无机非金属热工测量 2
2020-03-03 07:23:52 来源：范文大全收藏下载本文
1.在水泥回转窑的热工测量中,风量的测量项目：
一、二次风、窑废气、加热机废气、冷却机鼓风及废气、风扫磨窑头抽风、分解炉二次抽风,生料提升泵送料风等。
2.入窑二次风温度最好不用普通热电偶测量，为什么？
周围环境（熟料、窑皮、火焰）温度很高,辐射传热影响相当大。如用一普通热电偶插入测量二次空气温度,热电偶除受到二次空气以对流传热方式将热量传给热电偶外,热电偶还受周围环境的辐射传热,因此测得温度偏高(如580℃ 的二次空气温度,可测得的温度是820℃ ,误差竟达240℃ )。用抽气热电偶测二次空气温度可以大大减小误差。
3.膨胀式温度计是利用物体受热膨胀的原理制成的温度计，主要有液体膨胀式温度计、固体膨胀式温度计和压力式温度计三种。
4.温度计的使用①.使用前必须经过校正。②.温度计保存和安装时都应使温度计直立，且温包应在下面。③.使用时检查液柱是否脱离，测温包内是否含有气泡。④.测量流体温度时，温度计应逆流向安装或与流向垂直或有一定倾斜角，不能顺向安置，而且测温套管的插入深度要达到中心线。
5.对玻璃温度计浸入方式的修正在半浸入测量时, 暴露在大气中的这一段细管感受到的温度与被测介质的温度不同,其膨胀的增量(或减量)与介质和环境的温度差有关，修正值C的关系式:C=KN(t1-t2)℃C—半浸入测量修正值,℃；K—温度计液体与玻璃管的膨胀系数差；N—露出被测介质部分的细管长度；t1—温包的温度，℃；t2—环境温度，℃。 6.固体膨胀式温度计是利用两种线膨胀系数不同的材料制成，有杆式和双金属片式两种。1）杆式温度计：杆式温度计是利用金属材料做感温元件，靠材料随温度的变化而伸缩的原理制成测温仪表2）双金属片式温度计：这是一种利用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊在一起构成的一种温度计。
7.压力式温度计是利用密闭容积内工作介质随温度升高而压力升高的性质，通过对工作介质的压力测量来判断温度值的一种机械式仪表。 8.压力表式温度计构造：感温元件（温包和接头管）、毛细管和盘簧管（或弹簧管）等元件构成一个封闭系统，系统内充填的工作物质：气体、液体或低佛点液体的饱和蒸气等。
9.压力表式温度计特点：结构简单，防震，可远距离测量，但损坏后难修理，不能测点的温度和表面温度。它一般可用来指示或记录热工设备中的各种流体介质温度。工作介质是气体、液体或蒸气；简单可靠、抗振性能好，具有良好的防爆性；动态性能差，示值的滞后较大，不能测量迅速变化的温度。
10.热电偶温度计 1.是将温度信号转换成电势（mV）信号，配以测量毫伏的仪表或变送器可以实现温度的测量或温度信号的转换。2.优点：结构简单、制作方便、测量范围宽、准确度高、性能稳定、复现性好、体积小、响应时间短等。
11.热电偶结构：热电极,绝缘套管,保护套管,接线盒 12.热电偶的工作原理：两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应(塞贝克效应)，而这种电动势称为热电势。
13.接触电势的大小和方向主要取决于两种材料的性质（电子密度）和接触面温度的高低。
14.热电偶的基本定律：均质导体定律；中间导体定律 ；中间温度定律；连接导体定律
15.热电偶的材料1）两种材料所组成的热电偶应输出较大的热电势，以得到较高的灵敏度，且要求热电势和温度之间尽可能呈线性的函数关系。 （2）能应用于较宽的温度范围，物理化学性能、热电特性都较稳定。即要求有较好的耐热性、抗氧性、抗还原、抗腐蚀等性能。（3）要求热电偶材料有高导电率和低电阻温度系数。 （4）具有较好的工艺性能，便于成批生产。具有满意的复现性，便于采用统一的分度表。16.热电偶的类型（1）S型（铂铑10—铂）热电偶（2）B型（铂铑30—铂铑6）热电偶（3）K型（镍铬—镍硅）热电偶 （4）T型（铜—康铜）热电偶（5）E型（镍铬—康铜）热电偶
