浅析垃圾焚烧发电厂热工仪表测量与热工保护

摘要：现代社会经济发展形势下，城市生活垃圾不断增多，社会生态污染加剧，垃圾焚烧能改善生态环境，进而推动整个社会的持续发展。热工仪表测量是垃圾焚烧发电设备运行的基础，热工保护是垃圾焚烧发电保证机组设备安全的必要条件。

关键词：垃圾焚烧发电;热工仪表测量;热工保护

目前，城市垃圾处理主要有填埋、堆肥和焚烧发电三种方式。由于各地填埋场数量有限且简单填埋易造成二次污染，农业堆肥对垃圾中的无机物无法处理，相对环保又资源再利用的焚烧发电得到大力推广，加之现代科技的发展与创新，垃圾焚烧发电技术越来越成熟，因此采用焚烧发电方式处理城市垃圾已成为首选。热工仪表测量是垃圾焚烧发电设备控制系统中具有重要地位，通过热工参数的精确测量，可及时反映控制设备的运行工况，为运行人员提供操作依据。热工保护可以有效的促进垃圾焚烧发电设备安全运行，减少设备事故的发生。

一、热工仪表测量系统的分析

(一)热工仪表测量

测量是人类对自然界的客观事物取得数量观念的一种认识过程，在任何测量过程中，都是借助于专门的测量设备，通过实验方法，将被测量与所选用的测量单位进行比较，求取二者的比值，从而得到以所选用的测量单位的倍数所表示的被测量的量值。因此热工仪表测量是指在测量过程中对各种热工参数，如温度、压力、流量、物位、烟气含氧量以及各种机械量的测量。热工仪表测量一般通过测量仪表来进行，测量仪表根据各组成部分的功能不同可分为检测部件、转换部件和显示部件三部分。

(二)热工仪表测量方法

1、直接测量法是指被测量物体直接与测量单位比较，直接得出结果，如用玻璃管液位计测量锅炉水位。

2、间接测量法是指通过某一物理或化学性能随被测量变化而变化的关系，间接地反映出被测量的大小。如弹簧管式压力表，通过压力的作用使弹性元件变形而产生位移，间接测出压力。

3、组合测量法是指先测出几个参数，然后把所测得的数值组合起来进行数学运算，最后得出被测结果。如智能补偿式流量计测量蒸汽流量，先测出孔板两端的压差、管道内介质的压力和温度，再进行运算后得出实际流量。

(三)热工仪表测量误差

1、仪器误差是仪器的设计、制造、装配等方面所引起的误差。如表盘刻度、传动部件之间的间隙等因素常常会引起误差。

2、条件误差是由于各种环境因素与要求的标准状态不一致以及测量过程中环境条件变化所引起的误差。如温度湿度的变化、振动等因素所产生的误差。

3、人员误差是测量者造成的误差，如测量者的分辨力、感官的生理变化和精神状态、反映速度及固有习惯。

4、方法误差是由于知识不足或研究部充分引起的误差，如运用经验公式时做了某种忽略和简化后计算结果所产生的误差。

(四)列举热工仪表测量含氧量在垃圾焚烧发电系统中实际使用与注意事项

含氧量是垃圾焚烧锅炉燃烧质量的好坏的一个重要指标，直接关系到垃圾消耗率的高低，为了连续监督燃烧质量，使燃烧维持在良好的状态下，因此我单位选用了JGY-12型氧量分析仪。氧量分析仪由氧化锆和二次仪表组成。氧化锆是用作固体电介质，高温度下的电介质两侧氧浓度不同时形成浓差电池，浓差电池产生的电动势与两侧氧浓度有关，如一侧氧浓度固定，即可通过测量输出另一侧电动势。二次仪表是供给氧化锆恒温，再将输出来的电动势通过仪表运数转换成测量范围0~25%O2或输出信号为4~20mA去DCS系统电脑显示。使用氧化锆时要保证整个外观清洁、畅通，锆管无机械松动并且锆管内阻在探头温度700℃时一般不大于100Ω，锆管本底电势在探头温度700℃置于自然空气中测得电动势应为本底电动势一般不超过5mV。在常温下用500V绝缘表测量探头的绝缘电阻，其中热电偶对外壳绝缘电阻应大于100MΩ，加热丝对外壳绝缘电阻应大于500MΩ。锆管加热电炉电阻值在60Ω左右。正确检查以后为了测量气体含氧量，安装使用时特别注意，氧化锆和二次仪表的接线一定要按使用说明书正确连接，切忌敲击、碰撞，以免锆管陶瓷部件损坏。陶瓷过滤器不能正对烟气流向，以免颗粒物吸附在陶瓷表面影响测量。氧化锆上参比气和标准气嘴的一面应向下，固定法兰与设备法兰之间必须使用垫圈，以免空气漏入烟道内，影响测量精确度。因为垃圾燃烧过程中成分比较多往往会造成较大的测量误差，甚至使铂电极中毒，所以我们使用时要经常清理，每隔一个月通过标准气体进行标定，减少测量误差。

