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第一章 工业锅炉热工检测概述1

第一节 工业锅炉生产热工检测的内容1

一、锅炉生产的温度测量1

二、锅炉生产的压力测量3

三、锅炉生产的流量测量3

四、锅炉生产的汽包水位测量4

五、锅炉生产的烟气成分测量4

第二节 锅炉生产热工检测是企业热平衡的基础5

一、企业热平衡的概念5

二、锅炉热工检测与企业热平衡的关系5

三、企业热平衡的意义6

第三节 锅炉生产热工检测是安全操作生产的必要手段7

一、锅炉生产安全的重要性7

二、锅炉常见事故及造成事故的原因8

三、锅炉热工参数检测是防止事故的有效方法10

第四节 锅炉生产热工检测是实现自动化的前提10

一、工业锅炉是一个复杂的生产对象10

二、锅炉生产热工检测是实现自动化的前提11

三、工业锅炉生产自动化的展望11

第二章 锅炉生产常用的温度检测仪表及变送器13

第一节 温度检测仪表概述13

一、温度检测仪表的种类13

二、各种温度仪表的测量范围及特点14

三、测量仪表的选择和应用14

第二节 热电偶温度计16

一、热电偶的组成及作用原理16

二、热电偶的种类及性能17

三、热电偶的冷端温度补偿20

四、热电偶的测量线路及应用22

五、热电偶的校验24

第三节 热电阻温度计25

一、热电阻的测温原理及常用热电阻25

二、热电阻的组成及构造27

三、测温热电阻的阻值测量28

四、利用热电阻测量温度的常用线路30

五、热电阻的校验32

第四节 接触式测温仪表的安装及误差分析33

一、管道内流体温度的测量33

二、壁面温度的测量34

三、高温气体温度的测量36

第五节 热辐射测温技术及仪表38

一、热辐射测温的基本原理38

二、光学高温计39

三、全辐射高温计41

四、比色高温计43

五、红外线测温仪44

第六节 温度变送器45

一、概述45

二、电动温度变送器47

三、气动温度变送器56

四、气动电-气温度变送器56

第三章 锅炉生产中常用的压力检测仪表及变送器58

第一节 弹性压力仪表58

一、弹性压力仪表中常用的弹性元件58

二、弹性压力仪表61

三、电接点压力表62

第二节 压力差压变送器63

一、气动压力、差压变送器63

二、电动压力、差压变送器64

第三节 压力测量仪表的选择和安装68

一、压力测量仪表的选择69

二、压力测量仪表的安装69

第四节 压力测量仪表的校验和使用70

一、压力表的校验70

二、压力测量仪表的使用72

第四章 锅炉生产中常用的流量检测仪表及变送器73

第一节 测量流量仪表的类型及选用原则73

一、测量流量仪表的分类73

二、流量仪表的选用原则73

第二节 容积式流量计75

一、椭圆齿轮流量计75

二、腰轮流量计76

三、刮板流量计76

四、容积式流量计的特性76

第三节 速度式流量计77

一、涡轮流量计77

二、电磁流量计82

三、激光多普勒流量计85

第四节 差压式流量计86

一、毕托管流量计87

二、节流变压降流量计88

三、靶式流量计96

四、恒压降变截面流量计98

第五节 质量式流量计102

一、直接式质量流量计103

二、推导式质量流量计103

三、温度、压力补偿式质量流量计104

第六节 流量测量仪表的标定106

一、液体流量标定设备106

二、气体流量标定设备109

第五章 锅炉生产中常用的水位测量仪表及变送器111

第一节 差压式水位计111

一、平衡容器式水位传感器的改进112

二、汽包水位信号的压力修正113

第二节 电接点式水位计114

一、电接点式水位传感器的原理114

二、电接点式水位传感器的结构115

三、电接点式水位计的误差116

四、电接点式水位计的信号显示116

第三节 电极式水位测量控制器116

一、电极式水位信号器116

二、电极式水位控制系统116

第六章 锅炉生产中常用的烟气成分分析仪表118

第一节 氧化锆氧量计118

一、氧化锆氧量计的工作原理119

二、氧化锆氧量计的测量系统121

三、氧化锆氧量计的使用条件和要求121

第二节 热磁式氧量计122

一、热磁式氧量计发送器的原理122

二、热磁式氧量计的结构原理123

三、热磁式氧量计的测量电路124

四、热磁式氧量计的辅助系统125

第三节 热导式气体分析仪126

一、工作原理126

二、热导池127

三、测量线路128

第四节 红外线气体分析仪130

一、红外线气体分析仪的工作原理130

二、红外线气体分析仪的组成130

三、红外线气体分析仪的检测器131

第五节 气相色谱分析仪132

一、气相色谱仪的工作原理132

二、气相色谱仪的组成及分析流程133

三、气相色谱仪的检测器134

第七章 锅炉生产控制系统中常用的调节仪表136

第一节 常用调节器的调节规律及主要参数137

一、调节器调节规律的定义及表示方法137

二、比例(P)调节器的特性139

三、比例积分(PI)调节器的特性140

四、比例微分(PD)调节器的特性141

五、PID调节器的特性142

第二节 电动断续作用调节器143

一、动圈指示调节仪143

二、TA系列调节仪表145

第三节 电动连续作用调节器147

一、连续输出的PID电子调节器147

二、DTL-121调节器150

三、DTL-321型调节器157

四、DDZ-Ⅲ型电动调节器159