17.热电偶测温系统是由热电偶、补偿导线、测量仪表及相应的电路构成的。
18.补偿导线法在一定温度范围内，与配用热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层的廉金属导线为补偿导线。 计算修正法：当用补偿导线把热电偶的冷端延长到某一温度T0处（通常是环境温度），然后再对冷端温度进行修正。
冷端恒温法（1）把冷端引至冰点槽内，维持冷端始终为0℃，但使用起来不大方便。（2）把冷端用补偿导线引至电加热的恒温器内
补偿电桥法：补偿电桥法是在热电偶测温系统中串联一个不平衡电桥，此电桥输出的电压随热电偶冷端温度变化而变化，从而修正热电偶冷端温度波动引入的误差。
19.热电偶的检定方法有两种，比较法和定点法。
比较法：用被校热电偶和标准热电偶同时测量同一对象的温度，然后比较两者示值，以确定被检电偶的基本误差等质量指标。 20.热电偶测温误差分析
（1）分度误差：指检定时产生的误差，其值不得超过允许误差。（2）冷端温度引起的误差 （3）补偿导线的误差：它是由于补偿导线的热电特性与所配热电偶不完全相同所造成的（4）手动直流电位计误差（仪表误差）
21.硅酸盐工厂生产过程中，哪些设备和工艺控制涉及到压力的？ 水泥生产工艺；陶瓷生产工艺；其他硅酸盐产品
22.压力表分类：液柱式压力计：弹簧压力 计：综合式压力计：活塞式压力计：电气压力计：
23.液柱式测压原理的缺点：
(1)量程受到液体密度的限制。(2)不适合测量剧烈变动的压力。(3)对安装位置和姿势有要求。
24.弹性压力表原理：弹性元件在被测压力作用下产生变形，带动其他组件和指针，再压力计量单位刻度的 表盘或标尺上指示瞬间介质压力。 特点：仪表结构简单；使用方便；精度较高；测量范围广；造价低，读数直观；可与电测信号配套支撑遥感、遥控的自 动记录仪表与控制仪表。 25.按螺纹接头和安装方式分为：
直接安装压力表；嵌装（盘装）压力表；凸装（墙装）压力表。 26.按精度等级分为：
1.0级、1.6级、2.5级、4.0级。
27.工业上常用电信号压力表：电阻式远传压力表；霍尔式远传压力表；差动变压器式远传压力表
28.差动变压器式远传压力表原理：弹簧变形引起铁心移动。铁心移动引起负载上电流差值。信号通过电流变化输出。
29.差变送器种类：力矩平衡式差压变送器；电容式差压变送器；扩散硅式差压变送器
使用范围：可用于连续测量差压、正压、负压、液位、密度等，与节流装置配合，可测液体（气体）流量。
30.电容式差压变送器特点：无杠杆机构；无机械传动和调整装置；结构简单；精度高；稳定性好；高可靠性；高抗震性。
31.真空计（规）种类：液柱式真空计； 热导式真空计； 电离式真空计；弹性变形式真空计；超真空计和极高真空计
32.热导式真空计原理：根据低压强下气体的热导率和压力关系。具体如下：假设灯丝由导热损失的热量与加热电流I所产生的热量平衡时，灯丝温度不变，平衡方程为I2R=E1=E2=E3。其中R为灯丝电阻，E1为气体分子迁移热量，E2为辐射迁移热量，E3为引出导线的迁移热量。若由于压力减少而使E1减少，则当I不变时，方程将失去平衡，使灯丝温度发生变化。由此可以根据灯丝温度变化来衡量压力变化。 33.电离真空计由阴极电离规管和测量电路组成。 34.电离规管由阴极（灯丝），螺旋形栅极（加速）和圆筒收集极构成。 特点：具有良好的线性关系和稳定性；测量精度高；量程宽；可连续读数；
能测气体和蒸汽的全压强；能迅速反映出气体压强的变化，惯性小； 35仪表的选择和安装
