热工仪表系统基础(培训)
热工仪表基础知识
热工仪表基础知识1.什么是测量？什么是热工测量？什么是热工测量仪表？答：测量就是通过实验的方法，把被测量与其所采用的单位标准量进行比较，得出被测量数值的过程。
热工测量就是在火力发电厂热力生产过程中对各种热工参数（如温度、压力、流量、液位等）进行的测量方法和过程。
热工测量仪表是指用来测量热工参数（如温度、压力、流量、液位等）的仪表。
2.热工仪表是由那几部分组成的？答：热工测量仪表是由传感器、变换器、显示器三大部分组成。
传感器是指将被测量的某种物理量按照一定的规律转换成能够被仪表检测出来的物理量的一类测量设备。
也称感受件，一次仪表。
变换器的作用是将传感器输出的信号传送给显示器。
也称连接件，中间件。
显示器的作用是反映被测参数在数量上的变化。
也称显示件，二次仪表。
3.按显示功能热工仪表分为那几类？答：按结构形式热工仪表分为：（1）指示仪表；是通过仪表的标尺和指针或液面、光点等的相对位置来显示被测参数瞬时值的显示仪表。
（2）记录仪表；能把被测量的瞬时值记录下来的仪表。
（3）信号仪表；能把被测参数是否超越允许值进行灯光、音响报警的仪表。
（4）调节仪表；除显示被测参数外，还可以进行调节参数的仪表。
（5）累积仪表；是对被测量进行累积叠加的仪表。
4.什么是示值的绝对误差？示值的相对误差？示值的引用误差？答：示值的绝对误差是指仪表的指示值（被校仪表的读数值）x与被测量的真实值（标准仪表的读数值）x0之间的代数差。
示值的绝对误差＝x －x 0示值的相对误差是指示值的绝对误差与被测量的实际值之比。
示值的相对误差＝%10000⨯-x x x 示值的引用误差是指示值的绝对误差与该仪表量程范围之比。
以百分数表示。
示值的引用误差＝%100程下限仪表量程上限－仪表量0⨯-x x 5. 什么是仪表的基本误差？什么是仪表的测量误差？答：在规定的技术条件下，将仪表的示值和标准表的示值相比较，在被测量平稳地增加和减少的过程中，在仪表全量程取得的诸示值的引用误差中的最大者，称为仪表的基本误差。
热工测量及仪表基础知识
测量环境
现有的测量仪表
四、测量单位：
基本单位
SI单位：国际单位制的基础 （Système International d’Unités） 辅助单位
国际单位制
SI词头
导出单位 由SI单位加SI词头构成。
SI单位的十进倍数和分数单位：
分析测量误差的意义
正确认识误差的性质，分析误差产生的原因。 从根本上，消除或减小误差 正确处理测量和实验数据，合理计算所得结果。 通过计算得到更接近真值的数据
3.测量误差的分类：根据测量误差的性质或出现的特征规律
（1）系统误差（system error）：相同测量条件（相同观测者，
相同测量器具，相同环境条件）下，多次重复测量同一被测量时， 误差的绝对值和符号基本保持不变，或在条件变化时按某种一定
的规律变化的误差。
-系统误差的分类和特征 恒值系统误差：大小和符号都不改变的系统误差。 变值系统误差：按照一定规律变化的系统误差。可以分为累进 性系统误差、周期性系统误差。
热工测量及仪表
measurement instruments in heat engineering and system maintaining
长沙理工大学能动学院 2017.8
学习目的和要求
1.了解常用热工参数测量的基本方法和基本原理。
2.掌握典型热工测量仪表的基本原理、基本结构、
使用方法和安装方法。
• 比较法：利用一个与被测量同类的已知标准量与被测量相比
较，根据它们之间的差值和已知标准量得出被测量的数值。 - 零值法：被测量与已知标准量完全平衡。 - 差值法：被测量与已知标准量未完全平衡。
（2）间接测量法：通过直接测量与被测量有确定 函数关系的其他各个物理量，利用已知函数关系 表达式进行计算，求得测量结果的方法。 （3）组合测量法：测量出几组具有一定函数关系 的量值，然后通过解联立方程组求出被测量数值 的方法。
热工仪表基础知识
第一章 热工仪表概述
热力生产过程中对各种热工参数，如温度、 压力、流量、液位、物位及位移等状态参 数的测量称为热工测量。实现热工测量所 使用的工具称为热工仪表。 热工测量及仪表不仅在火电厂热力生产过 程中占有重要地位，在化工、石油、冶金 等工业部门及科学研究中也都不可缺少。
第一章 热工仪表概述
第二章 温度测量及仪表
