在本书第三章、第四章单独叙述，因此本章只着重讨论主蒸汽压力测量、燃料量测量、炉温测量、锅炉壁温测量、火焰电视部分。 二、主蒸汽压力测量
主蒸汽压力是表征锅炉出力或蓄热的一个主要的运行参数，也是燃烧控制系统的一个重要控制变量。及时、准确的测量机组主蒸汽压力，对于燃烧控制系统的良好投运具有重要的意义。
电厂主蒸汽压力测量方式有就地压力表（弹簧管压力表）和远传压力传感器（智能压力变送器）之分，按测量位置有机侧和炉侧之分，通常进入协调（燃烧）控制系统的主汽压力信号采用机前压力信号，该信号进行3冗余配置。 （一）弹簧管压力表 1、简要构成及工作原理
弹簧管式压力表主要用于液体、气体与蒸汽压力的测量， 由于它测量范围广、 结构简 单 、 坚固耐用、便于携带和使用安全可靠，价格便宜， 得到了广泛的应用 。如图2.14所示，它主要由弹簧管和传动放大机构所组成， 其工作原理是弹性元件受压后变形产生的弹性反力与被测 压力相平衡后，以测量元件的变形位移为基础来确定所测压力的大小。 因此，如何根据实际需要选择和合理安装使用显得重要。 对其的选用既要满足测量的准确度要求，又要安全 可靠经济耐用 。 以下就弹簧管式压力表的量程、 精度、 取压点的选择及安装注意事项等 相关问题进行简单介绍。 2、量程和精度的正确选择
选用量程过大固然安全，但会影响测量的精度；而选用量程过小的压力表，可能损坏压力表，甚至造成事故。在被测量压力比较平稳的情况下，选用被测压力的正常值在压力表测量范围2／3左右的表；在被测量压力脉动较大，选用被测压力的正常值在压力表范围 1／2 左右的表；为了保证测量精度 ，要求被测压力的最小值不宜低于压力表测量范围1／3 左右；为了保证压力表和延 长其使用寿命，一般不允许压力表的指针经常处于最大刻度附近 。
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图2.14 弹簧管压力表结构原理图 1-弹簧管；2-指针；3-游丝
国家根据各类仪表的设计制造质量不同， 对每一种仪表都规定了基本误差的最大允 许 值，称为允许误差。允许误差去掉百分号的数值就是仪表的精度等级。 我国目前规定的精度等级有：0.005、0.01、0.02、 0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、5.0 等级别。 弹簧管压力表的精度等级一般为1.0 ～4.0 级，标准表可达到0.25 级。数值越大，精度越低，价格也就越便宜。 因此，在满足使用要求的条件下 ，应尽可能选用精度等级低的压力 表。 3、弹簧管压力表的安装 （1）总体原则
在安装压力表时，应考虑以下几点因素：保护压力表和人身安全；使测量误差尽可能减小；使压力表能方便进行检查和校验；保证压力表和引压管不被堵塞 。
（2）取压口的选择
对于蒸汽介质，应保持测量管路内有稳定的冷凝液，同时也要防止工艺管道底部的固体杂质迸人测量管路和仪表，因此蒸汽的取压口应在管道的上半部及水平中心线以下，并与水平中心线成00~450夹角的范围内。 （3）引压管
对于取压点到压力表起传递压力讯号作用的引压管，为了使传递迅速而准确，应注意：一是对高压蒸汽介质，应使用无缝钢管或厚壁紫铜管；二是引压管不宜太细、太长或太粗。 一般内径取6 ～lOm m ，长度 ≤50m ，以减小测量
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误差和避免滞后引起压力表的指示迟 缓；三是引压管不宜水平铺设，应保持1：10 ～1：20 的倾斜度，以利管内冷凝液排出；四是引压管路上要装有隔离阀，以便检修压力表时使用。 （二）智能压力变送器
上世纪80年代起， 国外不少过程控制公司相继推出了称之为“Sm art”的智能变送器， 如美国Rosemount公司的1151、3051C、Honeywell公司的ST3000和Foxbro公司的850等 系列的智能变送器，由于智能变送器具有量程比大、精度高、稳定性好，能进行在线组态， 具有通信和自诊断功能，加上良好的性能价格比，因此在短短的时间内就得到 广泛应用。 80 年代后期开始在国内化工行业少量应用，自90年代起有少数火力发电厂开始少量选用， 并逐步扩大。 1、智能压力变送器的传感元件种类
智能压力变送器的传感元件主要分为电容式、扩散硅式和电感式三大类，这三类中前二类应用最广，Fisher—Rosemount公司主要采用电容式传感元件，而 H oneyw ell公司则主要采用扩散硅式传感元件。
电容式传感器具有测量精度高、重复性好、动态响应快， 对温度和静压变化敏感度小等特点。扩散硅传感器具有制造方便、成本低的特点，但它对温度和静压的变化非常敏感， 且为非线性关系，因此须进行线性修正和补偿。 2、智能压力变送器的通讯协议
