NHA MAY NHIET DIEN TRINHBAY

tài liệu thiết bị đo lường nhà máy nhiệt điện TÌM HIỂU CÁC THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1.1.1 Hỏa kế quang học 1.1.2 Hỏa kế bức xạ toàn phần 1.1.3 Nhiệt kế hồng ngoại 1.1.4 Cặp nhiệt ngẩu 1.1.5 Nhiệt kế áp kế 1.2.1 Hệ thống giám sát áp suất bơm 1.2.2 Thiết bị đo áp suất bình ngưng 1.2.3 Áp kế và hiệu áp kế đàn hồi 1.2.4 Cảm biến áp suất trong lò hơi. 1.1.5 Cảm biến áp suất kiểu áp điện trở 1.1.6 Cảm biến áp suất kiểu tụ 1.3.1Thiết bị đo lưu lượng dạng Vortex. 1.3.2 Thiết bị đo lưu lượng dạng chênh áp. 1.3.3 Thiết bị đo lưu lượng dạng siêu âm. 1.3.Thiết bị đo lưu lượng dạng điện từ

ĐO LƯỜNG NHIỆT

TÌM HIỂU CÁC THIẾT BỊ ĐO

LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG CỦA

NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

GVHD: Th.S LÊ THỊ CHÂU DUYÊN

Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện

minni ET 830

Tại lò hơi

-Hỏa kế bức xạ toàn phần-Súng hồng ngoại

-Đo nhiệt độ hơi ra khỏi lò hơi

-Đo nhiệt độ khí thải đi trong lò

-Cặp nhiệt ngẫu -Nhiệt kế áp kế

-Cảm biến áp suất kiểu áp điện trở-Cảm biến áp suất kiểu tụ

Đo mức nước trong lò hơi

-Đo áp suất làm việc của lò hơi và áp suất trên đường ống

Đo nhiệt độ hơi vào và ra khỏi tuabin.

• Cặp nhiệt ngẫu

• Nhiệt kế áp kế

Đo lưu lượng dòng hơi vào và ra khỏi tuabin.

• Thiết bị đo lưu lượng dạng Vortex.

• Thiết bị đo lưu lượng dạng chênh áp.

Đo áp suất hơi vào và ra khỏi tuabin

Bình ngưng và tháp giải nhiệt

Đo nhiệt độ nước ra vào

Bơm nước vào lò hơi

Hệ thống đo áp suất bơm

Tại bình ngưng, tháp giải nhiệt và bơm

1.2 Thiết bị đo áp suất

1.2.1 Hệ thống giám sát áp suất bơm

1.2.2 Thiết bị đo áp suất bình ngưng

1.2.3 Áp kế và hiệu áp kế đàn hồi

1.2.4 Cảm biến áp suất trong lò hơi

1.1.5 Cảm biến áp suất kiểu áp điện trở

1.1.6 Cảm biến áp suất kiểu tụ

1.3 Thiết bị đo lưu lượng

1.3.1Thiết bị đo lưu lượng dạng Vortex.1.3.2 Thiết bị đo lưu lượng dạng chênh áp.1.3.3 Thiết bị đo lưu lượng dạng siêu âm.1.3.Thiết bị đo lưu lượng dạng điện từ

1.1.1 Hỏa kế quang học

Nguyên lý làm việc của hỏa kế quang học: so sánh cường độ sáng của vật cần đo với cường độ sáng của một nguồn sáng chuẩn

1.1Thiết bị đo nhiệt độ

1.1.2 Hỏa kế bức xạ toàn phần

a Nguyên lý cấu tạo

 Nguyên lý dựa trên định luật Stefan-Boltzman: Năng lượng bức xạ toàn phần của vật đen tuyệt đối tỉ lệ với luỹ thừa bậc 4 của nhiệt độ tuyệt đối của vật

E

Trong đó: σ là hằng số Boltzman.(σ = 5,67

T là nhiệt độ tuyệt đối của vật đen tuyệt đối (K)



b Phân loại và nguyên lý hoạt động

c Đặc điểm.