华氏温标（oF）规定：在标准大气压下，冰的熔点为32 度，水的沸点为212度，中间划分180等分，每第分为报 氏1度，符号为oF。 摄氏温度（℃）规定：在标准大气压下，冰的熔点为0 度，水的沸点为100度，中间划分100等分，每第分为报 氏1度，符号为℃。
热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标，它规定分 子运动停止时的温度为绝对零度，定义为水三相点的热 力学温度的1/273.16,记符号为K。
1、为了使热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热 交换,应合理选择测点位置,尽量避免在阀门,弯头及管道 和设备的死角附近装设热电阻. 2、带有保护套管的热电阻有传热和散热损失,为了减 少测量误差热电阻应该有足够的插入深度:
三、热电阻温度计
(1)对于测量管道中心流体温度的热电阻,一般都应将其测量端插入到管 道中心处(垂直安装或倾斜安装).如被测流体的管道直径是200毫米, 那热电阻插入深度应选择100毫米;
○3四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线 制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U， 再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消 除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。
三、热电阻温度计
对热电阻的安装,应注意有利于测温准确,安全可考及维 修方便,而且不影响设备运行和生产操作.要满足以上要 求,在选择对热电阻的安装部位和插入深度时要注意以下 几点:
(完整版)常见热工仪表基础知识
仪表基础知识1、测量误差概念1.1 、误差的分类按误差数值表示的方法分为：绝对误差、相对误差、引用误差；按误差出现的规律分为：系统误差（规律误差）、随机误差（偶然误差）、疏忽误差（粗大误差）1.2 、真值与约定真值（近似真值）、相对真值（标准表示值）1.3 、仪表的精度等级是指基本误差（仪表在规定参比工作条件下，即标准工作条件下的最大误差）的最大允许值，精度=（最大误差/ 测量范围）*100%2、化工过程仪表的分类2.1 、按读取测量值的位置可分为：就地测量仪表（如就地压力表、温度计、液位计、流量计等）和远传信号测量仪表（各类变送器、位置开关等）2.2 、按测量参数性质可分为：分析、流量、物位（液位）、压力、温度、电量、机械量等3、分析仪表3.1 、按分析目的分为：安全检测报警分析仪（可燃、有毒气体检测）、成分分析仪表3.2 、成分分析仪的分类：离线分析仪（分析室仪器）、在线分析仪（COD分析仪、PH计、F离子分析仪等）4、流量测量4.1 、流量的概念：是指单位时间内流过管道某一截面的流体数量。
分为体积流量和质量流量，质量流量皿=体积流量Q*流体密度p。
质量流量的常用单位有：kg/h、t/h等，体积流量的常用单位有：l/h、m3/h 等。
4.2 、流体流动状态的分类：A、层流（雷诺数Re〈2300）B、过渡流（2300〈Re〈4000）C、紊（湍）流（雷诺数Re〉4000）。
雷诺数是指流体惯性力与粘性力的比值。
4.3 、与流体有关的物理参数：温度、压力、密度、粘度、速度、流量等。
4.4 、流体的密度与温度、压力的关系：气体的密度随温度的升高而减小、随压力的增大而增大，液体的密度主要随温度升高而减小、而与压力关系不大。
4.5 、流量测量仪表种类有：涡街流量计、金属管转子流量计、孔板节流装置流量计、锥形管流量计、威力巴流量计、楔式流量计、质量流量计、电磁流量计等。
4.6 、流量计的分类流量测量方法和仪表的种类繁多,分类方法也很多。
热工测量及仪表基础知识
3.1 差压式流量计
差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压, 已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪 表。
2.3 热电偶
热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。它的结构 简单、测量范围宽、使用方便、测温准确可靠，信号便于远 传、自动记录和集中控制，因而在工业生产中应用极为普遍 。
