淺析垃圾焚燒發(fā)電廠熱工儀表測量與熱工保護(hù)

　　摘要：現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢下，城市生活垃圾不斷增多，社會生態(tài)污染加劇，垃圾焚燒能改善生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而推動整個(gè)社會的持續(xù)發(fā)展。熱工儀表測量是垃圾焚燒發(fā)電設(shè)備運(yùn)行的基礎(chǔ)，熱工保護(hù)是垃圾焚燒發(fā)電保證機(jī)組設(shè)備安全的必要條件。

　　關(guān)鍵詞：垃圾焚燒發(fā)電;熱工儀表測量;熱工保護(hù)

　　目前，城市垃圾處理主要有填埋、堆肥和焚燒發(fā)電三種方式。由于各地填埋場數(shù)量有限且簡單填埋易造成二次污染，農(nóng)業(yè)堆肥對垃圾中的無機(jī)物無法處理，相對環(huán)保又資源再利用的焚燒發(fā)電得到大力推廣，加之現(xiàn)代科技的發(fā)展與創(chuàng)新，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)越來越成熟，因此采用焚燒發(fā)電方式處理城市垃圾已成為首選。熱工儀表測量是垃圾焚燒發(fā)電設(shè)備控制系統(tǒng)中具有重要地位，通過熱工參數(shù)的精確測量，可及時(shí)反映控制設(shè)備的運(yùn)行工況，為運(yùn)行人員提供操作依據(jù)。熱工保護(hù)可以有效的促進(jìn)垃圾焚燒發(fā)電設(shè)備安全運(yùn)行，減少設(shè)備事故的發(fā)生。

　　一、熱工儀表測量系統(tǒng)的分析

　　(一)熱工儀表測量

　　測量是人類對自然界的客觀事物取得數(shù)量觀念的一種認(rèn)識過程，在任何測量過程中，都是借助于專門的測量設(shè)備，通過實(shí)驗(yàn)方法，將被測量與所選用的測量單位進(jìn)行比較，求取二者的比值，從而得到以所選用的測量單位的倍數(shù)所表示的被測量的量值。因此熱工儀表測量是指在測量過程中對各種熱工參數(shù)，如溫度、壓力、流量、物位、煙氣含氧量以及各種機(jī)械量的測量。熱工儀表測量一般通過測量儀表來進(jìn)行，測量儀表根據(jù)各組成部分的功能不同可分為檢測部件、轉(zhuǎn)換部件和顯示部件三部分。

　　(二)熱工儀表測量方法

　　1、直接測量法是指被測量物體直接與測量單位比較，直接得出結(jié)果，如用玻璃管液位計(jì)測量鍋爐水位。

　　2、間接測量法是指通過某一物理或化學(xué)性能隨被測量變化而變化的關(guān)系，間接地反映出被測量的大小。如彈簧管式壓力表，通過壓力的作用使彈性元件變形而產(chǎn)生位移，間接測出壓力。

　　3、組合測量法是指先測出幾個(gè)參數(shù)，然后把所測得的數(shù)值組合起來進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，最后得出被測結(jié)果。如智能補(bǔ)償式流量計(jì)測量蒸汽流量，先測出孔板兩端的壓差、管道內(nèi)介質(zhì)的壓力和溫度，再進(jìn)行運(yùn)算后得出實(shí)際流量。

　　(三)熱工儀表測量誤差

　　1、儀器誤差是儀器的設(shè)計(jì)、制造、裝配等方面所引起的誤差。如表盤刻度、傳動部件之間的間隙等因素常常會引起誤差。

　　2、條件誤差是由于各種環(huán)境因素與要求的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)不一致以及測量過程中環(huán)境條件變化所引起的誤差。如溫度濕度的變化、振動等因素所產(chǎn)生的誤差。

　　3、人員誤差是測量者造成的誤差，如測量者的分辨力、感官的生理變化和精神狀態(tài)、反映速度及固有習(xí)慣。

　　4、方法誤差是由于知識不足或研究部充分引起的誤差，如運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式時(shí)做了某種忽略和簡化后計(jì)算結(jié)果所產(chǎn)生的誤差。

　　(四)列舉熱工儀表測量含氧量在垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)中實(shí)際使用與注意事項(xiàng)

