温度变化和热量的关系范文

温度变化和热量的关系篇1

    稠油在我国石油资源里占很大比例,其有效开采技术一直是研究的热点[1-2].我国普遍采用蒸气驱的开发方式,在现场试验和工业化应用中,由于重力超覆和蒸气窜槽影响,导致蒸气驱体积波及系数和最终采收率大大降低[3-4].为改善蒸气驱的开发效果,泡沫在蒸气驱中的应用日益广泛,该方法可以明显改善流度比、提高波及系数和洗油效率[5-6].蒸气泡沫调剖的稠油油藏可以分为蒸气腔驱油区、热水冷凝区和油藏温度区,其中蒸气腔驱油区中流体为泡沫油体系,热水冷凝区中流体为过热水油体系,油藏温度区中流体为普通的水油体系,不同的区域存在着不同的流体.对油藏温度区中流体流变特征主要集中在对乳化液流变特征的研究方面Clark P E[7]研究了水包油型乳化液的流变特征,Seibert K H[8]研究了黏性沥青基原油—水乳化液的流变性能;赵子刚等[9]、吴明等[10-11]均研究了高含水原油流变特性,吴维夫[12]在低温下研究了高含水原油的流变特性.针对油藏温度区的水油体系流变特征研究较多,但还没有对蒸气腔驱油区的泡沫油体系和热水冷凝区的过热水油体系流变特征进行系统研究.因此,笔者通过模拟油藏温度压力条件,利用高温高压流变仪对蒸气腔驱油区和热水冷凝区流体的流变特征以及相关影响因素进行系统分析.

    1 实验

    1.1 材料

    稠油油样:利用电脱水仪,150℃下恒温脱水5h,冷却,得到脱水原油;在65 ℃下用煤油调和原油配制黏度为2Pa?s的模拟油样;高温泡沫剂:由烷基磺酸盐HR-1、烷基苯磺酸GMS、助剂和水按照质量比2∶3∶1∶4复配混合,加热至65℃搅拌均匀,形成高温泡沫剂.

    1.2 设备

    高温高压流变仪:7500型,最大测量压力为138MPa,最高测量温度为315 ℃;蒸气发生器:DZFR-3,最大许用压力为0.4MPa,产气量为4.5kg/h.

    1.3 测试方法

    1.3.1 泡沫油体系

    将稠油加入流变仪的样品釜中,然后通入体积比为1∶1的蒸气和泡沫剂溶液,利用高温高压流变仪测定体系的流变特征,剪切速率为0~600s-1,压力为7.6MPa.分别测定在不同蒸气相饱和度、泡沫剂质量分数、蒸气干度和温度下体系剪切应力与剪切速率的关系,蒸气相饱和度分别为10%、15%、20%、25%、30%,泡沫剂质量分数分别为0.50%、0.75%、1.00%、1.25%、2.00%,蒸气干度分别为40%、50%、60%、70%、80%,温度分别为210,230,250,270,290℃.

    1.3.2 热水油体系

    将稠油和泡沫剂溶液加入流变仪的样品釜中,利用高温高压流变仪测定体系的流变特征,剪切速率为0~100s-1,压力为7.6MPa.分别测定在不同热水相饱和度、泡沫剂质量分数和温度下体系的剪切应力与剪切速率的关系,热水相饱和度分别为55%、60%、65%、70%、75%,泡沫剂质量分数分别为0.50%、0.75%、1.00%、1.25%、2.00%,温度分别为110,130,150,160,180℃.