主要考虑3个方面:压力测量范围的选择；精度等级的选择；仪表类型的选择。
36压力测量系统组成：取压口、压力信号导管、压力表及附件。 37取压原则：
A选择被测介质直线流动的管段部分，不要选择管道拐弯处、分叉、死角或易形成漩涡的地方，当管道中有突出时，取压口在突出物的上流方向一侧。B取压口处在管道阀门、挡板前后时，其与阀门、挡板的距离应大于2D及3D(D为管道内径)。C 测量液体时，取压点在管道截面下侧，测量气体时，取压点在管道横截面上侧。 38烟气成分的测量和仪表 奥氏分析法原理：利用气体被吸收后体积的改变进行气体分析（吸收法）。分析顺序：先CO2，后O2，最后是CO。
39热导式分析仪原理： 利用物质在传热上的特征对物质进行定量分析 40红外线分析法原理：当红外光通过待测气体时,这些气体分子对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯--比尔(Lambert-Beer)吸收定律，即某些气体对红外光进行有选择性吸收，其吸收强度变化取决于被测气体的浓度。
41二氧化锆分析仪原理：应用固体电介质氧化锆构成浓差电池所形成的氧化锆氧分析仪。
42测量多筒式冷却机测定步骤：
1测定最好是在窑的操作稳定时进行。测定时先将温度表的起点拨在当时的冷端温度上。
2在不稳定时，应注意窑的操作变动情况，对来料多少、风门大小、风量调整等都应加以记录。3正常或不正常时的二次空气温度均需分别测量三次。4当温度跳动比较大时，每点最少测量半小时，如波动不大，每点测定10min 即可
43冷却机的热平衡表示如下：
热量收入＝熟料进冷却机带入的热＋入冷却机空气显热
热量支出＝二次空气带出热量＋出冷却机熟料带出热量＋冷却机烟囱排风显热＋冷却机表面散热损失
袋体 焊接在窑筒体外壁上，袋盖是可拆卸的，热电偶及其它部件均安装固定在袋盖上。一旦发生故障，即可利用短暂的停窑时间，在窑外将袋盖卸下，进行必要的维修。热电偶穿过伸入袋内，并用螺母紧固在焊接袋盖的支架上，空心轴伸入窑内之一端对称的焊有两块耐热不锈钢的刀杆。另一端装有皮带轮，由一台三相电动机拖动，空心轴由两个滚锥轴承支撑，轴承座固定在袋盖的支架上。当袋体转到下部时，袋内即装入物料，由热电偶检测。当袋体转到上部时，通过电源接点与接片的接触，使小电机通电，带动空心轴及焊在其端部的刀杆旋转，用机械力将袋内已测过温度之物料搅落，使袋子倒空，防止了袋子发生堵死的故障。 44测量表面温度的仪器
表面热电偶温度计；辐射感温器；半导体点温计；红外线测温仪 45电阻温度计
热电阻是用金属导体或半导体材料制成的感温元件。
优点：测温准确度高，信号便于传送。缺点：不能测太高的温度，需外部电源供电，连接导线的电阻易受环境温度影响而产生测量误差。 电阻值Rt与温度t（℃）的关系可表示为
Rt = R0（1 + At + Bt2 + Ct3）式中 Rt —— 温度为t℃时金属导体的电阻； R0 —— 温度为0℃时金属导体的电阻； A、B、C —— 与金属材料有关的常数。
46用于测温的热电阻（或热敏电阻）应满足以下要求： （1）电阻温度系数要大，以得到高敏感度；（2）在测温范围内化学与物理性能要稳定；（3）复现性要好；（4）电阻率要大，以得到小体积的元件，进而保证热容量和热惯性小，使得对温度变化的响应比较快；（5）电阻温度特性尽可能接近线性，以便于分度和读数； （6）价格相对低廉。
47目前已被采用的电阻温度计具有如下特点
（1）在中低温范围内其精确度高于热电偶温度计；（2）灵敏度高，当温度升高1℃时，大多数热电阻的阻值增加0.4%~0.6%，半导体材料的阻值降低3%~6%；（3）热电阻感温部分体积比热电偶的热接点大得多，因此不宜测量点温度与动态温度，半导体热敏电阻虽然体积较小，但其稳定性和复现性却较差。