　　含氧量是垃圾焚燒鍋爐燃燒質(zhì)量的好壞的一個(gè)重要指標(biāo)，直接關(guān)系到垃圾消耗率的高低，為了連續(xù)監(jiān)督燃燒質(zhì)量，使燃燒維持在良好的狀態(tài)下，因此我單位選用了JGY-12型氧量分析儀。氧量分析儀由氧化鋯和二次儀表組成。氧化鋯是用作固體電介質(zhì)，高溫度下的電介質(zhì)兩側(cè)氧濃度不同時(shí)形成濃差電池，濃差電池產(chǎn)生的電動勢與兩側(cè)氧濃度有關(guān)，如一側(cè)氧濃度固定，即可通過測量輸出另一側(cè)電動勢。二次儀表是供給氧化鋯恒溫，再將輸出來的電動勢通過儀表運(yùn)數(shù)轉(zhuǎn)換成測量范圍0~25%O2或輸出信號為4~20mA去DCS系統(tǒng)電腦顯示。使用氧化鋯時(shí)要保證整個(gè)外觀清潔、暢通，鋯管無機(jī)械松動并且鋯管內(nèi)阻在探頭溫度700℃時(shí)一般不大于100Ω，鋯管本底電勢在探頭溫度700℃置于自然空氣中測得電動勢應(yīng)為本底電動勢一般不超過5mV。在常溫下用500V絕緣表測量探頭的絕緣電阻，其中熱電偶對外殼絕緣電阻應(yīng)大于100MΩ，加熱絲對外殼絕緣電阻應(yīng)大于500MΩ。鋯管加熱電爐電阻值在60Ω左右。正確檢查以后為了測量氣體含氧量，安裝使用時(shí)特別注意，氧化鋯和二次儀表的接線一定要按使用說明書正確連接，切忌敲擊、碰撞，以免鋯管陶瓷部件損壞。陶瓷過濾器不能正對煙氣流向，以免顆粒物吸附在陶瓷表面影響測量。氧化鋯上參比氣和標(biāo)準(zhǔn)氣嘴的一面應(yīng)向下，固定法蘭與設(shè)備法蘭之間必須使用墊圈，以免空氣漏入煙道內(nèi)，影響測量精確度。因?yàn)槔紵^程中成分比較多往往會造成較大的測量誤差，甚至使鉑電極中毒，所以我們使用時(shí)要經(jīng)常清理，每隔一個(gè)月通過標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行標(biāo)定，減少測量誤差。

　　(五)熱工儀表測量在垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)中作用

　　熱工儀表測量是保證垃圾焚燒發(fā)電設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及實(shí)現(xiàn)自動化的必要條件，亦是經(jīng)濟(jì)管理、環(huán)境保護(hù)、研究新型生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)備的重要條件。其質(zhì)量的好壞直接影響著垃圾焚燒發(fā)電設(shè)備系統(tǒng)自動過程的水平，也既影響著垃圾焚燒發(fā)電的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。隨著垃圾焚燒發(fā)電設(shè)備日益發(fā)展，清潔焚燒、藍(lán)色焚燒、近零排放等理念不斷涌現(xiàn)，對熱工儀表測量的準(zhǔn)確性、可靠性等的要求越來越高，測點(diǎn)數(shù)量也越來越多，并且隨著新材料和新技術(shù)的使用，新型熱工測量儀表不斷涌現(xiàn)，需使用DCS對大量的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，呈現(xiàn)出更精確的環(huán)保數(shù)據(jù)。

　　二、熱工保護(hù)系統(tǒng)分析

　　(一)熱工保護(hù)概念

　　1、熱工保護(hù)的主要作用是，當(dāng)機(jī)組在啟停和運(yùn)行過程中發(fā)生了危及設(shè)備安全的危險(xiǎn)工況時(shí)，使其能自動采取保護(hù)或連鎖措施，防止事故擴(kuò)大，從而保證機(jī)組設(shè)備的安全。連鎖是一種處理事故的控制方式，是屬于保護(hù)范疇的控制功能，因此熱工保護(hù)系統(tǒng)有時(shí)也稱為連鎖保護(hù)系統(tǒng)，它也是處理熱力過程中開關(guān)量信號的控制技術(shù)。