    2 结果与分析

    2.1 蒸气腔驱油区泡沫油体系

    2.1.1 蒸气相饱和度

    对于蒸气腔驱油区泡沫油体系,采用Power-law模型的对数形式描述体系剪切应力和剪切速率关系,即lgτ=nlgγ+lg K,式中:τ为剪切应力;K为稠度系数;γ为剪切速率;n为流变指数.固定体系温度为290 ℃、泡沫剂 质量分数 为1.00%和蒸气干度为70%,不同蒸气相饱和度下泡沫油体系lgτ~lgγ关系曲线及相关拟合参数分别见图1和表1.由图1可知,不同蒸气相饱和度下泡沫油体系lgτ~lgγ关系曲线均满足线性关系,且相关因数较高,说明满足幂律模型.在相同剪切速率下,体系剪切应力随蒸气相饱和度升高而增大.这是因为体系中泡沫剂与蒸气作用产生泡沫,蒸气相饱和度越大,则泡沫质量密度越大,泡沫之间以及泡沫与稠油之间流动阻力越大.此时,体系剪切应力主要受泡沫质量密度影响,泡沫质量密度越大,体系剪切应力越大.由表1可知,泡沫油体系流变指数均小于1,且流变指数随蒸气相饱和度增加而减小.这说明不同蒸气相饱和度下泡沫油体系均为假塑性流体,且随着蒸气相饱和度升高,体系非牛顿性增强.泡沫油体系稠度系数随蒸气相饱和度增加而增大.这说明随着蒸气相饱和度升高,体系黏度增大.

    2.1.2 泡沫剂质量分数

    固定体系温度为290℃,蒸气相饱和度为20%和蒸气干度为70%,不同泡沫剂质量分数下泡沫油体系lgτ~lgγ关系曲线及相关拟合参数分别见图2和表2.由图2可知,不同泡沫剂质量分数下泡沫油体系lgτ~lgγ关系曲线符合幂律模型.在相同剪切速率下,体系剪切应力随泡沫剂质量分数升高而增大.这是因为随着体系中泡沫剂质量分数增大,生成泡沫数量增多,泡沫质量密度变大,泡沫密集程度增加,导致泡沫之间以及泡沫与稠油之间流动阻力增大,体系剪切应力增大.由表2可知,不同泡沫剂质量分数下泡沫油体系均为假塑性流体,泡沫油体系流变指数随泡沫剂质量分数增加而减小,即随着泡沫剂质量分数升高,体系非牛顿性增强.泡沫油体系稠度系数随泡沫剂质量分数增加而增大.这说明随着泡沫剂质量分数升高,体系黏度增大.

    2.1.3  温度

    固定体系蒸气相饱和度为20%,泡沫剂质量分数为1.00%,蒸气干度为70%,不同温度下泡沫油体系lgτ~lgγ关系曲线及相关拟合参数分别见图3和表3.由图3可知,不同温度下泡沫油体系lgτ~lgγ关系曲线符合幂律模型.在相同剪切速率下,体系剪切应力随温度升高而降低.这是因为随着温度升高,体系中泡沫稳定性变差,泡沫数量逐渐减少,加上稠油黏度随温度升高而降低,两方面作用导致泡沫之间以及与稠油之间流动阻力降低,体系剪切应力变小.由表3可知,不同温度下泡沫油体系均为假塑性流体,泡沫油体系流变指数随温度增加而增加,即随着温度升高,体系越接近为牛顿流体.泡沫油体系稠度系数随温度增加而减小.这说明随着温度升高,体系黏度减小.

    2.1.4  蒸汽干度

    固定体系温度为290℃,蒸气相饱和度为20%,泡沫剂质量分数为1.00%,不同蒸气干度下泡沫油体系lgτ~lgγ关系曲线及相关拟合参数分别见图4和表4.由图4可知,不同蒸气干度下泡沫油体系lgτ~lgγ关系曲线符合幂律模型.在相同剪切速率下,体系剪切应力随蒸气干度升高而降低.这是因为随着蒸气干度降低,蒸气中含水量增多,水和稠油在泡沫剂作用下形成油包水型乳状液,从而导致体系剪切应力变大.相比蒸气相饱和度、泡沫剂质量分数和温度对体系流变特征影响,蒸气干度变化对体系流变特征影响较小.由表4可知,不同蒸气干度下泡沫油体系均为假塑性流体,泡沫油体系流变指数随蒸气干度增加而增加,即随着蒸气干度升高,体系越接近为牛顿流体.泡沫油体系稠度系数随蒸气干度增加而减小.这说明随着蒸气干度增大,体系黏度减小.

