鍋爐熱平衡實驗臺研究與設(shè)計

趙雪峰　孫石

摘 要：本文以燃?xì)忮仩t為模擬鍋爐，并加以改造，加裝燃料量測量裝置、給水流量測量裝置、溫度測量裝置等，研制了一臺能通過正平衡和反平衡確定鍋爐效率的鍋爐熱平衡實驗臺。鍋爐熱平衡實驗臺已經(jīng)應(yīng)用熱能與動力工程專業(yè)獨(dú)立性綜合實驗，該裝置提高專業(yè)教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生容易掌握鍋爐原理、結(jié)構(gòu)以及鍋爐運(yùn)行、維護(hù)、保養(yǎng)等方面知識，實驗效果良好。

關(guān)鍵詞：鍋爐熱平衡實驗臺；研究；設(shè)計

中圖分類號：TK229 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

鍋爐熱平衡實驗是判斷鍋爐設(shè)計和運(yùn)行情況，提高鍋爐經(jīng)濟(jì)性有效的途徑，查明影響鍋爐效率的主要因素，作為改進(jìn)鍋爐的依據(jù)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握電廠鍋爐的基本結(jié)構(gòu)、測試原理、鍋爐調(diào)節(jié)和運(yùn)行等方面的知識；掌握解決工程實際問題的計算技能和鍋爐熱平衡測試技術(shù)；為學(xué)生從事火力發(fā)電廠有關(guān)的運(yùn)行、檢修、安裝工作奠定基礎(chǔ)。

以燃?xì)忮仩t為模擬電廠鍋爐，并加以改造，研制了一臺能通過正平衡和反平衡確定鍋爐效率的實驗裝置。鍋爐熱平衡實驗臺建成能夠更好的為熱能動力工程專業(yè)提供教學(xué)條件，使教師講課對鍋爐及其設(shè)備更加方便、靈活、透徹，學(xué)生更容易聽得懂，更容易接受。

1 裝置設(shè)計方案

1.1 設(shè)計原理

（3）散熱損失q5的計算

燃?xì)忮仩t在額定負(fù)荷下運(yùn)行時，可通過查閱相關(guān)圖標(biāo)得出散熱損失q5的值。目前，一些設(shè)計較好的小型燃?xì)忮仩t，散熱損失q5在額定工況下可以達(dá)到1%以下。

1.2 設(shè)計方案

（1）實驗臺柜體：實驗臺柜體材料：08AL，表面做防腐處理，配有腳輪，臺體移動方便。規(guī)格：1500× 2350×600，實驗臺柜體形狀詳見圖紙。

（2）實驗臺中安裝流量計位置區(qū)段應(yīng)設(shè)計規(guī)范、合理，以滿足不同型式流量儀表更換、安裝方便。

（3）水路連接的管路采用PPR管材，能承受的壓力為1MPa。氣路連接的管路采用鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管材，具有防爆特點。

（4）管路尤其是氣路必須做水密性試驗，無泄漏情況。

（5）實驗臺應(yīng)具有當(dāng)一個測量裝置出現(xiàn)故障時不影響其他參數(shù)測量的功能。

（6）渦輪流量計：其特點是精確度較高（±0.5%），測量范圍寬（6∶1～20∶1），重復(fù)性好，安裝維修方便，便于遠(yuǎn)距離傳送數(shù)據(jù)，抗干擾能力強(qiáng)，無零點漂移等。

渦輪流量計被測流體溫度：-20℃～ 120℃，相對濕度：5%～95%，供電方式：+24VDC三線制（常標(biāo)），型式：傳感器采用軸流葉輪式。

（7）渦街流量計：其特點是精確度較高（±1%～±2%），測量范圍寬（10∶1或20∶1），可靠性高，壓損小，安裝維護(hù)方便，輸出為脈沖頻率，無零點漂移等。

渦街流量計測量介質(zhì)：燃?xì)猓菁y連接，DN25，測量精度：1.5級，被測介質(zhì)溫度：-20℃～100℃，材質(zhì)：不銹鋼，電源：DC24V，防爆標(biāo)志：EXdⅡBTC。

（8）壓力變送器

壓力變送器測量介質(zhì)：燃?xì)猓瑴y量精度：0.1級，防爆要求：普通型，測量范圍：0.01MPa～1MPa，零點溫度漂移：0.02%FS/℃（>100kPa），滿度溫度漂移：0.02%FS/℃（>100kPa），供電電壓：12～36VDC。

（9）微差壓變送器

微差壓變送器測量介質(zhì)：煙氣，材質(zhì)：316不銹鋼，31/2LED數(shù)字顯示器，供電電壓：24VDC，精度：調(diào)校量程±0.2%，包括線性、變性和重復(fù)性綜合誤差。

（10）溫度變送器

溫度變送器分辨率：0.1℃，4位紅色顯示，材質(zhì)：不銹鋼，輸出恒流信號（4～20Ma），抗干擾能力強(qiáng)，變送器可帶就地LCD顯示，信號轉(zhuǎn)換器與溫度傳感器可以安裝，也可以分開安裝，方便用戶使用。

（11）燃?xì)忮仩t

燃?xì)忮仩t數(shù)碼恒溫智能控制，保證出水溫度恒定，進(jìn)口高精度燃?xì)獗壤y，實現(xiàn)三段火力控制，強(qiáng)鼓密閉燃燒室結(jié)構(gòu)，高純度無氧銅水箱，不銹鋼拉絲銀色表面，流量：16L/min。微電腦智能化控制，對水路、氣路、電路進(jìn)行全程監(jiān)控，不同工況時燃?xì)饬颗c空氣量的合適配比，過量空氣系數(shù)的控制，點火方式：全自動連續(xù)脈沖放電點火，適用水壓：0.02MPa～0.8MPa，額定熱負(fù)荷：36kW，額定電壓：AC220，額定燃?xì)鈮毫Γ?800Pa。

（12）非接觸式紅外線測溫儀紅外線測溫儀

測溫范圍：-22℃～110℃，顯示：0.1℃，精度：±1℃，測溫時間：1秒，測量距離：0.05m～0.5m。

2 鍋爐熱平衡實驗臺結(jié)構(gòu)（圖1）

3 使用效果

鍋爐熱平衡實驗臺已經(jīng)應(yīng)用熱能與動力工程專業(yè)動力0641～動力0645班的獨(dú)立性綜合實驗，使用效果良好。該實驗臺便于掌握鍋爐正平衡和反平衡求效率的基本原理和方法，為學(xué)生將來從事此項工作打下良好的基礎(chǔ)。

結(jié)語

該實驗臺適用于熱動專業(yè)、建環(huán)專業(yè)本科教學(xué)。鍋爐熱平衡實驗臺針對大中專院校鍋爐類課程的專業(yè)進(jìn)行開發(fā)，改善教學(xué)環(huán)境，提高教學(xué)質(zhì)量。本裝置已獲得國家發(fā)明專利（ZL201010291141.5），本裝置為培養(yǎng)學(xué)生動手能力和工程應(yīng)用型人才重要意義的需要，可以作為教學(xué)儀器推廣，對校外培訓(xùn)，與其他院校交流，必將帶來良好的社會效益。

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