　　(二)熱工保護(hù)信號

　　1、狀態(tài)信號是用來表示熱力系統(tǒng)中的設(shè)備所處的狀態(tài)，如電動機(jī)“運(yùn)轉(zhuǎn)”、“停止”。

　　2、越限報(bào)警信號是熱力系統(tǒng)中設(shè)備和介質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)值必須保持在一定的安全范圍之內(nèi)，而“安全范圍”按其實(shí)際情況可以是一個(gè)規(guī)定值，也可能是Ⅰ值與Ⅱ值，一旦越出規(guī)定范圍，必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。“越限報(bào)警”是熱力參數(shù)值越出安全界限而發(fā)出的報(bào)警信號，如蒸汽壓力高、蒸汽壓力低。

　　3、趨勢報(bào)警信號是用來表示系統(tǒng)中狀態(tài)參數(shù)的變化速率，變化速率本身是個(gè)代數(shù)值。如汽包液位、給水流量。

　　(三)熱工保護(hù)條件

　　1、連鎖條件是使被控對象進(jìn)行操作的條件，當(dāng)連鎖條件出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)立即操作被控對象。如潤滑油壓降低過多，應(yīng)連鎖啟動備用輔助潤滑泵。

　　2、閉鎖條件是不允許被控對象進(jìn)行操作的條件，當(dāng)閉鎖條件存在時(shí)，禁止操作被控對象，當(dāng)閉鎖條件不存在之后，才具備了操作被控對象的可能。如轉(zhuǎn)動機(jī)械的潤滑油壓低時(shí)，不允許啟動轉(zhuǎn)動機(jī)械。

　　(四)列舉汽輪機(jī)熱工保護(hù)凝汽器真空低在垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)中實(shí)際使用和注意事項(xiàng)

　　汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)是當(dāng)汽輪機(jī)組發(fā)生故障危及機(jī)組的安全運(yùn)行時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)能自動迅速地使汽輪機(jī)跳閘，達(dá)到保護(hù)汽輪機(jī)組的目的。而凝汽器真空降低時(shí)，需相應(yīng)減少汽輪機(jī)負(fù)荷，若真空過低而繼續(xù)帶負(fù)荷，會造成機(jī)組發(fā)生超負(fù)荷運(yùn)行，推力軸承烏金磨損，軸向位移過大，危及汽輪機(jī)安全，因此有凝汽器真空低保護(hù)。我單位用3個(gè)Y-150磁助電接點(diǎn)壓力表量程范圍為-0.1~0MPa，為了減少誤動作故障率又為了減少拒動作故障率，我們采用了“三取二”信號法。電接點(diǎn)壓力表由測壓部分和接點(diǎn)裝置兩部分組成，使用時(shí)保證電接點(diǎn)壓力表完好無損，測壓部分要經(jīng)過壓力校驗(yàn)儀檢驗(yàn)，符合精度要求。接點(diǎn)裝置部分要使指針指示某一刻度，然后分別撥動上、下限信號指針與壓力指針觸點(diǎn)接觸，用萬用表放在測量電阻檔，其兩只測試筆分別接觸接線盒內(nèi)動觸點(diǎn)與上限信號指針或動觸點(diǎn)與下限信號指針相對應(yīng)的接線端，萬用表指針應(yīng)指示到零。檢查安裝完畢要注意電接點(diǎn)壓力表與DCS的接線是否正確，再進(jìn)行熱工保護(hù)試驗(yàn)，確保無誤后方可投入使用。平時(shí)要定期校驗(yàn)壓力表、給儀表管排污，做熱工保護(hù)試驗(yàn)。

　　(五)熱工保護(hù)在垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)中的作用

　　熱工保護(hù)是提高垃圾焚燒保護(hù)設(shè)備的可靠性，保證焚燒設(shè)備正確動作，防止誤動，拒動的一項(xiàng)重要工序，保證垃圾投放量自動進(jìn)行增減，改變運(yùn)行方式或停止運(yùn)行，以安全運(yùn)行為前提，盡量減少事故范圍，最大限度減輕安全事故帶來的危害，保障自身的安全。

　　結(jié)束語

　　熱工儀表測量和熱工保護(hù)是垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)中非常重要的設(shè)備，是保證垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，所以我們要不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會運(yùn)用先進(jìn)的新型技術(shù)，不斷提高測量精確值，減少誤差，杜絕安全隱患，降低安全事故的發(fā)生率，推動垃圾焚燒發(fā)電設(shè)備工程的可持續(xù)發(fā)展，為提倡綠色環(huán)保能源貢獻(xiàn)出一份力量。

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