    2.2 热水冷凝区热水油体系

    2.2.1 热水相饱和度

    对于热水冷凝区热水油体系,同样采用Power-law模型的对数形式描述体系剪切应力和剪切速率关系.固定体系温度为150℃、泡沫剂质量分数为1.00%,不同热水相饱和度下热水油体系lgτ~lgγ关系曲线及相关拟合参数分别见图5和表5.由图5可知,不同热水相饱和度下热水油体系lgτ~lgγ关系曲线符合幂律模型.在相同剪切速率下,体系剪切应力随热水相饱和度升高而降低.这是因为体系中存在泡沫剂起了乳化作用,且在油水质量比较小条件下,稠油和热水形成水包油型乳状液.随着热水相饱和度增大,油水质量比逐渐降低,体系逐渐接近为牛顿流体,体系剪切应力也逐渐降低.由表5可知,不同热水相饱和度下热水油体系均为假塑性流体,热水油体系流变指数随热水相饱和度增加而增加,即随着热水相饱和度升高,体系越接近为牛顿流体.热水油体系稠度系数随热水相饱和度增加而减小.这说明随着热水相饱和度增大,体系黏度逐渐减小。

    2.2.2 泡沫剂质量分数

    固定体系温度为150℃,热水相饱和度为65%,不同泡沫剂质量分数下热水油体系lgτ~lgγ关系曲线及相关拟合参数分别见图6和表6.由图6可知,不同泡沫剂质量分数下热水油体系lgτ~lgγ关系曲线符合幂律模型.在相同剪切速率下,体系剪切应力随泡沫剂质量分数升高而增大.这是因为体系中存在泡沫剂起到了乳化剂作用,在泡沫剂作用下热水油体系生成乳状液,随着泡沫剂质量分数增大,生成的乳状液数量增多,导致体系内部流动阻力增大,体系剪切应力增大.由表6可知,不同泡沫剂质量分数下热水油体系均为假塑性流体,热水油体系流变指数随泡沫剂质量分数增加而减小,即随着泡沫剂质量分数升高,体系非牛顿性增强.热水油体系稠度系数随泡沫剂质量分数增加而增大.这说明随着泡沫剂质量分数升高,体系黏度逐渐增大.

    2.2.3 温度

    固定体系热水相饱和度为65%,泡沫剂质量分数为1.00%,不同温度下热水油体系lgτ~lgγ关系曲线及相关拟合参数分别见图7和表7.由图7可知,不同温度下热水油体系lgτ~lgγ关系曲线符合幂律模型.在相同剪切速率下,体系剪切应力随温度升高而降低.这是因为随着温度升高,体系中泡沫剂乳化效果减弱,加上稠油黏度随温度升高而降低,两方面作用使体系内部流动阻力降低,体系剪切应力逐渐变小.由表7可知,不同温度下热水油体系均为假塑性流体,热水油体系流变指数随温度增加而增加,即随着温度升高,体系越接近为牛顿流体.热水油体系稠度系数随温度增加而减小.这说明随着温度升高,体系黏度逐渐减小.

    3 结论

温度变化和热量的关系篇2

关键词：热源法；水工建筑；灌浆效果

我国有大量的水工建筑存在质量问题，特别是汛期，水工建筑受到洪水的冲击，一些水工建筑就会发生渗漏。事实上，水工建筑的渗漏不会完全被消除，只能降低其渗漏程度。热源法可以有效的控制水工建筑的渗漏程度，保证水工建筑的灌浆效果。国际上很多国家较早就已经开始使用热源法检测水工建筑的灌浆效果，我国可以借鉴其他国家的先进经验，提高水工建筑的灌浆质量。

