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(tái)能通過正平衡和反平衡確定鍋爐效率的鍋爐熱平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)。鍋爐熱平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)已經(jīng)應(yīng)用熱能與動(dòng)力工程專業(yè)獨(dú)立性綜合實(shí)驗(yàn)，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(shí)，實(shí)驗(yàn)效果良好。

關(guān)鍵詞：鍋爐熱平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)；研究；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TK229 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

鍋爐熱平衡實(shí)驗(yàn)是判斷鍋爐設(shè)計(jì)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(shí)；掌握解決工程實(shí)際問題的計(jì)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(tái)能通過正平衡和反平衡確定鍋爐效率的實(shí)驗(yàn)裝置。鍋爐熱平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)建成能夠更好的為熱能動(dòng)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(jì)方案

1.1 設(shè)計(jì)原理

（3）散熱損失q5的計(jì)算

燃?xì)忮仩t在額定負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，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(jì)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(jì)方案

（1）實(shí)驗(yàn)臺(tái)柜體：實(shí)驗(yàn)臺(tái)柜體材料：08AL，表面做防腐處理，配有腳輪，臺(tái)體移動(dòng)方便。規(guī)格：1500× 2350×600，實(shí)驗(yàn)臺(tái)柜體形狀詳見圖紙。

（2）實(shí)驗(yàn)臺(tái)中安裝流量計(jì)位置區(qū)段應(yīng)設(shè)計(jì)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(diǎn)。

（4）管路尤其是氣路必須做水密性試驗(yàn)，無泄漏情況。

（5）實(shí)驗(yàn)臺(tái)應(yīng)具有當(dāng)一個(gè)測量裝置出現(xiàn)故障時(shí)不影響其他參數(shù)測量的功能。

（6）渦輪流量計(jì)：其特點(diǎn)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(diǎn)漂移等。

渦輪流量計(jì)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(jì)：其特點(diǎn)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(diǎn)漂移等。

渦街流量計(jì)測量介質(zhì)：燃?xì)?，螺紋連接，DN25，測量精度：1.5級(jí)，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)?，測量精度：0.1級(jí)，防爆要求：普通型，測量范圍：0.01MPa～1MPa，零點(diǎn)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(hào)（4～20Ma），抗干擾能力強(qiáng)，變送器可帶就地LCD顯示，信號(hào)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(shí)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(shí)燃?xì)饬颗c空氣量的合適配比，過量空氣系數(shù)的控制，點(diǎn)火方式：全自動(dòng)連續(xù)脈沖放電點(diǎn)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(shí)間：1秒，測量距離：0.05m～0.5m。

2 鍋爐熱平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)（圖1）

3 使用效果

鍋爐熱平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)已經(jīng)應(yīng)用熱能與動(dòng)力工程專業(yè)動(dòng)力0641～動(dòng)力0645班的獨(dú)立性綜合實(shí)驗(yàn)，使用效果良好。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(xiàng)工作打下良好的基礎(chǔ)。

結(jié)語

該實(shí)驗(yàn)臺(tái)適用于熱動(dòng)專業(yè)、建環(huán)專業(yè)本科教學(xué)。鍋爐熱平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(dòng)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(huì)效益。

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