一、電廠供熱系統(tǒng)溫度測(cè)量一次元件的選用
　　
　　在熱電廠中，供熱計(jì)量儀表的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到用戶與電廠的貿(mào)易緒算，而供熱計(jì)量參數(shù)中，溫度測(cè)量是一個(gè)很重要的參數(shù)。在供熱系統(tǒng)中，熱電廠對(duì)外供熱量的計(jì)算公式為:
　　
　　Q=qm供水×h供水-qm回水×h回水-qm初水×h補(bǔ)水（1）
　　
　　式中，Q為熱量，kJ；qm為質(zhì)量流量，kg/h；h為熱焓，kJ/kg。
　　
　　式（1）中，補(bǔ)水項(xiàng)熱量所占比例很小，為分析問題方便，忽略供熱過程中供水流量的損耗，設(shè)qm初水=0，qm回水=qm供水，則：
　　
　　Q=qm供水×（h供水-h回水）（2）
　　
　　對(duì)于熱水，熱焓與溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系近似為h≈4.18t（kJ/kg），式（2）可表示為：
　　
　　Q=4.18×qm供水（t供水-t回水）（3）
　　
　　由式（3）可見，供、回水溫差對(duì)熱量計(jì)量數(shù)值影響很大。目前國內(nèi)大部分熱電廠，供熱系統(tǒng)的測(cè)溫元件均采用Pt100分度的鉑熱電阻，按國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)施行的JJG229-1998規(guī)程規(guī)定，Pt100鉑熱電阻實(shí)際電阻值對(duì)分度表標(biāo)稱電阻值以溫度表示的允許偏差E為：
　　
　　*鉑熱電阻誤差為E（℃）=±（0.15+0.002│t│）（4）
　　
　　B級(jí)伯熱電阻誤差為E（℃）=±（0.30+0.005│t│）（5）
　　
　　式中，│t│是被測(cè)溫度的值，℃。
　　
　　現(xiàn)以遼寧某熱電廠（以下簡稱S電廠）供熱系統(tǒng)為例，討論熱電阻誤差對(duì)供熱計(jì)量的影響。該廠主要運(yùn)行參數(shù)為：供水平均溫度：65℃，回水平均溫度：50℃，平均供水流量：9000000kg/h，年供熱期5個(gè)月。
　　
　　當(dāng)采用*鉑熱電阻，誤差為：
　　
　　E供水（℃）=±（0.15+0.002×65）=0.28℃
　　
　　E回水（℃）=±（0.15+0.002×50）=0.25℃
　　
　　若2支熱電阻的誤差方向相反，則供、回水溫差的極限誤差為0.53℃,相對(duì)于溫差（15℃）的誤差為3.5%；
　　
　　當(dāng)采用B級(jí)鉑熱電阻，誤差為：
　　
　　E供（℃）=±（0.30+0.005×65）=0.625℃
　　
　　E回（℃）=±（0.30+0.005×50）=0.55℃
　　
　　此時(shí)，供、回水溫差的極限誤差為1.175℃,相對(duì)于溫差（15℃）的誤差為7.8%。
　　
　　可見，采用B級(jí)鉑熱電阻的誤差比采用*鉑熱電阻的誤差高4.3%。這個(gè)誤差對(duì)貿(mào)易結(jié)算的影響有多大？仍以S電廠為例來算一筆帳。該廠的供熱單價(jià)是20元/GJ。由于溫度測(cè)量誤差影響，該廠每小時(shí)的供熱量偏差為：
　　
　　采用*鉑熱電阻時(shí)，每小時(shí)的熱量誤差：
　　
　　△Qh=4.18×9000000×0.53=19938600（kJ）≈20（GJ）
　　
　　按全年供熱期5個(gè)月計(jì)算，熱量偏差折算成金額：20元×（20×24×150）=144萬元。
　　
　　采用B級(jí)鉑熱電阻時(shí)，每小時(shí)的熱量誤差：
　　
　　△Qh=4.18×1.175×9000000=44203500（kJ）≈44.2（GJ）
　　
　　全年金額偏差:20元×（44.2×24×150）=318萬元
　　
　　采用不同等級(jí)的熱電阻時(shí)，兩者相差不到174萬元。
　　
　　近些年來，無論是電廠還是熱用戶都非常關(guān)注溫度計(jì)量的準(zhǔn)確性，在國內(nèi)發(fā)生的供熱計(jì)量貿(mào)易糾紛中，多數(shù)問題是由于溫差測(cè)量的精度引起。熱電阻是熱水供熱計(jì)量系統(tǒng)中zui大的誤差源，而談?wù)摴嵊?jì)量的精度時(shí)這一zui大的誤差源往往被忽視。
　　
　　過去，由于*鉑熱電阻精度高，對(duì)其生產(chǎn)工藝水平和檢測(cè)水平要求也高，生產(chǎn)起來較困難。而在目前，隨著生產(chǎn)工藝和檢測(cè)水平的提高，生產(chǎn)*鎧裝鉑熱電阻已不是什么難事。建議在涉及到供熱貿(mào)易結(jié)算用的供熱計(jì)量系統(tǒng)中，必須選用*鉑熱電阻，并要通過有資質(zhì)的計(jì)量部門檢定，選取誤差方向相同、誤差數(shù)值盡可能一致的鉑熱電阻，作為供、回水溫度的測(cè)量元件，以此才能實(shí)現(xiàn)盡可能準(zhǔn)確及公平的測(cè)量。