 Đo không tiếp xúc  giảm nhẹ điều kiện lao động

 Đo được nhiệt độ cao >C  làm việc trong điều kiện khắc nghiệt

 Sai số ±

 Loại hội tụ tổn thất năng lượng lớn (30 – 40%), nhưng ít chịu ảnh hưởng bụi và bẩn

 Loại phản xạ tổn thất năng lượng nhỏ (~ 10%), nhưng chịu ảnh hưởng lớn của bụi và bẩn



d Điều kiện đo

Vật đo phải có độ đen xấp xỉ bằng 1

Tỉ lệ giữa đường kính vật bức xạ và khoảng cách đo (D/L) không nhỏ hơn 1/16

Nhiệt độ môi trường 20 ± 2oC

1.1.3 Nhiệt kế hồng ngoại

 Để đo nhiệt độ cao người ta sử dụng cảm

biến nhạy với bước sóng 0.7 – 1.1 µm

 Hồng ngoại (bước sóng từ 0.7µm - 14µm )

là sóng có bước sóng dài hơn ánh sáng khả kiến (nhìn thấy)

Súng đo nhiệt độ hồng ngoại có 2 loại:

o Loại cầm tay

o Loại cố định

 Phân loại

Mỗi cảm biến hồng ngoại sẽ có hai thông số cơ

Súng đo nhiệt độ hồng ngoại cầm tay sử dụng khi đo nhiệt độ bề mặt của vật ở xa, cao, khó tiếp cận hay trong môi trường khắc nghiệt, nhiệt độ khu vực quá nóng và nguy hiểm đến tinh mạng

Súng đo nhiệt độ trong lò đốt thường được gắn cố định

 Phương pháp sử dụng đơn giản, an toàn, tiện lợi.

 Ưu điểm:

• Ổn định cơ học

• Giá thành thấp

• Có thể đo từng điểm đối tượng cần đo

• Đa dạng, khoảng đo rộng

• Đo nhiệt độ khí thải,

• nhiệt độ đường ống hơi

1.1.5 Nhiệt kế kiểu áp kế

 Nguyên lý: dự vào quan hệ nhiệt độ và áp suất

 Cấu tạo : bộ cảm biến, đồng hồ hiển thị và ống mao

 Đo áp suất đường hơi ra khỏi lò hơi, hơi trước khi vào tubin

 Áp suất trong lò hơi

Lưu ý khi lắp đặt.

- Không được ngăt riêng lẽ các bộ phận, tránh va đập.

- Không được uốn quá cong ống mao.

- Đến 6 tháng phải kiểm tra định kì.

1.2.2 Thiết bị đo áp suất bình ngưng

 Đặc điểm:

 Có bao nhiệt bằng thép không rĩ hoặc đồng thau

 Có hình trụ, đầu dước được bịt kín, đầu trên nối với ống mao nhỏ, ống này có thể dài 60m

 Ống mao có hình lò xo giúp dụng cụ ổn định

 Phạm vi: -50 -> , áp suất 60atm



• Đo được khoảng cách xa

• Tự ghi được, không cần nguồn cung cấp

• An toàn vs người lao động

• Thang chia không đều ảnh hưởng đến độ chính xác

• Khó sữa chữa khi rò rỉ

• Chiều dài và ống mao ảnh hưởng tới sai số khi đo

1.2.3 Áp kế và hiệu áp kế đàn hồi.

