一、電廠供熱系統(tǒng)測(cè)量'>溫度測(cè)量一次元件應(yīng)推廣使用A級(jí)鉑熱電阻
在熱電廠中，供熱計(jì)量?jī)x表的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到用戶和電廠的貿(mào)易結(jié)算。在供熱計(jì)量參數(shù)中，測(cè)量'>溫度測(cè)量是一個(gè)很重要的參數(shù)，尤其在城市熱網(wǎng)中，供、回水的溫差對(duì)熱量計(jì)量的精度影響非常大。因此，無(wú)論是電廠還是熱用戶都非常關(guān)注溫度計(jì)量的準(zhǔn)確性。在國(guó)內(nèi)發(fā)生的計(jì)量貿(mào)易糾紛中，有50％左右是由于溫差引起的。目前，國(guó)內(nèi)大部分電廠在供熱系統(tǒng)的測(cè)量'>溫度測(cè)量上，其測(cè)溫元件均采用Pt100分度的B級(jí)鉑熱電阻，它的測(cè)量誤差比A級(jí)鉑熱電阻要大50％。以某熱電廠供熱水管的出水溫度(70℃)為例，按國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)施行的JJG229-1998規(guī)程規(guī)定：
B級(jí)鉑熱電阻誤差為E70(℃)＝±0.65℃
A級(jí)鉑熱電阻誤差為E70''(℃)＝±0.29℃
由上可知，采用A級(jí)鉑熱電阻，其測(cè)量誤差要比B級(jí)鉑熱電阻低0.36℃。過(guò)去，由于A級(jí)鉑熱電阻精度高，其生產(chǎn)工藝水平和檢測(cè)水平要求也高，生產(chǎn)起來(lái)較困難。而在目前，隨著生產(chǎn)工藝和檢測(cè)水平的提高，生產(chǎn)A級(jí)鎧裝鉑熱電阻已不是什么難事。
二、主蒸汽測(cè)量'>溫度測(cè)量應(yīng)推廣使用工業(yè)I級(jí)鎳鉻-鎳硅(K)和鎳鉻-銅鎳(E)熱電偶
當(dāng)前，我國(guó)發(fā)電廠用的主蒸汽測(cè)量'>溫度測(cè)量一次元件，大多采用工業(yè)Ⅱ級(jí)鎳鉻-鎳硅和鎳鉻-銅鎳熱電偶。按國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)和施行的JJG351-1996規(guī)程規(guī)定，它們的測(cè)量誤差為測(cè)量值的±0.75％，這項(xiàng)誤差是很大的。例如：主蒸汽溫度為540℃條件下，其誤差值為4.05℃；再加上顯示儀表精度0.5級(jí)，刻度上限溫度(600℃)的誤差為3℃，其綜合誤差是5.0℃；如果測(cè)溫元件和顯示儀表的誤差符號(hào)相反，而且都是最大誤差值，則其誤差可達(dá)7.05℃。這在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行中是可能的，而按鍋爐設(shè)備運(yùn)行監(jiān)督的要求是不允許的。因此，我們建議采用I級(jí)鎳鉻-鎳硅和鎳鉻-銅鎳熱電偶來(lái)取代Ⅱ級(jí)晶。因?yàn)楣I(yè)I級(jí)熱電偶的誤差為測(cè)量值的±0.4％，在蒸汽溫度為540℃的條件下，其誤差僅為2.16℃，加上顯示儀表后的綜合誤差為3.7℃。這和使用工業(yè)Ⅱ級(jí)熱電偶相比，其精度有很大的提高，基本上可以滿足鍋爐設(shè)備運(yùn)行監(jiān)督值的要求。就我國(guó)目前生產(chǎn)廠家的工藝水平，已有不少?gòu)S家能生產(chǎn)出I級(jí)工業(yè)用鎳鉻-鎳硅和鎳鉻-銅鎳鎧裝熱電偶。我公司近幾年來(lái)已為電廠生產(chǎn)工業(yè)用各種分度的鎧裝熱電偶，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均能達(dá)到規(guī)程要求，并經(jīng)過(guò)電廠長(zhǎng)期使用能滿足機(jī)組運(yùn)行需要。
三、DCS系統(tǒng)中應(yīng)取消就地溫度變送器中間環(huán)節(jié)
目前在電廠測(cè)溫系統(tǒng)中，有很大一部分設(shè)計(jì)是采用溫度變送器，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成4～20mA的直流電流后再送到二次儀表或其它數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行溫度顯示。這樣一來(lái)，每一個(gè)測(cè)溫元件都需要一個(gè)溫度變送器。這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是成本高，每一個(gè)變送器都價(jià)值幾千元。此外，由于溫度變送器的存在，系統(tǒng)既增加了一個(gè)誤差環(huán)節(jié)，又多了一層故障點(diǎn)。因此，我們認(rèn)為在DCS系統(tǒng)中應(yīng)徹底擯棄溫度變送器，將各種類型的熱電偶或熱電阻信號(hào)直接送到DCS的模擬量輸入回路。這樣，既提高了系統(tǒng)測(cè)量的精度和可靠性，又降低了成本。
四、建議推廣使用鎳鉻硅-鎳硅熱電偶(N型熱電偶)