第四节 气动调节器169

一、气动调节器的基本元件及组件169

二、膜片式气动调节器171

三、波纹管式气动调节器176

第五节 改进的调节器177

一、最佳氧量调节器177

二、简易采样调节器179

第八章 锅炉生产控制系统中常用的执行器182

第一节 执行器的种类及作用182

第二节 电动执行机构183

一、电动执行机构的分类183

二、电动执行机构的构成原理183

三、伺服放大器184

四、伺服电动机187

第三节 气动执行机构188

一、气动执行机构的特点188

二、气动薄膜式执行机构190

三、气动活塞式执行机构190

第四节 调节机构191

一、调节机构的种类191

二、调节阀的流量特性192

三、调节阀的流通能力196

四、调节机构与执行机构的配合198

第五节 阀门定位器200

一、气动阀门定位器200

二、电-气阀门定位器201

三、阀门定位器的使用场合202

第九章 锅炉生产控制系统的基本概念203

第一节 控制系统的组成及分类203

一、自动控制系统的组成203

二、自动控制系统中常用的术语204

三、自动控制系统的分类204

第二节 控制系统的过渡过程及品质指标206

一、自动控制系统的静态与动态206

二、阶跃干扰206

三、自动控制系统的过渡过程206

四、控制系统的品质指标207

第三节 被控制对象的特性209

一、放大系数209

二、时间常数210

三、滞后时间211

第十章 锅炉气包水位自动控制213

第一节 锅炉汽包水位控制对象的特性214

一、汽包水位在给水流量作用下的动态特性214

二、汽包水位在蒸汽流量作用下动态特性216

第二节 锅炉汽包水位单冲量控制系统217

第三节 锅炉汽包水位双冲量控制系统218

第四节 锅炉汽包水位三冲量控制系统220

第五节 锅炉汽包水位控制系统的投运和整定223

一、汽包水位控制系统的投运准备223

二、汽包水位控制系统的投运225

三、汽包水位控制系统的参数整定225

第十一章 锅炉过热蒸汽温度自动控制230

第一节 锅炉过热蒸汽温度控制对象的特性231

一、蒸汽温度在减温水量扰动作用下的动态特性231

二、烟气热量扰动下蒸汽温度对象的动态特性232

三、蒸汽流量扰动下蒸汽温度对象的动态特性232

第二节 锅炉过热蒸汽温度的自动控制232

一、改变烟气热量控制过热器出口蒸汽温度的方法232

二、改变减温水的流量控制过热器出口蒸汽温度的方法233

第三节 锅炉过热蒸汽温度控制系统的整定235

一、过热器蒸汽温度串级控制系统的投运235

二、过热蒸汽温度串级控制系统调节器的选型235

三、过热器蒸汽温度串级控制系统的整定方法235

第十二章 锅炉生产过程燃烧系统自动控制239

第一节 锅炉生产燃烧系统自动控制的任务239

一、稳定蒸汽母管的压力239

二、维护锅炉燃烧的最佳状态和经济性239

三、维持炉膛负压在一定范围内239

第二节 锅炉燃烧系统控制对象的特性240

一、燃料量改变时蒸汽压力变化的动态特性(内扰特性)241

二、蒸汽流量改变时蒸汽压力变化的动态特性(外扰特性)242

第三节 锅炉燃烧过程的自动控制244

一、“燃料-空气”燃烧过程的自动控制244

二、采用热量信号的燃烧过程自动控制244

三、采用氧量计的燃烧过程自动控制246

第四节 燃油锅炉燃烧系统的自动控制247

一、单独运行锅炉的控制247

二、并列运行锅炉的控制248

第五节 锅炉燃烧控制系统的整定249

一、蒸汽压力串级控制系统的整定250

二、空气-燃料比值控制系统的整定252

三、氧量校正控制系统的整定255

四、炉膛负压控制系统的整定256

五、给煤控制系统的整定257

六、一次风控制系统的整定261

第十三章 锅炉生产过程微型计算机控制262

第一节 锅炉生产过程微型计算机控制262

一、微型计算机在锅炉生产控制方面的职能262

二、微型计算机在锅炉生产中的应用方式263

三、锅炉生产微型计算机控制的设计原则和步骤265

四、锅炉生产应用微型计算机控制的选型问题268

第二节 锅炉生产微型计算机的监督控制269

一、锅炉生产过程微型计算机监督控制概述269

二、锅炉生产正常工况的微型计算机监督控制270

三、锅炉点火启动的微型计算机监督控制271

第三节 锅炉生产微型计算机的直接数字控制(DDC)272

一、直接数字控制系统的概述272

二、采样器和采样定理273

三、保持器274

四、Z变换和Z传递函数275

五、数字控制系统的稳定性280

第四节 直接数字控制系统的设计283

一、计算机实现PID调节规律的控制系统的设计284

二、具有最快响应数字控制系统的设计286

三、具有纯延迟对象的数字控制系统的设计288

第五节 工业锅炉汽包水位微型计算机控制289

一、锅炉汽包水位三冲量微型计算机控制的设计思想289

二、锅炉汽包水位微型计算机控制系统的硬件设计292

三、锅炉汽包水位微型计算机控制系统的应用软件设计293

第六节 工业锅炉燃烧系统微型计算机控制295

一、锅炉燃烧过程微型计算机控制的作用295

二、锅炉燃烧过程微型计算机控制系统的组成及应用硬件设计296

三、锅炉燃烧过程微型计算机控制系统的软件设计297

四、锅炉生产微型计算机控制系统投运前的实验及性能分析305

附录一、常用热电阻分度表309

附录二、常用热电偶分度表310

参考资料312