Bộ phận nhạy cảm các loại áp kế này thường là

ống đàn hồi hay hộp có màng đàn hồi, khoảng đo từ 0

÷ 10 000 kG/ cm2 và đo chân không từ 0,01 ÷ 760

mm Hg

Đặc điểm: kết cấu đơn giản, có thể chuyển tín

hiệu bằng cơ khí, có thể sử dụng trong phòng thí

nghiệm hay trong công nghiệp, sử dụng thuận tiện và

rẻ tiền

Nguyên lý làm việc: Dựa trên sự phụ thuộc độ

biến dạng của bộ phận nhạy cảm hoặc lực do nó sinh ra

và áp suất cần đo, từ độ biến dạng này qua cơ cấu

khuếch đại và làm chuyển dịch kim chỉ (kiểu cơ khí).

C ác loại bộ phận nhạy cảm :

 Cấu tạo và phạm vi ứng dụng:

 Màng phẳng :

• Nếu làm bằng kim loại thì dùng để đo áp suất cao

• Nếu làm bằng cao su vải tổng hợp, tấm nhựa thì đo áp suất nhỏ hơn (loại này thường có hai miếng kim loại

ép ở giữa)

• Còn loại có nếp nhăn nhằm tăng độ chuyển dịch nên phạm vi đo tăng

• Có thể có lò xo đàn hồi ở phía sau màng

 Hộp đèn xếp : có 2 loại

• Loại có lò xo phản tác dụng, loại này màng đóng vai trò cách ly với môi trường Muốn tăng độ xê dịch ta tăng

số nếp gấp thường dùng đo áp suất nhỏ và đo chân không

• Loại không có lò xo phản tác dụng

 Ống buốc đông: Là loại ống có tiết diện là elíp hay ô van uốn thành cung tròn ống thường làm bằng đồng hoặc

thép, nếu bằng đồng chịu áp lực < 100 kG/cm2, khi làm bằng thép (2000 ÷ 5000 kG/cm2) Và loại này có thể đo chân không đến 760 mm Hg

• Khi chọn ta thường chọn đồng hồ sao cho áp suất làm việc nằm khoảng 2/3 số đo của đồng hồ

• Nếu áp lực ít thay đổi thì có khi chọn 3/4 thang đo

 Chú ý: - Khi lắp đồng hồ cần có ống xi phông để cản lực tác dụng lên đồng hồ và phải có van ba ngả để kiểm tra

đồng hồ

1.2.4 Cảm biến áp suất trong lò hơi.

 Khái niệm: Là thiết bị điện tử dùng để đo áp suất hơi ,chuyển đổi tín hiệu áp suất sang tín hiêu điện

 Nguyên lí hoạt động

Khi có áp suất tác động lên cảm biến ,cảm biến đưa giá trị về vi xử lí,vi xử lí tín hiệu rồi đưa tín hiệu ra

 Áp suất :là áp suất của hơi ra khỏi lò

 Cảm biến :là bộ phận nhận tín hiệu áp suất đưa về bộ phận xử lí

Áp suất Cảm biến Xử lí Ngõ ra

 Khối xử lí:có chức năng nhận các tính hiệu từ khối cảm biến thực hiện các xử lý để chuyển đổi các tín hiệu đó sang

dạng tín hiệu tiêu chuẩn trong lĩnh vực đo áp suất như tín hiệu ngõ ra điện áp 4 ~ 20 mA( tín hiệu thường được sử dụng

nhất) , 0 ~ 5 VDC, 0 ~ 10 VDC, 1 ~ 5 VDC …

 Cảm biến áp suất thường dùng nhất là kiểu áp điện trở và kiểu tụ

 Nguyên lý hoạt động :là các phần tử áp điện trở sẽ được cấy trên cấu trúc màng (sensor) rồi chuyển thành tín hiệu điện.