48铂热电阻特点：精度高，稳定性好，性能可靠。在氧化性的气氛中，甚至在高温下的物理化学性质都非常稳定。它易于提纯，复现性好，有良好的工艺性，可以制成极细的铂丝或极薄的铂箔。与其他热电阻材料相比，有较高的电阻率。缺点：电阻温度系数较小，在还原性气氛中，特别是在高温下易被沾污变脆，价格较贵。
49与金属热电阻相比，半导体热敏电阻具有如下优点： （1）具有较大的负电阻温度系数，约为－( 3 ~ 6 )%，因此灵敏度比较高；（2）半导体材料的电阻率远比金属材料大得多，因此它的体积可做得非常小，同时热惯性小，适合用于测量点温度与动态温度；（3）电阻值很大，故连接导线的电阻变化的影响可以忽略；（4）结构简单。缺点是同种半导体热敏电阻的电阻温度特性分散性大，非线性严重，元件性能不稳定，因此互换性差，精度较低。 50热电阻的校验1.比较法2.两点法
51热电阻的选用原则：测温范围；测温准确度；测温环境；成本。 温标是温度数值化的标尺。各种温度计的刻度数值均由温标确定。温标：经验温标；热力学温标；国际实用温标 气体温度计，有定容式和定压式两种。
52引起温度变化的因素一种是由转化热引起的温度变化，另一种则是由热量传递而引起的温度变化
53根据温度测量仪表的使用方式，通常可分类为接触法与非接触法两大类。
1）接触法当两个物体接触后，经过足够长的时间达到热平衡后，则它们的温度必然相等。如果其中之一为温度计，就可以用它对另一个物体实现温度测量，这种测温方式称为接触法。
特点：温度计要与被测物体有良好的热接触，使两者达到热平衡。 2）非接触法利用物体的热辐射能随温度变化的原理测定物体温度，这种测温方式称为非接触法。特点：不与被测物体接触，也不改变被测物体的温度分布，热惯性小，便于测量运动物体的温度和快速度变化的温度。 。
54电离真空计就是通过在稀薄气体中引起电离，然后利用离子电流测量压力。
55流速的测量有三个目的1.通过测量实际流速的测量，研究流场内流体的运动状态；2.通过实际流速的测量，观察与设计值的偏差；3.通过测量流速后，计算流体的流量。
56流量计的种类（1）速度式流量计；（2）容积式流量计；（3）节流式流量计；（4）绕流式流量计；（5）感应式流量计。
57基本动压测速管是根据流体在管道中流动受到阻碍时其动能会转变为静压能的原理测量管道中某截面上若干点的动压力，由若干点的平均动压力可间接计算出不同截面处的平均流速.
58弯管流量传感器工作原理流体流经90°弯管时，由于流体的惯性作用，外弯管壁面的压强大于内弯管壁面压强。在内、外弯管壁45°处取压，送至差压变送器，可直接测出这一压强差。压强差的大小，与流体流经弯管的平均速成函数关系。只要测出此压强差的大小，便可确定液体经弯管的平均流速（或流量）。 59固体表面温度测量考虑因素：
①传感器的选择；②表面温度范围；③物体表面与环境的温差；④测温准确度与响应速度；⑤表面形状与状态。 60影响接触式表面测温测量准确度因素：
(a)热电偶的测量端与被测表面的接触形式。(b)被测表面的导热能力;(c)表面温度与环境温度的温差；(d)表面温度传感器的类型。
61导热误差分析1.应将外露部分实施保温；2.尽量增大插入深度L1,减少外露长度L2。3.感温元件的端部应置于管道中心线上,并采取迎着来流方向插入的方式，可以得到最大的对流传热系数α1，减少测温误差；4.减小套管的导热系数λ。5.增大套管外圆周长与横截面积之比C/A 62辐射误差分析有以下四个方面的换热:1高温气体主要以对流形式传热给热电偶,其单位时间内的传热量2．沿热电偶套管向外导出热量3.热电偶主要以辐射形式传热给周围器壁,其传热量4.由于被测温度随时间变化而引起的热电偶动态吸热量
