24.2 自动化仪表的选择

24.2.1 温度仪表的选择应符合下列规定：
    1 就地式温度仪表选用双金属温度计，其刻度盘直径宜大于或等于100mm。
    2 压力式温度计经常指示的工作温度，应选在仪表量程范围的1／3～3／4之间，温度计量程上限值的选择应大于被测介质可能达到的最高动态温度值。
    3 测量炉膛温度与烟气温度应选用热电偶。
    4 测量蒸汽温度与热水温度应选用热电阻。
    5 测量元件的保护管，应按被测介质的工作温度、压力与管径选择，套管插入介质的有效深度(从管道内壁算起)应符合下列要求：
        1)对于主蒸汽介质，当管道公称通径DN≤250mm时，有效深度为100mm；
        2)对于管道外径D₀≤500mm的蒸汽、液体介质有效深度约为管道外径的1／2；对于管道外径D₀＞500mm的蒸汽、液体介质，有效深度为300mm；
        3)对于烟气、风介质有效深度为烟风道(管道)外径的1／3～1／2。
    6 仪表与计算机合用的测点，宜选用双支测温元件。
    7 显示仪表上规定的外接电阻的选择，应与仪表及感温元件之间的线路电阻值相匹配。
    8 采用热电阻测温时，其显示仪表与热电阻的分度号应一致，相互连接的导线应采用铜导线。
    9 采用热电偶测温时，其显示仪表、热电偶及补偿导线的分度号应一致，且补偿导线的电阻值不应超过外接电阻值。
    10 当信号传输距离较远，补偿导线的电阻值超过外接电阻值或与调节系统配用时，应采用温度变送器。

24.2.2 压力仪表的选择应符合下列规定：
    1 就地式压力仪表及压力变送器的量程选择，应符合下列要求：
        1)测量稳定压力时，最大量程选择在接近或大于正常压力测量值的1.5倍；
        2)测量脉动压力时，最大量程选择在接近或大于正常压力测量值的2倍；
        3)测量高压压力时，最大量程选择应大于最大压力测量值的1.7倍；
        4)为保证压力测量精度，最小压力测量值应高于压力测量量程的1／3。
    2 就地式压力仪表的类型的选择，宜符合下列要求：
        1)压力小于40kPa时，宜选用膜盒压力表；
        2)压力大于40kPa时，宜选用波纹管或弹簧管压力表；
        3)压力在-100～0～2400kPa时，宜选用压力真空表；
        4)压力在-100～0kPa时，宜选用弹簧管真空表。
    3 弹簧管压力表的表壳直径的选择，宜符合下列要求：
        1)在仪表盘上安装时，采用直径150mm；
        2)就地安装时，采用直径100mm；
        3)安装点较高，不易观察时，采用直径200～250mm。
    4 当需要远传或与调节系统配用时，应选用压力变送器。

24.2.3 流量仪表的选择应符合下列规定：
    1 流量仪表的量程选择，当采用方根刻度显示时，正常流量宜为满量程的70％～80％，最大流量不应大于满量程的95％，最小流量不应小于满量程的30％；当采用线形刻度显示时，正常流量宜为满量程的50％～70％，最大流量不应大于满量程的90％，最小流量不应小于满量程的10％(对于方根特性经开方变成直线特性时为满量程的20％)；
    2 一般流体的流量测量，应选用标准节流装置；标准节流装置的选用，必须符合现行国家标准《流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》GB／T-2624的规定；
    3 节流装置的取压方式，应根据介质的性质及参数选择角接取压和法兰取压；
    4 差压变送器的测量范围，必须与节流装置计算差压值配套。

24.2.4 液位仪表的选择应符合下列规定：
    1 液位仪表的量程选择，最高液位或上限报警点应为满量程的90％，正常液位应为满量程的50％，最小液位应为满量程的10％；
    2 用差压式仪表测量锅炉汽包水位或除氧器水箱水位时，应采用带温度补偿的双室平衡容器；用于凝结水箱水位测量的液位计宜选用浮子式仪表；
    3 用于汽包水位、除氧器水箱水位测量的差压变送器，其差压范围必须与选定的平衡容器相配套。

24.2.5 分析仪表的选择应符合下列规定：
    1 分析仪表取样点应选择在工艺介质流动比较平稳，被测介质变化较灵敏的部位；被测介质的分析仪器的发送器，宜靠近取样点；
    2 烟气含氧量的测量，应采用磁导式或氧化锆氧量分析仪；
    3 用于水处理系统的工业电导仪，其接触介质部分的材料应耐受介质的腐蚀，电极的引出线宜采用屏蔽线；
    4 分析仪表的精度，可根据实际需要选择。

