左右温度的测量中。由于不与被测物接触,它有许多好处:首先,在测量中不会由于测量元件的引入影响被测温场的分布;其次,由于非接触,测量元件不必达到与被测介质同样的温度,因此可以有较高的测温上限;最后,因为它是利用光辐射特性,所以可以实现快速测量。
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