63减少辐射误差的措施(1) 降低热电偶-周围壁面系统的黑度系数εn；(2) 增大气体-热电偶之间的对流换热系数α；(3) 提高热电偶周围壁面的温度Ts。
64抽气热电偶既借助于遮热罩以减少热电偶工作端辐射散热损失，并用抽气的方法提高烟气对热电偶及遮热罩的冲刷速度以增加对流换热系数而减小测量误差。 65转子流量计
当流体沿锥形圆管自下而上流过转子时，在转子的上下端面形成压差，此力方向向上。作用在浮子上的力还有重力，流体对浮子的浮力和流体对浮子的粘性磨擦力，这些力相平衡时浮子停留在一定的位置。如果流量增加，环形流通截面中的平均流速也加大，使得浮子上下面的静压差增加，浮子向上升起，在这样新位置处环形截面积增大，流速降低，达到新的平衡。
容积法的实质在于累计单位时间内被计量的流体的容积。容积式流量计一般用于测量粘性液体（脂肪酸、重油、润滑油及其他石油产品等）的流量，也可用于气体流量的测66量。容积式流量计的测量机构是安装在管道截面中的测量室，测量室的容积经过标定。被测流体在测量室前后压力差的作用下，不断从测量室中流过，容积式流量计中的计数器累计从测量室中流过的流体容积。
67电磁流量计的特点1． 测量导管内无可动部件或突出于管内的部件，因而压力损失很小，并在采用防腐蚀衬里条件下，可以用于测量各种腐蚀性的液体的流量。2． 输出电流I0 和流量Ｑ具有线性关系，并且不受液体的物理性质（温度、压力、粘度）变化和流动状态的影响。同时流速范围也广，仪表满刻度可适应1～10m/s的流速变化，这是一般流量计不能比拟的；3． 反映迅速，可以用于测量脉动流量；4． 电磁流量计的口径范围大，可以从直径1mm到2m以上，对于同一台电磁流量计，它的测量范围也大，量程比可高达1:10；5． 电磁流量计为无干扰测量，不产生流体的压力损失。
68电磁流量计的局限性和不足之处：
1． 被测介质必须是导电的液体（电导率一般要求在1×10-3 1/Ω•m以上），不能测量气体和蒸汽.石油制品的流量，转换器到变送器的最大距离也因被测液体的导电率不同而不同；
2． 由于受变送器衬里材料的限制，一般使用的温度范围为0-200℃，因电极是嵌装在导管上的，使其工作压力也受到一定限制。
69标准节流装置的使用条件(1) 被测介质应充满全部管道截面连续地流动(2) 管道内的流束（流动状态）应该是稳定的。(3) 被测介质在通过节流装置时应不发生相变，如液体不发生蒸发，溶解在液体中的气体不会释放出来。(4) 在离节流装置前后各有2D长的一段管道的内表面上不能有凸出物和明显的粗糙不平现象。(5) 在节流装置前后应有足够长度的直管段，一般，节流件前有十倍管长，节流件后有五倍长的直管段。 节流装置与差压计共同组成了节流式流量计。工业上使用的传统差压计主要有双管式、环天平式、钟罩式、浮子式、膜式和双波纹管式等。 70余热锅炉按布置形式：立式和卧式 按循环方式：强制循环、自然循环
在中低温纯余热发电系统中，一般设置两台余热锅炉，一台为窑尾锅炉通常称SP炉，一台为窑头锅炉通常称AQC炉。
71辊道窑主要包括：窑体、燃烧系统、排烟系统、冷却系统、传动系统及测控系统这六大部分。
72根据窑内烧成过程的不同，隧道窑可以分为预热带、烧成带和冷却带这三个带。
73辊道窑也分为三个带 ： 预热带、烧成带和冷却带 74测量过程，实质上就是被测参数信号能量形式的一次或多次不断变换和传送，并将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程，而过程测量仪表就是实现变换、比较的工具。
75直接测量是将被测参数直接以一定的标准量比较出来，例如用卡尺量出一根钢管的长度。