24.2.6 热工检测与自动调节系统采用电动单元组合仪表时，显示、记录、调节仪表的选择应符合下列规定：
    1 盘装显示仪表宜采用数字式或动圈式显示仪表；显示汽包水位的仪表宜采用色带指示仪；
    2 盘装记录仪表宜采用小长图自动记录仪；当锅炉容量较大时，重要参数的测量，也可采用大、中型长图或圆图记录仪；
    3 锅炉烟气温度、压力的测量，宜采用多点切换开关进行切换显示，并留有一定的切换端点；
    4 液位调节品质要求不高的简单系统，可选用二位、三位式调节器；当液位调节允许有差时，宜采用比例式调节器；当液位调节要求无差时，宜采用比例、积分调节器；
    5 用于压力、流量参数的调节器，宜采用比例或比例、积分调节规律；用于温度参数的调节器，宜采用比例、积分、微分调节规律；
    6 用于汽包水位、除氧器压力、除氧器水箱水位的调节器，应有手动／自动无扰切换功能和输出限幅功能；
    7 用于各自动调节系统中的操作器，宜选择有上、下限位功能的操作器。

24.2.7 电动执行器及调节阀口径的选择应符合下列规定：
    1 鼓风、引风风门调节，宜采用DKJ型角行程电动执行器，其输出力矩，必须能使风挡全开或全关。
    2 自动调节系统中的执行器与拉杆之间及调节机构与拉杆之间宜采用球形铰接。
    3 给水调节阀阀径应按计算的流量系数K，值选择，当液体介质为非阻塞流△p小于F_L²(P₁—F_FP_V)时，调节阀的流量系数可按下式计算：

  当液体介质为阻塞流△p大于或等于F_L²(P₁—F_FP_V)时，调节阀的流量系数可按下式计算：

    4 当液体介质的雷诺数Re_v小于或等于3500时，应作雷诺数修正；
    5 蒸汽调节阀阀径应按计算的流量系数K_v值选择，当蒸汽介质为非阻塞流X小于F_kX_T时，调节阀的流量系数可按下式计算：

    当蒸汽介质为阻塞流X大于或等于F_kX_T，时，调节阀的流量系数可按下式计算：

    6 当工艺管道直径与选择的调节阀直径之比大于或等于2时，应作管件形状修正。
    7 调节阀的口径也可按实践经验法确定，但必须保证在工艺管道设计合理的情况下进行：
        1)液体介质的调节阀口径比工艺管道的工程直径小一级；
        2)蒸汽介质的调节阀口径比工艺管道的工程直径小二级。
    8 调节阀的最小、最大控制流量及漏流量，必须满足运行(包括启、停和事故工况)要求。
    9 选用的调节阀应按下列要求进行校验：
        1)阀门开度为85％～95％时，应满足运行的最大需要量；开度为10％时，应满足运行的最小需要量；
        2)阀门压差，当对泄漏量有严格要求时，宜取流量为零时的最大差压；对泄漏量无特殊要求时，宜取最小流量下的最大差压，其值应不大于该阀门的最大允许差压；
        3)调节阀的工作流量特性，应满足工艺系统的调节要求。  

条文说明

24.2.1 温度仪表
    第1款 就地式温度仪表当选用双金属温度计时，通常安装在便于观察的地方，刻度盘直径宜大于100mm以满足视觉要求。
    第2款 压力式温度计量程范围最好在满量程的1／3～3／4之间，尤其无蒸发液体的温度计要特别注意，因其饱和蒸汽压力与温度关系为非线性函数，在1／3刻度部分的误差将增大一个等级。另外，在量程上限应留一定裕度，可避免产生使弹簧管损坏的现象。
    第3款 用于测量炉膛、烟道烟气温度的测量元件，由于插入深度较长，在烟气压力的扰动下，测温元件会颤动。在这种情况下，热电偶的耐振性，比热电阻要好。
    第4款 通常蒸汽、热水温度均为经济考核参数，测量精度要求高，而蒸汽、热水介质的测量情况无机械振动，且在热电阻的测量范围内，故应采用热电阻。
    第5款 由于管道中心温度和速度变化较小，管道中心的流体温度具有代表性，故热电偶与热电阻的感温体要求尽量插入被测介质的中心。