热电偶温度计由三部分组成：热电偶(感温元件)；测量仪 表（动圈仪表或电位差计）；连接热电偶和测量仪表的导线 （补偿导线）。
2 温度
按测量方式分：
➢ 分为接触式与非接触式两大类。前者测温元件直 接与被测介质接触，这样可以使被测介质与测温 元件进行充分地热交换而达到测温目的；后者测 温元件与被测介质不相接触，通过辐射或对流实 现热交换来达到测温的目的。
2.1 膨胀式温度计
膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的性质而制成的。 玻璃管温度计属于液体膨胀式温度计，双金属温度计属于固 体膨胀式温度计。
2.1双金属温度计
➢ 双金属温度计是一种测量中 低温度的现场检测仪表。可 以直接测量各种生产过程中 的-80℃～+500℃范围内液 体、蒸汽和气体介质温度。
特点 ：
现场显示温度，直观方便；
安全可靠，使用寿命长；
多种结构形式，可满足不同 要求。
2.1在火电厂中，温度测量对于保证生产 的安全和经济性有着十分重要的意义 。
2.3.3热电偶的种类
（1）标准化热电偶 标准化热电偶是指国家标准规定了其热电势
与温度的关系、允许误差，并有统一的标 准分度表的热电偶，且有与其配套的显示 仪表可供选用。标准化热电偶使用特性（ 详见P23 表2-3）
（2）非标准化热电偶 非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不
脱硝热工仪表培训
APPLEBREADDU热工仪表和控制系统SCR系统的控制依据火力发电厂热工自动化设计的各项规程进行设计。
1. SCR控制方式及控制水平1.1控制方式及水平SCR脱硝系统中，SCR装置包括进出口烟气监测系统和空气配比系统的控制纳入锅炉DCS控制；供氨系统由于相对独立且离锅炉岛较远，因此考虑采用远程I/O柜纳入主体的公用DCS系统中。
整套SCR脱硝系统将在主体集控室中操作和监视。
在集控室内能做到：(1) 在机组正常运行工况下，对SCR脱硝装置的运行参数和设备的运行状况进行有效的监视和控制，并能够使锅炉运行工况自动维持脱硝率及排放浓度在正常范围内，以满足环保要求；(2) 机组出现异常或SCR工艺系统出现非正常工况时，能按预定的顺序进行处理，使系统与相应的事故状态相适应；(3) 出现危及单元机组脱硝工艺系统运行的工况时，能自动进行系统的联锁保护。
(4) 在少量就地巡检人员的配合下，完成整套SCR脱硝系统的启动与停止控制。
SCR 脱硝系统的正常运行以CRT和键盘为监控手段。
不设常规的控制表盘。
整套SCR脱硝系统拟配备1人运值人员（包括巡检）。
2.2脱硝控制室及电子设备间的布置整套SCR脱硝系统将在主体集控室中操作和监视。
考虑供氨系统较远，在供氨区域设置独立的电子设备间。
3控制系统的可靠性：3.1可靠性措施(1)SCR脱硝系统纳入主体DCS系统a．提供独立的脱硝DCS系统I/O机柜；b．数据高速公路冗余；c．DCS的I/O机柜供电电源冗余；d．DCS与远程I/O机柜通讯冗余；(2)供氨系统采用远程I/O机，接地纳入主体DCS接地系统。
(3)对工艺系统关键被控对象的执行机构和联锁保护监测仪表、开关采用进口设备。
3.3 I/O模块的备用－备用点至少为实际设计点数的10%。
－ I/O模块槽位的备用空间至少为总空间的10%。
3.4 DO模块在失去与控制站的通信时应能根据故障安全原则选择故障模式(故障开/故障关/故障保持)。
热工基础培训讲义
第一章温度计量第一节温度和温标温度是表征物体冷热程度的物理量，是描述系统不同自由度之间能量分布状况的基本物理量，它是决定一系统是否与其它系统处于平衡的宏观性质。
温度概念的建立和温度的测量都是以热平衡现象为基础的。
为了判断温度的高低，只能借助于某种物质的某种特性（如体积、长度和电阻等）随温度变化的规律来测量，于是就会有形形色色的温度计。
但是，迄今为止，还没有适应整个温度范围用的温度计（或物质）。
比较理想的物质及相应的物理性质有：固体、液体、气体的热膨胀性质；导体或半导体受热后电阻值变化的性质；热电偶的热电势和物体的热辐射。
利用这些物理性质制成的测温仪表被广泛的应用着。
此外，也应用了一些新的测温原理，如射流测温、涡流测温、激光测温等。
温度是一个很重要的物理量，是国际单位制中7个基本单位之一。
（长度米（m）、质量千克（kg）、时间秒（s）、电流安培（A）、热力学温度开尔文（K）、物质的量摩尔（mol）、发光强度坎德拉（cd）七个国际制基本单位。