鎳鉻硅-鎳硅(N)熱電偶，是一種新型鎳基合金熱電偶。它的主要特點(diǎn)是，在1300℃以下使用時(shí)高溫抗氧化能力強(qiáng)，熱電動(dòng)勢(shì)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性及短期熱循環(huán)的復(fù)現(xiàn)性好，耐核輻射及耐低溫性能也好，特別是在250～550℃范圍內(nèi)的短期熱循環(huán)穩(wěn)定性好。而K型熱電偶則在250～550℃范圍內(nèi)循環(huán)使用時(shí)，因其顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成短程有序結(jié)構(gòu)(即所謂K狀態(tài))，致使其熱電動(dòng)勢(shì)不穩(wěn)定。N型熱電偶則無(wú)此缺點(diǎn)。試驗(yàn)證明，在250~550℃范圍內(nèi)的升降溫過(guò)程中，N型熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)非常穩(wěn)定，其變化不超過(guò)10μV。在400～1300℃范圍內(nèi)，N型熱電偶熱電特性的線性要比K型好，其非線性誤差僅占1300℃熱電動(dòng)勢(shì)的0.4％，而K型則為1.75％。
此外，由于N型熱電偶的高溫抗氧化能力強(qiáng)，因此它的使用壽命要比K型熱電偶長(zhǎng)。
五、為銅熱電阻正名
銅熱電阻在我國(guó)應(yīng)用已有五十多年歷史了，早在二十世紀(jì)五十年代就已廣泛用于發(fā)電廠中，它具有電阻—溫度變化率大、價(jià)格低廉、材料來(lái)源容易等優(yōu)點(diǎn)。但是，從二十世紀(jì)八十年代起就逐漸被淘汰，被鉑熱電阻所代替。究其原因，是用戶普遍反應(yīng)銅熱電阻產(chǎn)品合格率很低，在使用中電阻值不穩(wěn)定、0℃電阻值漂移大等，因此在電廠中不受歡迎。而實(shí)際上并非如此。銅熱電阻質(zhì)量不過(guò)關(guān)的原因主要是生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)工藝粗糙，沒(méi)有精確的檢測(cè)手段，因而生產(chǎn)不出高質(zhì)量的產(chǎn)品。我公司經(jīng)過(guò)多年來(lái)對(duì)銅電阻生產(chǎn)工藝的精心研究，在生產(chǎn)工藝上進(jìn)行了大膽創(chuàng)新，例如合理地進(jìn)行老化、對(duì)0℃的精細(xì)調(diào)整等，創(chuàng)出了一套自己獨(dú)特的方法，再加上高精度的測(cè)試手段，生產(chǎn)出來(lái)的銅熱電阻如Cu50、Cu100以及G型分度的銅熱電阻，都能達(dá)到國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)施行的JJG229-1998規(guī)程要求，對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的銅熱電阻進(jìn)行100％檢定，產(chǎn)品出廠合格率達(dá)100％。我公司產(chǎn)品經(jīng)遼寧發(fā)電廠、華能營(yíng)口電廠、沈陽(yáng)熱電廠等數(shù)十個(gè)電廠及電業(yè)局使用證明，產(chǎn)品性能好、質(zhì)量穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)(可使用3～4年)，受到電廠好評(píng)，全國(guó)各地不少電廠都慕名前來(lái)，要求訂貨。
六、建議國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督部門制定出鎧裝熱電阻的專用檢定規(guī)程
多年以來(lái)，發(fā)電廠的溫度計(jì)檢定室所采用的熱電阻檢定規(guī)程，都是執(zhí)行國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)施行的JJG229-1998(1998年以前為JJG229-1983)工業(yè)鉑、銅熱電阻檢定規(guī)程。規(guī)程中第8.2款規(guī)定：“在偏差檢定前，將熱電阻的感溫元件從內(nèi)襯管和保護(hù)管中取出，并放置在玻璃試管中……”。然后，再將裝有測(cè)溫元件的玻璃試管插入0℃的冰水混合物或100℃的油槽中進(jìn)行檢定。這種規(guī)定的由來(lái)，是因?yàn)槲覈?guó)長(zhǎng)期以來(lái)發(fā)電廠中使用的熱電阻測(cè)溫元件為裸露型(例如把鉑絲繞在云母片上或繞在陶瓷管上)，這種熱電阻元件是不能直接浸入冰水混合物或油中的，必須使用玻璃管加以保護(hù)。而在實(shí)際使用時(shí)，則是把測(cè)溫元件裝入金屬保護(hù)管內(nèi)插到所測(cè)介質(zhì)中使用，由于玻璃管和金屬管的傳熱系數(shù)不同，因而產(chǎn)生了偏差值。
近年來(lái)，隨著測(cè)溫元件生產(chǎn)技術(shù)的提高，鎧裝熱電阻取代了舊有的云母骨架和陶瓷骨架熱電阻。鎧裝熱電阻是采用微型薄膜熱電阻封裝到不銹鋼管內(nèi)的，管內(nèi)填充導(dǎo)熱性能好的絕緣材料。對(duì)鎧裝熱電阻的檢定方法，應(yīng)當(dāng)把它直接插入冰水混合物或油槽中檢定，而不需再用玻璃管來(lái)保護(hù)。但是，有不少電廠的溫度計(jì)檢定室在檢定鎧裝熱電阻和汽輪機(jī)軸瓦用半鎧裝熱電阻時(shí)，仍將它們套入玻璃管內(nèi)插到冰水混合物(0℃)和油槽(100℃)中檢定。這樣一來(lái)，就經(jīng)常發(fā)生電廠用戶和制造廠之間由于在檢定值上存在差異而發(fā)生糾紛。根據(jù)我公司多次試驗(yàn)，把鎧裝熱電阻套以玻璃管插入0℃的冰水混合物中的檢定值，要比鎧裝熱電阻直插入時(shí)偏大0.3℃，如果在玻璃管內(nèi)充入油，在0℃的檢定值也偏大0.1～0.15℃。
目前，對(duì)檢定鎧裝熱電阻時(shí)應(yīng)不應(yīng)該套玻璃管，其說(shuō)法不一，還存在著爭(zhēng)議。因此，建議國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門能早日制定和頒發(fā)適合鎧裝熱電阻的檢定規(guī)程。