(五)热工仪表测量在垃圾焚烧发电系统中作用

热工仪表测量是保证垃圾焚烧发电设备安全、经济运行及实现自动化的必要条件，亦是经济管理、环境保护、研究新型生产系统和设备的重要条件。其质量的好坏直接影响着垃圾焚烧发电设备系统自动过程的水平，也既影响着垃圾焚烧发电的安全性和经济效益。随着垃圾焚烧发电设备日益发展，清洁焚烧、蓝色焚烧、近零排放等理念不断涌现，对热工仪表测量的准确性、可靠性等的要求越来越高，测点数量也越来越多，并且随着新材料和新技术的使用，新型热工测量仪表不断涌现，需使用DCS对大量的测量数据进行处理，呈现出更精确的环保数据。

二、热工保护系统分析

(一)热工保护概念

1、热工保护的主要作用是，当机组在启停和运行过程中发生了危及设备安全的危险工况时，使其能自动采取保护或连锁措施，防止事故扩大，从而保证机组设备的安全。连锁是一种处理事故的控制方式，是属于保护范畴的控制功能，因此热工保护系统有时也称为连锁保护系统，它也是处理热力过程中开关量信号的控制技术。

(二)热工保护信号

1、状态信号是用来表示热力系统中的设备所处的状态，如电动机“运转”、“停止”。

2、越限报警信号是热力系统中设备和介质的状态参数值必须保持在一定的安全范围之内，而“安全范围”按其实际情况可以是一个规定值，也可能是Ⅰ值与Ⅱ值，一旦越出规定范围，必须及时发现和处理。“越限报警”是热力参数值越出安全界限而发出的报警信号，如蒸汽压力高、蒸汽压力低。

3、趋势报警信号是用来表示系统中状态参数的变化速率，变化速率本身是个代数值。如汽包液位、给水流量。

(三)热工保护条件

1、连锁条件是使被控对象进行操作的条件，当连锁条件出现时，应立即操作被控对象。如润滑油压降低过多，应连锁启动备用辅助润滑泵。

2、闭锁条件是不允许被控对象进行操作的条件，当闭锁条件存在时，禁止操作被控对象，当闭锁条件不存在之后，才具备了操作被控对象的可能。如转动机械的润滑油压低时，不允许启动转动机械。

(四)列举汽轮机热工保护凝汽器真空低在垃圾焚烧发电系统中实际使用和注意事项

汽轮机保护系统是当汽轮机组发生故障危及机组的安全运行时，保护系统应能自动迅速地使汽轮机跳闸，达到保护汽轮机组的目的。而凝汽器真空降低时，需相应减少汽轮机负荷，若真空过低而继续带负荷，会造成机组发生超负荷运行，推力轴承乌金磨损，轴向位移过大，危及汽轮机安全，因此有凝汽器真空低保护。我单位用3个Y-150磁助电接点压力表量程范围为-0.1~0MPa，为了减少误动作故障率又为了减少拒动作故障率，我们采用了“三取二”信号法。电接点压力表由测压部分和接点装置两部分组成，使用时保证电接点压力表完好无损，测压部分要经过压力校验仪检验，符合精度要求。接点装置部分要使指针指示某一刻度，然后分别拨动上、下限信号指针与压力指针触点接触，用万用表放在测量电阻档，其两只测试笔分别接触接线盒内动触点与上限信号指针或动触点与下限信号指针相对应的接线端，万用表指针应指示到零。检查安装完毕要注意电接点压力表与DCS的接线是否正确，再进行热工保护试验，确保无误后方可投入使用。平时要定期校验压力表、给仪表管排污，做热工保护试验。

(五)热工保护在垃圾焚烧发电系统中的作用

热工保护是提高垃圾焚烧保护设备的可靠性，保证焚烧设备正确动作，防止误动，拒动的一项重要工序，保证垃圾投放量自动进行增减，改变运行方式或停止运行，以安全运行为前提，尽量减少事故范围，最大限度减轻安全事故带来的危害，保障自身的安全。

结束语

热工仪表测量和热工保护是垃圾焚烧发电系统中非常重要的设备，是保证垃圾焚烧发电系统正常运行的基础，所以我们要不断的总结经验，学会运用先进的新型技术，不断提高测量精确值，减少误差，杜绝安全隐患，降低安全事故的发生率，推动垃圾焚烧发电设备工程的可持续发展，为提倡绿色环保能源贡献出一份力量。

参考文献：

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