）在自然界任何物体的物理和化学性质都与温度有着密切的联系，如，水因温度降低而变成冰，又因温度升高而变为水蒸气，至于水的温度降低到什么程度才会结冰，什么程度才会变为水蒸气，这都需要对温度进行测量。
许多物理性质均与温度有密切的关系。
如物质的电阻率、电导率、磁化率、比容率、膨胀系数、热电动势等都与温度有关；其他如各种气体的压强、声波在气体中的传播速度，以及各种液体、流体的密度、海水的盐度和空气的湿度等都随温度而变化。
因而在科研和生产活动，甚至人们的日常生活中，都离不开温度。
温度的特殊之处还在于必须有一个温标，给温度以数字表示。
有了温标以后，人们就能比较不同时间、空间的各种温度量值。
1.1 温标温标是温度的数值表示方法，是用来衡量物体温度的尺度。
它规定了温度读数的起点(零点)和测量温度的单位，各种温度计的刻度值均由温标确定。
常用的有摄氏温标、华氏温标、热力学温标和国际温标等。
热工仪表的培训计划
热工仪表的培训计划一、培训目的热工仪表是指测量物质的温度、压力、流量等热力参数的仪器和装置，广泛应用于能源、化工、冶金等领域。
为了提高员工对热工仪表的认识和运用能力，提升工作效率和安全生产意识，制定热工仪表培训计划。
二、培训对象本次培训主要面向能源、化工、冶金等相关行业的技术人员、操作人员和维护人员。
三、培训内容1.热工仪表基础知识（1）热力学基础（2）热工仪表分类及原理（3）热工仪表的应用范围和特点2.热工仪表的安装与调试（1）热工仪表的选型与安装（2）热工仪表的校准方法（3）热工仪表的调试技术3.热工仪表的维护与保养（1）热工仪表的常见故障分析与排除（2）热工仪表的日常维护与保养4.热工仪表的运行与管理（1）热工仪表的安全使用规定（2）热工仪表的操作技巧与注意事项（3）热工仪表的故障诊断与处理四、培训方式本次培训将采取理论教学和实际操作相结合的方式，通过课堂讲解、现场演示、模拟操作等形式进行培训。
并利用模拟实验平台进行实际模拟操作，帮助培训对象更深入地理解热工仪表的使用方法和操作技巧。
五、培训时间预计本次培训时间为5天，每天8小时，其中包括2天的理论培训和3天的实际操作培训。
六、培训地点本次培训将在公司内部或专业培训机构进行，确保培训场所设施齐全、环境优越。
七、培训导师本次培训将邀请具有丰富热工仪表实践经验的专业导师进行授课，确保培训质量和效果。
八、培训评估通过课程考核、培训效果评估、实操实验评估等方式对培训效果进行评估，并根据评估结果进行优化和改进。
九、培训资源为了更好地开展培训工作，将提前准备好课程教材、实验仪器设备及相关资料，确保培训资源齐全、完备，为培训全面顺利进行提供保障。
十、培训后续培训结束后，将设立技术咨询平台，为培训对象提供持续技术支持和交流，同时建立培训对象档案，进行持续跟踪和评估。
十一、总结通过本次培训，将帮助员工掌握热工仪表的基础知识和实际操作技能，提高工作效率和安全生产意识，为公司的发展和员工的职业发展提供有力的支持。
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当二次调整由电网调度中心的能量管理系统 来实现遥控自动控制时，则称为自动发电控制 （AGC）。
2. 厂级实时监控信息系统 （Supervisory Information System in Plant Level， 简称SIS） SIS是发电厂的生产过程自动化和电力市场交易信 息网络化的中间环节，是发电企业实现发电生产到市 场交易的中间控制层，是实现生产过程控制和生产信 息管理一体化的核心，是承上启下实现信息网络的控 制枢纽。
例如，RUN BACK（自动快速减负荷）、RUN UP（强增负荷）， RUN DOWN（强减负荷）、FAST CUT BACK（FCB，负荷快速切回或 称快速甩负荷）等功能。
3. 当机组从运行异常发展到可能危及设备安全或人身安全时，自动化设备能 适时采取果断措施进行处理，以保证设备及人身的安全。如锅炉主燃料跳闸 （master fuel trip，MFT）、汽轮机监测系统（TSI）和汽轮机紧急跳闸系统（ETS） 等。
4. 在机组启停过程中，自动化设备又能根据机组启动时的热状态进行相应的控 制，以避免机组产生不允许的热应力而影响机组的运行寿命，即延长机组的服役期。
5. 随着电网的发展，对自动发电控制（automatic generation control，AGC）的 要求日趋严格。AGC是现代电网控制中心的一项基本和重要的功能，是电网现代化 管理的需要，也是电网商业化运营的需要。而要实现AGC，单元机组必须有较高的 自动化水平，单元机组协调控制系统必须能投入稳定运行。