　　
　　二、取消溫度變送器
　　
　　目前在電廠測(cè)溫系統(tǒng)中，仍有一部分設(shè)計(jì)是采用溫度變送器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成4～20mA的直流電流后，再送到二次儀表或計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行溫度顯示，這樣一來，每一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)都需要用一個(gè)溫度變送器。這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)一是成本高，每一個(gè)變送器都價(jià)值幾千元;二是由于溫度變送器的存在，系統(tǒng)增加了一個(gè)誤差環(huán)節(jié)，又多了一層故障點(diǎn)。因此，在電廠測(cè)量中應(yīng)*擯棄溫度變送器，將各種類型的熱電偶或熱電阻信號(hào)作為模擬量輸入信號(hào)直接送到DCS或其它監(jiān)視儀表中，即提高了系統(tǒng)測(cè)量的精度和可靠性，又降低了成本。
　　
　　三、推廣使用N型熱電偶
　　
　　主蒸汽溫度是火電機(jī)組運(yùn)行的重要參數(shù)，它的準(zhǔn)確與否對(duì)于電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。目前普遍采用K型熱電偶測(cè)量主蒸汽溫度，它存在以下幾點(diǎn)不足:
　　
　?。?）K型熱電偶在250-550℃范圍內(nèi)循環(huán)使用時(shí)，因其鎳鉻合金的不均勻性，顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成短程有序結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致在升溫和降溫過程中，在同一溫度點(diǎn)所產(chǎn)生的熱電勢(shì)不同（即所謂K狀態(tài)），其差值可達(dá)2～5℃，在熱電偶的有關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)誤差的描述和檢定是不含這個(gè)誤差的。所以，K型熱電偶的這一缺點(diǎn)對(duì)于主蒸汽溫度的準(zhǔn)確監(jiān)控非常不利。
　　
　?。?）K型熱電偶高溫穩(wěn)定性不好，在高溫大氣環(huán)境中使用時(shí)，由于合金受到氧化，直徑D3.2mm的K型熱電偶，在1100℃下工作600h，熱電勢(shì)就超過0.4mV。
　　
　?。?）按照規(guī)程規(guī)定，K型熱電偶的允許誤差為±0.75%t，當(dāng)主汽溫度為545℃時(shí)，允許誤差為±4.08℃，再加上補(bǔ)償導(dǎo)線和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集方面的誤差，就可能超出機(jī)組運(yùn)行規(guī)程規(guī)定的主蒸汽溫度的波動(dòng)范圍。
　　
　　為克服K型熱電偶的不足，電工委員會(huì)（IEC）在1986年正式推薦一種新型的標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶:鎳鉻硅一鎳硅熱電偶，這是一種新型鎳基合金熱電偶，它是在K型熱電偶的基礎(chǔ)上，對(duì)其合金成分和含量進(jìn)行優(yōu)化選擇和配比而制成的一種高鉻高硅鎳基熱電偶。它的主要特點(diǎn)是:
　　
　?。?）在1300℃以下使用時(shí)，高溫抗氧化能力強(qiáng)，熱電動(dòng)勢(shì)的長期穩(wěn)定性及短期熱循環(huán)的復(fù)現(xiàn)性好，耐核輻射及耐低溫性能也好。特別是在250-550℃范圍內(nèi)的短期熱循環(huán)穩(wěn)定性好。實(shí)驗(yàn)證明，在250-550℃范圍內(nèi)的升、降溫過程中，N型熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)非常穩(wěn)定，其變化不超過10μV（<0.4℃）。
　　
　　（2）在400-1300℃范圍內(nèi)，N型熱電偶的熱電特性的線性要比K型好，其非線性誤差僅占1300℃熱電動(dòng)勢(shì)的0.4%，而K型的則為1.75%。