24.2.2 压力仪表
    第1款 选择压力仪表时，考虑的重点是测量仪表形式、量程和材质。对于弹性压力表所测压力接近上限时，弹簧的变形力通常很大，容易产生永久变形，缩短使用期限。对于所测压力接近下限时，外力要克服弹性元件初始变形力后才能产生变形，所以越接近下限时，误差越大。为了保证所需精度，且经久耐用作此条文规定。

24.2.3 流量仪表
    第2款 目前国内锅炉房热工检测与控制系统设计中，流量测量仪表多采用标准节流装置。由于标准节流装置适用面较广、通用程度高、造价相对便宜等优点得到广泛采用。
    因此，本条文规定，一般流体(蒸汽、液体)流量测量仪表应选择标准节流装置配用差压式流量计。当标准节流装置不能满足要求时，才选用其他类型的流量计。

24.2.4 液位仪表
    第1款 采用差压计测量密闭容器的液位，通常容器的低水位测量接管设在满量程的10％处，以防止水位波动较大时，克服水枯或水满带来的不利影响。正常水位定在满量程的30％是保证水位在上、下最大的波动范围内仍可测量。
    第2款 为消除平衡容量两层套筒内水温不等而使其重度不同所引起的示值误差，双室平衡容器应采用温度补偿型。

24.2.5 分析仪表
    第2款 磁导式氧量分析仪用于连续自动分析混合气体中氧气含量，测量过程中不改变被分析气体的形态。对于烟道气体含氧量测量具有反应速度快、稳定性好等优点，在0～100％的范围内均可测量。
    氧化锆氧量分析仪测量烟气含氧量具有反应迅速、迟延小、结构简单可用来测量高温烟气(600～800℃)等优点，在燃煤锅炉房中得到广泛应用。

24.2.6 显示、记录、调节仪表
    第1款第1项 因数字式显示仪表与动圈式显示仪表相比具有精度高、读数直接方便的优点，故在工程中推荐使用。但对一些小型锅炉或投资少的锅炉房也可采用动圈式显示仪表。
    采用色带指示仪测量汽包水位是基于其显示直观、形象，故在工程中大量采用。
    第1款第6项 一个调节系统由手动切换到自动，或由自动切换到手动都不应该影响调节器输出的变化。无扰切换是设计一个调节系统时必须考虑的问题，要实现无扰切换必须选择有自动跟踪功能的调节器。
    第1款第7项 调节器的上、下限限幅同操作器的上、下限限位都是为了限制执行机构的动作范围，以保证锅炉的安全。具体选用时，如果操作器没有限位功能则调节器就要有限幅功能。当调节系统中调节器和操作器都具有限幅和限位功能时，可将调节器的输出限幅作为Ⅰ限值，操作器的限位作为Ⅱ限值，可提高系统的安全性和可靠性。

24.2.7 电动执行器及调节阀口径的选择
    第3款 调节阀阀径是根据计算其流量系数K_v值选取的。在公式(24.2.7-1)、(24.2.7-4)中，W_Lmax、W_gmax为最大流量，当工艺能够提供该参数的数值时，应以工艺提供的为准。当工艺不能确定时，最大流量的选择应不小于常用流量的1.25倍。
    第4款 雷诺数是一个用来证明流体在管道内流动状态的无量纲数。通过雷诺数可判断流体的流动状态是层流还是湍流。因为流量系数是在湍流下测得的，当雷诺数大于3500时，流体为湍流状态可不作低雷诺数修正。当小于3500时，流体逐步进入层流状态。对于计算的K_v值，必然会导致较大的误差。因此，对雷诺数偏低的流体在K_v值计算时必须进行修正。其修正方法参见相关设计手册。
    第6款 在计算调节阀流量系数公式中的常数是在调节阀直径与管道直径相同，而且保证一定直管长度的情况下，通过实验取得的。
    但在实际工程中往往不能满足这个条件，特别是调节阀的公称通径小于管道直径，阀两端必然会装有渐缩或渐扩接头等过渡件，因此，加在阀两端的阀压降△p便会小于计算阀压降，使阀的实际流量系数减小。因此，对未考虑附接管件时算得的流量系数要加以修正。其计算可按下式进行：

K＇_v＝ K_v/K_LP (24-1)

    式中K_LP——有附接管件时的压力恢复管件形状组合修正系数(其值可根据D／d比值，在设计手册中各种调节阀的系数值表中查得)。
    第7款 经验法是经过大量的工程计算总结出来的结论。使用经验法的前提是保证工艺管道设计是合理的，否则，仍将采用计算法。