一、热源法判断水工建筑灌浆效果的原理

地球在转动的时候会产生大量的热能，随着地层深度的逐渐增加，地球的温度也会逐渐增加。地层深度增加100m，地球的温度就会增加3℃。水工建筑中水的温度在4℃的时候，水的密度是最大的，如果水工建筑中出现温度低于4℃的水域时，水就会随着密度的增大而逐渐下沉，最终导致水工建筑水底的温度要低于上层的水温。如果水工建筑中出现渗漏现象，渗漏点及其周围的水温会相对较低。热源法就是通过检测水工建筑中水的温度来查找渗漏点，检查灌浆的效果。水工建筑中水温会和渗漏量有密切的关系，如图一。在水工建筑中水温相对稳定的时候，渗漏点附近的水温和渗漏时间关系不大，这个时候可以采用热源法来检测灌浆效果。热源法可以把水工建筑中的渗漏点看作是固定时间内的线热源，假设水工建筑渗漏点的渗漏速度是比较稳定的，渗漏量不会随着时间的延长而增加，这个时候可以建立一个热源法检测模型。

图一 水工建筑中水温变化图

二、热源法判断水工建筑灌浆效果

温度在水工建筑中的变化具有连续性，水工建筑中水温的分布实际上也受到热源的影响。虽然水工建筑中水温会随着季节变化而变化，但是热源法还是能准确的检测出施工建筑中的渗漏点。水工建筑必须建立在地壳表面。因此，要想研究水工建筑的水温特性，就需要首先对地壳温度进行分析研究。地壳温度会受到多种因素的影响，地壳温度会随着时间的变化而变化。而水工建筑中水的温度总是呈现分层状态，只有水量较少的水工建筑中的水温才会保持一致。利用水温在地层中的变化特点和规律，技术人员可以使用热源法对水工建筑渗漏问题进行检测。地层温度会随着地层深度的增加而升高，而水工建筑中，水温会随着建筑物高度的增加而降低。在对水工建筑钻孔测水温的时候，因为地下水的影响，孔眼附近的水温也会发生变化。设计人员可以根据能量守恒定量来计算水工建筑的渗漏数值。渗漏水源会和附近的地下水进行能量互换，温度较低的渗漏水源会从地层中吸收大量的热量，而地层则会不断的释放热量，提高渗漏水的温度。设计人员一定要合理的计算水工建筑的渗漏值，保证水工建筑的施工质量。

分析人员可以把水工建筑划分成两个区域：一是高温区域，二是低温区域。分析人员可以选取水工建筑中下层的水源进行温度测试，然后在选取一定量水工建筑上层的水测试温度，最后把两者的温度相比较，就可以确定水源在水工建筑中的位置。通常情况下，为了分析研究水工建筑中水温的变化和渗漏点的渗漏情况，分析人员需要进行多次测试。水在水工建筑和渗漏点之间的传输产生的热量要比损失的热量多。由此可以看出，水工建筑中水温的变化和水的传输运动有很大关系。

在我国，水工建筑中水的温度会随着季节的变化而变化，温度的变化可以形成一条正弦曲线。冬季，水工建筑中的水温比较低，夏季水温比较高。如果水工建筑中存在渗漏点，且漏径较短，则渗漏点周围的水温将和水工建筑中整体水温接近。水工建筑中岩层可以起到储热作用，岩层会吸收或者散发出一定的热量，这会导致热源法测试结果出现滞后性。水工建筑中水的电导值会随着时间的变化而变化，水的电导值也会受到季节变化的影响。在雨季，水工建筑中水的电导值较低，干旱季节水的电导值较高。

根据热源法可以很好的判断出水工建筑中的渗漏点，检测灌浆效果。传统的灌浆检测方法在使用的过程中存在很多问题。当温度不同的水和水工建筑的固体表面接触的时候，就会产生热源的传递，在热源传递的过程中，除了有热量的传递，还发生水源的移位。热源法中的热对流主要是指水源之间发生相对移位时会产生一定的热量传递，而导致水源发生移位的主要原因就是水源和建筑物表面有接触。热源法用数学方式描述了水源的热量传导规律，把水源和水工建筑之间建立了一定的关系。为了了解任何时间段水源的温度变化，就必须使用先进的检测方法。虽然相关人员可以使用数学方法计算出任何时间的水源温度，但是计算结果必须和实际水源变化规律相符合。

