电力锅炉中误用KC补偿导线在高温场景下可能产生约24.9℃的测量误差,其波动误差与热偏差、流量偏差及结构因素密切相关,具体分析如下:
一、误差来源
热偏差:
热力不均:炉膛内烟气温度场分布不均匀,导致不同区域的受热面吸热不均。垂直管屏的吸热不均匀程度通常大于水平管圈,燃油锅炉的吸热不均匀程度大于燃煤锅炉。
水力不均:并联各管的流动阻力不同、重位压头不同,以及沿进口或出口联箱长度上压力分布特性的影响,导致流量分配不均。流动阻力损失所占份额较大时,重位压头有助于减小流量偏差;但流动阻力损失所占份额较小时,重位压头可能增大流量偏差。
结构不均:虽然蒸发受热面通常不考虑结构不均对热偏差的影响,但其他因素(如管圈长度、管径等)的不均匀也可能导致热偏差。
KC补偿导线特性:
KC补偿导线适用于20-100℃的温度范围,其热电势-温度曲线与K型热电偶存在显著差异。在高温场景下(如900℃),KC导线的热电势远低于K型热电偶所需补偿值,导致总热电势被错误拉低,测量值显著偏小。
二、误差量化
实际案例:在某石油化工装置中,900℃测温点误用KC导线后,显示温度为875.1℃,误差达24.9℃。
理论计算:在900℃时,K型热电偶与KC导线的热电势差值约为24.9mV,对应温度误差约24.9℃(按K型热电偶微分电势约1mV/10℃估算)。
三、影响因素
温度范围:KC导线在超出其适用温度范围(20-100℃)后,误差随温度升高而显著增大。
热负荷:热负荷越高,热偏差和流量偏差可能越大,导致误差进一步增大。
管圈布置方式:不同的管圈布置方式(如垂直管屏、水平管圈)对热偏差和流量偏差的影响不同,从而影响误差大小。
四、减轻误差的措施
优化燃烧工况:通过调整燃烧器布置、燃烧方式等措施,减小炉膛内烟气温度场的不均匀性,从而降低热偏差。
改进管圈布置:使并联各管的长度及管径等结构因素尽量均匀,以减小流量偏差。
加装节流圈:在并联各管进口加装节流圈或在管屏进口加装节流圈,以减小流量偏差和热偏差。
装设中间联箱和混合器:使工质在其中进行充分混合,然后再进入下一级受热面,以减小前一级的热偏差对下一级的影响。
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