　　
　?。?）使用壽命長。由于合金成分的改進(jìn)，將內(nèi)氧化轉(zhuǎn)化為外氧化，大大提高了N型熱電偶在高溫時(shí)的穩(wěn)定性，使用壽命較K型熱電偶明顯提高。
　　
　　目前N型熱電偶的價(jià)格約比K型熱電偶貴30%左右，但由于N型熱電偶?jí)勖L，測(cè)量精度高，有利于機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，性能價(jià)格比上明顯占優(yōu)勢(shì)，應(yīng)大力推廣。
　　
　　四、關(guān)于銅熱電阻
　　
　　銅熱電阻在我國應(yīng)用已有50多年歷史，早在20世紀(jì)50年代就已廣泛用于發(fā)電廠中，它具有電阻一溫度變化率大、價(jià)格低廉、材料來源容易等優(yōu)點(diǎn)。但從20世紀(jì)80年代起就逐漸被淘汰，由鉑熱電阻所代替。原因是用戶普遍反應(yīng)銅熱電阻產(chǎn)品合格率很低，在使用中電阻值不穩(wěn)定、0℃電阻值漂移大等，因此在電廠中不受歡迎。實(shí)際并非如此，銅熱電阻質(zhì)量不過關(guān)的主要原因是生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)工藝粗糙，沒有的檢測(cè)手段，因而生產(chǎn)不出高質(zhì)量的產(chǎn)品。如果對(duì)銅電阻生產(chǎn)工藝進(jìn)行認(rèn)真研究，并進(jìn)行大膽創(chuàng)新，如進(jìn)行合理的老化，對(duì)0℃進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，再加上高精度的測(cè)試手段，就可生產(chǎn)出性能好、質(zhì)量穩(wěn)定、壽命長的銅熱電阻產(chǎn)品，達(dá)到國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)施行的JJG229-1998規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。
　　
　　五、關(guān)于鎧裝熱電阻的檢定
　　
　　多年來，熱電阻溫度計(jì)檢定所采用的規(guī)程，都是執(zhí)行國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)施行的JJG229-1998（1998年以前為JJG229-83）工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程。規(guī)程中第8.2款規(guī)定:"在偏差檢定前，應(yīng)將熱電阻的感溫元件從內(nèi)襯管和保護(hù)管中取出，并放置在玻璃試管中…"。然后再將裝有測(cè)溫元件的玻璃試管插入0℃的冰水混合物或100℃的油槽中進(jìn)行檢定。這個(gè)規(guī)定的由來是因我國長期以來發(fā)電廠中使用的熱電阻測(cè)溫元件為裸露型（如把鉑絲繞在云母片上或繞在陶瓷管上），這種熱電阻元件是不能直接浸入冰水混合物或油中，必須用玻璃管加以保護(hù)。而在實(shí)際使用時(shí)，則是把測(cè)溫元件裝入金屬保護(hù)管內(nèi)插到所測(cè)介質(zhì)中使用，由于玻璃管和金屬管的傳熱系數(shù)不同，因而產(chǎn)生了偏差值。
　　
　　近年來，隨著測(cè)溫元件生產(chǎn)技術(shù)的提高，鎧裝熱電阻取代了老式的云母骨架和陶瓷骨架熱電阻。鎧裝熱電阻是采用微型薄膜熱電阻封裝到不銹鋼管內(nèi)，管內(nèi)填充導(dǎo)熱性能好的絕緣材料。對(duì)鎧裝熱電阻的檢定方法，應(yīng)把它直接插入冰水混合物或油槽中檢定，而不需再用玻璃管來保護(hù)。但有不少電廠的溫度計(jì)檢定室在檢定鎧裝熱電阻和汽輪機(jī)軸瓦用半鎧裝熱電阻時(shí)，仍將它們套入玻璃管內(nèi)插到冰水混合物（0℃）和油槽（100℃）中檢定。這樣一來，就經(jīng)常發(fā)生電廠用戶和制造廠之間由于在檢定值上存在差異而發(fā)生糾紛。試驗(yàn)結(jié)果表明，把鎧裝熱電阻套以玻璃管插入0℃的冰水混合物中的檢定值要比鎧裝熱電阻直插入時(shí)偏大0.3℃，如果在玻璃管內(nèi)充入油時(shí)，在0℃的檢定值也偏大0.1～0.15℃。
　　
　　目前，對(duì)檢定鎧裝熱電阻檢定時(shí)應(yīng)不應(yīng)該套玻璃管，其說法不一，還存在爭(zhēng)議。因此建議國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門能早日制定和頒發(fā)適合鎧裝熱電阻的檢定規(guī)程。