长期以来，过程控制仪表均采用4 ～20 m A 的模拟信号作为通信标准。随着用户对仪表要求的提高和通信技术的发展， 原有的通信标准已不能满足要求，因此，使用智能仪表，在4 ～20mA 的基础上加上数字通信能力。其中以罗斯蒙特公司研制的HA RT现场通信协 议和霍尼韦尔公司研制的D E现场通信协议应用最广。 凡是使用同一通信协议的控制设备均能进行直接数字通信，并可通过手持式组态器或DCS工作站对智能变送器等智能仪表进 行标定、在线组 态、过程控制和故障诊断。 （1）HART协议
HART协议在 Bell 202 标准通信基础上使用 频率移相链控 (FSK) 技术。 数字通信是在4～20 m A 电流上叠加一个1200H z 和 2 200H z 两独立的频率信号完成的， 它们分别代表数字1 和 0。 两个独立频率组成的一个正弦波叠
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加在4～20mA 的电流回路上，由于 正弦波的平均值为零，无直流分量加到 4～20 mA上，故在进行数字通信时，不会造成过程信号的干扰。
HART协议使得数字通信和模拟输出能同时进行。采用二线制双向通信。智能仪表组态通信时，模拟信号仍可输出。 H ART 协议为开放式协议，信息和内存一样。使用 H A RT 协议随时可直接得到现场的信息，询问现场仪表的状况和运行参数。
采用HART协议的成员有Rosemount、A BB、L＆N 、Siemens、E + H 和 M oore 等 80多家公司，世界上60％以上智能仪表均使用H A RT协议。 （2）DE协议
DE 协议是由霍尼韦尔公司开发的数字增强协议，该协议使用一个220 波特率的低频 电流脉冲，所有的数据用浮点的形式送入标准双绞线。这种数据形式增强了变送器信号的质量和可靠性。信号使用两个独立的电流脉冲 4 m A 和 20 m A 之间的回路电流来进行通信。 因此，在进行数字通信时，回路电流值不代表测量值。
采用DE协议的成员除Honeyw ell外，还有Masoneilan等公司。 3、智能压力变送器优点及其应用 （1）优点
智能变送器均以微处理器为基础，和常规变送器相比，具有如下的优点：具有双向通信能力；精度高；量程比宽；具有完善的自诊断功能；可以简化查线工作；节省电缆和模件的投资。 （2）应用
现今，智能压力变送器已得到广泛应用，其主要应用在：① 工艺生产过程的主要参数测量；②工作人员难以接近的高空及危险区域；③仪表量程需经常改动的地方。 三、燃料量的测量
燃料量控制系统中,燃料量信号作为按燃烧率指令进行控制的反馈信号,应能及时地反映实际燃料量的变化。正确及时地测量燃料量,是燃料量控制系统的关键问题。对于液体和气体燃料,可以直接测量进入炉膛的燃料量,但是对于固体燃料(电厂锅炉主要以煤作燃料),直接测量进入炉膛的燃料量是较困难的,通常
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采用间接测量方法。 （一）、给粉机转速
对采用中间储仓式制粉系统的锅炉，可采用给粉机转速来间接代表燃料量。但是,给粉机转速不能反映煤粉自流等因素的影响，由于煤粉自流,同样的转速,给粉量却可能不一样，这种偏差只有在影响到主汽压或机组负荷时，才能通过改变燃烧率指令去消除自流等因素的影响。 （二）、磨煤机进出口差压
对采用直吹式制粉系统的锅炉，可用磨煤机进出口差压来近似代表燃料量，这是以假定磨煤机出力与其进出口差压的平方根成正比为前提的。但影响磨煤机进出口差压的因素很多(如煤种、一次风量及磨煤机工况等)，而且该信号的波动也较大。
（三）、给煤机转速
对采用直吹式制粉系统的锅炉，也可用给煤机转速求出燃料量。在要求给煤机的转速调节良好的同时，还应考虑到煤层密度、厚度对燃料量的影响,才能使给煤量与转速之间保持确定的关系。 三、炉温测量 （一）炉温测量目的
锅炉启动期间，位于炉膛出口处的再热器管束由于没有循环蒸汽进行冷却，其温度可能达到甚至超过材料耐温极限值。测温探针作为锅炉启动时的烟温监测装置，用来连续测量该区域的温度，避免了再热器被烧坏的危险。
测温探针还可用来测量锅炉低负荷运行时的烟气温度，作为辅助控制手段。 （二）测温探针简要原理
测温探针是一种将热电偶送入炉膛，监测炉膛烟气温度的机械装置。热电偶固定在探枪头部，在烟气中作伸缩运动，移动速度 2.5 m／min左右。测温探针由一个一定功率的电机驱动，可近操、远操和由 DCS 驱动。 （三）测温探针工作过程
探针启动后，跑车推动探枪前进，装在探枪内的热电偶被送进炉膛，将测得的温度信号传送到 DCS，位置信号系统同时将热电偶所在位置的信号也传送到 DCS。
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