4. 锅炉炉膛安全监控系统
（furnace safeguard supervisory system，FSSS）或称燃 烧器管理系统（burner management system，BMS）
炉膛安全监视系统包括炉膛火焰监视，炉膛压力监视， 炉膛吹扫，自动点火，燃烧器自动切换，紧急情况下的主 燃料跳闸等。
自动化技术对于提高机组的安全经济运行水平是行之有效的，大型火电机组离 开了高度的自动化，就不可能做到安全经济运行。
二. 工作中常automatic generation control System，AGC） 由于调速器为有差调节，因此对于变化幅度
热工仪表系统基础培训
一、热工自动化的意义
1. 在机组正常运行过程中，自动化系统能根据机组运行要求，自动 将运行参数维持在要求值，以期取得较高的效率（如热效率）和较低的消 耗（如煤耗、厂用电率等）。
2. 在机组运行工况出现异常，如参数越限、辅机跳闸时，自动化设 备除及时报警外，还能迅速、及时地按预定的规律进行处理。这样，既能 保证机组设备的安全，又能保证机组尽快恢复正常运行，减少机组的停运 次数。
• 实现全厂生产过程监控
• 实时处理全厂经济信息和成本核算
• 竞价上网处理系统
• 实现机组之间的经济负荷分配
• 机组运行经济评估及运行操作指导
3. 单元机组协调控制系统
（coordination control system，CCS） 协调控制是基于机、炉的动态特性，应用多变量控制 理论形成若干不同形式的控制策略，在机、炉控制系统基 础上组织的高一级机、炉主控系统。它是单元机组自动控 制的核心内容。
5. 顺序控制系统 （sequence control system，SCS） 按照生产过程工艺要求预先拟定的顺序，有计划、 有步骤、自动地对生产过程进行一系列操作的系统， 称之为顺序控制系统。 顺序控制也称程序控制，在发电厂中主要用于主 机或辅机的自动启停程序控制，以及辅助系统的程 序控制。如汽轮机的自动启停程序控制、磨煤机自 动启停程序控制、定期排污和定期吹灰的程序控制 等。
执行机构 :包括主汽门、调节门、油动机、电液伺 服阀及供油系统等。
DEH系统 1.功能
• DEH系统，除了能够完成负荷控制、转速 控制等常规控制功能外，一般还具有各 种汽轮机功能试验、阀门试验和超速试 验等许多附属功能。
• 升速
１ 自动方式 投操作员自动、挂闸，选择控制 方式，操作员设定转速调节门，自动提升转速 。在此过程中，当目标值通过临界转速区时， 系统自动设置升速率为最大值。此时设置其它 转速目标值无效，保证汽轮机以最快的速度通 过临界转速区。
（digital electric hydraulic system，DEH）
汽轮机数字电液控制系统是汽轮发电机组的重要 组成部分，除完成汽轮机转速、功率及机前压力的 控制外，还可实现机组启停过程及故障时的控制和 保护。
8.给水泵汽轮机电液控制系统
（machine electric hydraulic system，MEH）
汽轮发电机属高速运转的大型机械设备，对其运 行参数的要求十分严格。大轴的振动、位移、热膨胀 等参数直接影响到汽机的安全运行，必须精确测量并 加以监视。以微处理器为核心的汽轮机监控系统，可 有效地解决参数检测与处理方面的困难。
DEH的组成
控制运算部分 :是DEH系统的核心，由控制柜(包含 分散控制单元DPU、通讯板)、端子板等构成，完 成对现场采集信号的目标值、转速升速率，汽轮 机逐步打开处理、网上传送、控制回路运算、逻 辑功能运算等。
9. 旁路控制系统
（bypass control system，BPS）
大型中间再热式机组一般都设置旁路热力系统，其 目的是在机组启、停过程中协调机、炉的动作，回收 工质，保护再热器等。完备的旁路控制系统是充分发 挥旁路系统功能的前提。
10. 汽轮机自启动系统（TAS）
11.汽轮机监视仪表（TSI）和汽轮机紧急跳闸系 统（ETS）
6. 数据采集系统
（data acquisition system，DAS） 又称为计算机监控系统，其基本功能是对机组 整个生产过程参数进行在线检测，经处理运算后 以CRT画面形式提供给运行人员。该系统可进行 自动报警，制表打印，性能指标计算，事件顺序 记录，历史数据存储以及操作指导等。
7. 汽轮机数字电液控制系统