• Áp điện trở sẽ thay đổi giá trị khi lớp màng biến dạng Màng, cấu trúc, vị trí, kích thước các áp điện trở trên màng quyết định tầm đo, độ nhạy của cảm biến áp suất

• Màng nhạy với tác động của áp suất thường được sử dụng làm màng áp suất Tại 4 trung điểm của cạnh màng

có 4 điện trở Trong đó có 2 cặp điện trở song song với màng,2 cặp điện trở còn lại vuông góc với màng

1.2.5 Cảm biến áp suất kiểu áp điện trở

1.2.6 Cảm biến áp suất kiểu tụ

 Nguyên lý hoạt động của cảm biến dựa vào giá trị điện dung để xác định chỉ số áp suất Khi thay đổi khoảng cách của cực tụ thì điện dung của tụ cũng sẽ thay đổi

 Lớp màng bị biến dạng khi có áp suất tác động vào làm cho bản cực lại gần với nhau hoặc kéo bản cực ra xa làm giá trị của tụ thay đổi Qua hệ

thống xử lý của thiết bị cảm biến đo áp suất xác định được áp suất

1. Giới thiệu chung:

Hệ thống giám sát áp suất sử dụng cho việc giám sát áp lực cửa hút và cửa đẩy của bơm , ngoài ra hệ thống còn dùng để giám sát áp lực bất kì đường ống

1.2.7 Hệ thống giám sát áp suất bơm

 Giám sát áp lực hút của bơm

 Giám sát đường ống hơi

1.3 Thiết bị đo lưu lượng

 Thiết bị đo lưu lượng dạng Vortex.

 Thiết bị đo lưu lượng dạng chênh áp.

 Thiết bị đo lưu lượng dạng siêu âm (Ultrasonic).

 Thiết bị đo lưu lượng dạng điện từ (Magnetic).

1.3.1 Thiết bị đo lưu lượng dạng Vortex.

Thiết bị đo lưu lượng dạng Vortex được thiết kế để phù hợp với ứng dụng đo steam và khí

Cấu tạo thiết bị đo lưu lượng dạng Vortex.

Cảm biến lưu lượng kiểu xoáy thường gồm có 3 phần:

1 Thân gián đoạn dòng chảy – có chức năng tạo ra các kiểu xoáy định trước tùy thuộc vào hình dáng thân.

2 Một cảm biến bị làm rung bởi dòng xoáy, chuyển đổi sự rung động này thành các xung điện.

3 Một bộ chuyển đổi và truyền tín hiệu đơn (transmitter) – có chức năng gởi tín hiệu đã được hiệu chuẩn đến các thành phần khác của vòng điều khiển.

Thiết bị đo lưu lượng dạng Vortex.

 Nguyên lý đo lưu lượng dạng Vortex.

 Khi lưu chất chạy qua thiết bị dạng hình côn nó sẽ hình thành các điểm xoáy Vortex ở phía hạ nguồn, lưu lượng càng lớn thì các điểm xoáy này càng nhiều

 Để xác định lưu lượng người ta sẽ đặt cảm biến đo dao động do các Vortex này gây nên

Thiết bị đo lưu lượng dạng Vortex.

Các đặc tính kỹ thuật nổi trội:

• Bộ phận cảm biến hoàn toàn được hàn

• Không bộ phận làm kín – không cần bảo trì/ bảo dưỡng

•Rất nhỏ gọn

• Có thể lựa chọn cảm biến nhiệt độ và áp lực tích hợp bên trong

• Cung cấp tín hiệu ra bao gồm : 3 tín hiệu analog, tín hiệu tần số và tín hiệu báo trạng thái

• Dãi nhiệt độ hoạt động rất rộng : -200 + 400 ° C

1.3.2Thiết bị đo lưu lượng dạng chênh áp.

Thiết bị có thể dùng để đo được cả chất lỏng, khí và hơi (steam)

Nguyên lý đo lưu lượng dạng chênh áp

Dựa trên sự tạo ra sự thay đổi áp suất cục bộ trong dòng chảy nhờ thiết bị tiết lưu

 Áp suất thay đổi được đo bởi các dụng cụ như: áp kế chữ U, áp kế vi sai, áp kế màng…

 Việc thiết lập quan hệ giữa lưu lượng và tổn thất áp suất dựa trên phương trình becnuli và phương trình liên tục cho chúng ta biết lưu lượng dòng môi chất