76间接测量是将直接测量得到的数据代人一定的公式，计算出所要求的被测参数值。例如用节流装置测量流量时，在测出节流装置前后的压差以后，代人流量方程式就可以计算出所对应的流量值。77测量误差的目的就在于用来判断测量结果的可靠程度。 78测量误差的分类：系统误差；疏忽误差；偶然误差
79变差在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对某一参数进行反行程（即逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量时，发现其结果是：相同的被测参数值所得到的仪表指示值都不相等，二者之差即为变差
80灵敏度和灵敏限灵敏度表达测量代表对被测量参数变化的灵敏程度，仪表的输出信号，例如指针的直线位移或转角位移Δa与引起此位移的被测参数变化量ΔX之比表示
81衡量造成动态误差的因素，通常用时间常数和滞后时间来表达。82旋风预热器的工作原理 (1)生料粉在废气中分散与悬浮 (2)气、固之间换热
(3)气、固相的分离，生料粉的收集
83影响旋风筒气固分离效率的主要因素：（1）旋风筒的直径：在其他条件相同时，筒径越小，分离效率越高（2）旋风筒进风口的类型与尺寸：
进风口结构应以保证能沿切向入筒，减小涡流干扰为佳。(3)出风管(内筒)的尺寸和插人深度: 一般来说，出风管(内筒)的直径越小，插入深度越深，旋风筒的气固分离效率越高。(4)旋风筒的高度：增加旋风筒的高度有利于气固分离效率的提高
84影响旋风筒气固分离效率的其他因素：粉料颗粒的大小、气流中的粉料浓度、锁风阀的严密程度。
85影响旋风预热器预热效率的因素 因素之一：粉料在管道中的悬浮 保证悬浮效果的几项措施：（1）选择合理的喂料位置：(2)选择适当的管道风速(3)在喂料口加装撒料装置（4）来料均匀性。因素之二：气、固相的传热。因素之三：气、固相的分离。提高分离效率的措施：（1）开发新型高效、低阻的旋风筒（2）开发新型换热管道（3）开发新型锁风阀（4）开发新型撒料装置
86预分解窑的特点(与其它窑相比）
1）结构特点：窑尾增设了一个分解炉，承担了原来在回转窑内进行的大量碳酸钙分解的任务；2）热工特点： 窑尾增加“第二热源”，大部分燃料从分解炉内加入，改善了回转窑系统内的热力分布格局，大大地减轻了回转窑内耐火衬料的热负荷，延长了回转窑的寿命。
3)工艺特点：将水泥熟料煅烧工艺过程中耗热量最大的碳酸钙分解过程移至要外进行，燃料与生料粉处于同一空间且高度分散，燃料燃烧所产生的热量能及时高效地传递给预热后的生料，使燃烧、换热及碳酸钙分解过程都得以优化，使水泥熟料煅烧工艺更完善。
87预分解炉种类：旋风式、喷腾式、悬浮式、流化床式 88冷却机三个效率：热效率；冷却效率；空气升温效率 89AQC炉:分前置式和后置式。
90压磁效应：工业纯铁、硅钢等铁磁材料在机械力的作用下磁导率发生变化；
91压力测量方法的分类:液体式压力计；弹性式压力计；力平衡式；电气式压力仪
92按测量方法的原理来分可以分为：
基于力的作用原理：U形管，波登管式，波纹管式，膜片式；基于压缩作用原理：麦氏真空计；基于导热作用原理：电阻真空计，热电偶真空计；基于电离作用原理：热阴极式，冷阴极式，放射性真空计。 93根据测定气体热传导方法的不同，热导式真空计分为电阻真空计和热电偶真空计两种。
电阻真空计由电阻式规管和测量电路两部分组成。 热偶真空计由热偶规管和测量电路组成。热偶规管主要由玻璃壳、铂丝、热电偶构成。
电离真空计是通过在稀薄气体中引起电离，然后利用离子电流测量压力。 热阴极电离真空计由热阴极电离规管和测量电路组成。 94电离规管由阴极（灯丝）、螺旋形栅极（加速极）和圆筒形收集极构成。
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