电厂温度测量元件选择的几点建议

电力18讯：    一、电厂供热系统温度测量一次元件应推广使用A级铂热电阻
    在热电厂中，供热计量仪表的准确与否直接关系到用户和电厂的贸易结算。在供热计量参数中，温度测量是一个很重要的参数，尤其在城市热网中，供、回水的温差对热量计量的精度影响非常大。因此，无论是电厂还是热用户都非常关注温度计量的准确性。在国内发生的计量贸易纠纷中，有50％左右是由于温差引起的。目前，国内大部分电厂在供热系统的温度测量上，其测温元件均采用Pt100分度的B级铂热电阻，它的测量误差比A级铂热电阻要大50％。以某热电厂供热水管的出水温度(70℃)为例，按国家质量技术监督局批准施行的JJG229-1998规程规定：
    B级铂热电阻误差为E70(℃)＝±0.65℃
    A级铂热电阻误差为E70'(℃)＝±0.29℃
    由上可知，采用A级铂热电阻，其测量误差要比B级铂热电阻低0.36℃。过去，由于A级铂热电阻精度高，其生产工艺水平和检测水平要求也高，生产起来较困难。而在目前，随着生产工艺和检测水平的提高，生产A级铠装铂热电阻已不是什么难事。
二、主蒸汽温度测量应推广使用工业I级镍铬-镍硅(K)和镍铬-铜镍(E)热电偶
    当前，我国发电厂用的主蒸汽温度测量一次元件，大多采用工业Ⅱ级镍铬-镍硅和镍铬-铜镍热电偶。按国家质量技术监督局批准和施行的JJG351-1996规程规定，它们的测量误差为测量值的±0.75％，这项误差是很大的。例如：主蒸汽温度为540℃条件下，其误差值为4.05℃；再加上显示仪表精度0.5级，刻度上限温度(600℃)的误差为3℃，其综合误差是5.0℃；如果测温元件和显示仪表的误差符号相反，而且都是最大误差值，则其误差可达7.05℃。这在现场实际运行中是可能的，而按锅炉设备运行监督的要求是不允许的。因此，我们建议采用I级镍铬-镍硅和镍铬-铜镍热电偶来取代Ⅱ级晶。因为工业I级热电偶的误差为测量值的±0.4％，在蒸汽温度为540℃的条件下，其误差仅为2.16℃，加上显示仪表后的综合误差为3.7℃。这和使用工业Ⅱ级热电偶相比，其精度有很大的提高，基本上可以满足锅炉设备运行监督值的要求。就我国目前生产厂家的工艺水平，已有不少厂家能生产出I级工业用镍铬-镍硅和镍铬-铜镍铠装热电偶。我公司近几年来已为电厂生产工业用各种分度的铠装热电偶，各项技术指标均能达到规程要求，并经过电厂长期使用能满足机组运行需要。
三、DCS系统中应取消就地温度变送器中间环节
    目前在电厂测温系统中，有很大一部分设计是采用温度变送器，将温度信号转换成4～20mA的直流电流后再送到二次仪表或其它数据采集系统进行温度显示。这样一来，每一个测温元件都需要一个温度变送器。这种系统的缺点是成本高，每一个变送器都价值几千元。此外，由于温度变送器的存在，系统既增加了一个误差环节，又多了一层故障点。因此，我们认为在DCS系统中应彻底摈弃温度变送器，将各种类型的热电偶或热电阻信号直接送到DCS的模拟量输入回路。这样，既提高了系统测量的精度和可靠性，又降低了成本。
四、建议推广使用镍铬硅-镍硅热电偶(N型热电偶)
    镍铬硅-镍硅(N)热电偶，是一种新型镍基合金热电偶。它的主要特点是，在1300℃以下使用时高温抗氧化能力强，热电动势的长期稳定性及短期热循环的复现性好，耐核辐射及耐低温性能也好，特别是在250～550℃范围内的短期热循环稳定性好。而K型热电偶则在250～550℃范围内循环使用时，  因其显微结构发生变化，形成短程有序结构(即所谓K状态)，致使其热电动势不稳定。N型热电偶则无此缺点。试验证明，在250~550℃范围内的升降温过程中，N型热电偶的热电动势非常稳定，其变化不超过10μV。在400～1300℃范围内，N型热电偶热电特性的线性要比K型好，其非线性误差仅占1300℃热电动势的0.4％，而K型则为1.75％。
    此外，由于N型热电偶的高温抗氧化能力强，因此它的使用寿命要比K型热电偶长。
五、为铜热电阻正名
    铜热电阻在我国应用已有五十多年历史了，早在二十世纪五十年代就已广泛用于发电厂中，它具有电阻―温度变化率大、价格低廉、材料来源容易等优点。但是，从二十世纪八十年代起就逐渐被淘汰，被铂热电阻所代替。究其原因，是用户普遍反应铜热电阻产品合格率很低，在使用中电阻值不稳定、0℃电阻值漂移大等，因此在电厂中不受欢迎。而实际上并非如此。铜热电阻质量不过关的原因主要是生产厂家的生产工艺粗糙，没有精确的检测手段，因而生产不出高质量的产品。我公司经过多年来对铜电阻生产工艺的精心研究，在生产工艺上进行了大胆创新，例如合理地进行老化、对0℃的精细调整等，创出了一套自己独特的方法，再加上高精度的测试手段，生产出来的铜热电阻如Cu50、Cu100以及G型分度的铜热电阻，都能达到国家质量技术监督局批准施<