1.3.3Thiết bị đo lưu lượng điện từ

 Nguyên lý đo lưu lượng kiểu điện từ

 Hoạt động dựa trên định luật điện từ Faraday và được dùng để đo dòng chảy của chất lỏng có tính dẫn điện

 Hai cuộn dây điện từ để tạo ra từ trường (B) đủ mạnh cắt ngang mặt ống dẫn chất lỏng

 Theo định luật Faraday, khi chất lỏng chảy qua đường ống sẽ sinh ra một điện áp cảm ứng Điện áp này được lấy ra bởi 2 điện cực đặt ngang đường ống

 Tốc độ của dòng chảy tỉ lệ trực tiếp với biên độ

điện áp cảm ứng đo được

1.3.3 Thiết bị đo lưu lượng điện từ

Một số đặc điểm của thiết bị đo lưu lượng kiểu điện từ

 Chỉ có thể đo chất lỏng có khả năng dẫn điện.

 Sự chọn lựa các điện cực thay đổi tùy thuộc vào độ dẫn điện, cấu tao và cách lắp đặt các đường ống.

 Không có tổn hao trong hệ áp suất nên cần lưu ý đến dải đo lưu lượng thấp.

 Rất thích hợp đo lưu lượng các chất lỏng ăn mòn, dơ bẩn, đặt sệt vì thiết bị đo lưu lượng dạng này không có các bộ phận đặt phía trong ống dẫn.

 Độ chính xác cao, sai số 1 % dải chỉ thị lưu lượng.

 Tuy nhiên, nó có giá thành khá cao.

1.3.3 Thiết bị đo lưu lượng điện từ

Vị trí lắp đặt của thiết bị đo lưu lượng kiểu điện từ trong nhà máy nhiệt điện.

 Thường nó được lắp đặt tại đầu vào/ra của các ống cấp nước để xác đinh lượng nước vào và ra của các thiết bị như ở đầu vào và ra của bộ hâm nước, hoặc ở bộ giảm ôn

1.3.4 Thiết bị đo lưu lượng dạng siêu âm

 Nguyên lý làm việc

• Sử dụng sóng âm để xác định vận tốc của một chất lỏng chảy trong đường ống

• Khi có dòng chảy chảy qua sẽ tạo ra sự sai khác giữa tần số sóng phản xạ và sóng âm do hiệu ứng Doppler

• Bộ phát tín hiệu xử lý tín hiệu sóng tới và sóng phản xạ để xác định vận tốc dòng chảy

• Từ đó, bộ cảm biến sẽ tính toán lưu lượng

dựa trên vận tốc và diện tích mặt cắt ngang

của ống dẫn

Một số đặc điểm của thiết bị đo lưu lượng kiểu siêu âm.

 Không gây cản trở dòng chảy, vì vậy có thể đo các chất lỏng yêu cầu về tính vệ sinh, chất lỏng ăn mòn

 Một số lưu lượng kế siêu âm sử dụng bộ thu phát tín hiệu bên ngoài đường ống nên không có bộ phận nào bị ướt.

 Dùng để đo lưu lượng tạm thời.

 Khá hữu ích trong trường hợp cần đo lưu lượng chất lỏng mà không cần can thiệp vào đường ống như trong nhà máy nhiệt điện hoặc các nhà máy công nghệ hạt nhân

 Tuy nhiên loại này cần lắp đặt và bảo trì phù hợp, nếu không sẽ gây ra sự suy giảm tín hiệu tại bề mặt chuyển tiếp giữa bộ thu phát tín hiệu và thành ngoài ống, giữa chất lỏng và thành trong của ống.

 Giá thành khá đắt.

Thiết bị đo lưu lượng dạng siêu âm

Vị trí lắp đặt

 Có thể lắp đặt để đo lưu lượng dòng chảy ở những nơi như ở các ống góp hơi chung, ở ống nước xuống trong lò hơi,

CẢM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI.

Hết