水工建筑中渗漏是影响水工建筑安全和质量的关键因素，每年都会有因为灌浆不合格导致水工建筑渗漏倒塌的事件发生。

案例：长江堤坝是我国的基础性水工建筑，长江堤坝出现渗漏的频率非常高。相关人员必须提高长江堤坝的灌浆水平，降低长江堤坝的渗漏程度。相关人员可以使用热源法进行长江堤坝渗漏测试，找到渗漏点，并积极采取对策。

如果在固定时间内，水工建筑的渗漏变化不大，渗漏的水源就可以看成是持续的线热源。在这段固定的时间内，水工建筑的热源强度就和水工建筑的渗漏速度有直接联系。水工建筑中岩层热量的释放也会影响水工建筑中水的温度。

水工建筑的灌浆效果不仅关系到水工建筑的质量和安全，还关系到国家的国际地位和人们的生命财产安全。水工建筑企业必须重视灌浆在施工中的作用，提高灌浆水平，降低水工建筑中的渗漏程度。

结语：

水工建筑的施工质量和施工安全不仅关系到施工企业的经济效益，也关系到人们的生命财产安全。要想提高水工建筑的施工质量，水工建筑企业就要提高建筑灌浆水平，降低水工建筑的渗漏程度。但是，水工建筑中细小的渗漏点往往是肉眼看不到的，需要通过技术检测得知。热源法被广泛应用在水工建筑渗漏点检测中，热源法主要通过检测水工建筑中水的温度，来判断渗漏点的位置和数量。水工建筑中水的温度除了受到渗漏点的影响，还会受到季节变化的影响，也会受地层表面温度变化的影响。相关人员在采用热源法检测水工建筑中渗漏点的时候，一定要充分考虑到外界因素对水工建筑中水温的影响。

参考文献：

[1]石明生.高聚物注桨材料特性与堤坝定向劈裂注桨机理研究[D].大连理工大学，2011.

[2]黄静美.岩溶地区水库渗漏问题及坝基防渗措施研究[D].四川大学，2006.

[3]董德中.小浪底左岸山体渗漏示踪方法研究[D].河海大学，2006.

[4]刘长吉.库坝区渗漏非模式识别模型研究[D].河海大学，2007.

温度变化和热量的关系篇3

一　区别

1　温度是用来表示物体冷热程度的物理量从宏观讲,温度是人们对物体冷热的感觉,表示物体在某一时刻所处的物理量,因此温度是一个状态量,从微观讲,温度是物体分子平均动能的标志,是大量分子热运动的集中体现,温度只能说“是多少”、“升高或降低”,不能说“有”、“没有”或“含有”等。

2　内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和

由内能的物理意义可以看出,物体的内能也是一个状态量,内能的大小与物体的温度、体积、质量等因素有关,如果物体的温度发生变化。其内部的分子运动速度也发生变化,分子的动能就发生变化,内能的大小也会发生变化,当物体的体积变化时,分子间的作用力也会改变,分子势能发生变化,从而使物体的内能发生变化,对于相同状态下的同种物质而言,物体的质量越大,则内部分子数量越多,分子动能和势能的总和也越大。即物体的内能也越多,对内能只能说“有”、“大或小”、“增加或减少”。

3　热量是指在热传递过程中物体吸收或放出热能的多少

热量是一个与热传递过程相关的物理量,是指热传递过程中内能的改变量,热量跟热传递紧密相联,离开了热传递就无热量可言,因此,热量是一个过程量,它与物体的质量、比热容、温度的变化量有关,对于热量只能说“吸收或放出多少”,不能在热量名词前加“有”或“没有”、“含有”,热量的单位和能量的单位是一样的。

二　联系

1　温度与内能

对于某一物体而言,温度升高,内能一定增加,但不能反过来说内能增加,温度一定升高,例如,晶体熔化时,内能增加但温度不变,因为晶体所吸收的热全部用于物体状态的变化,即改变分子间的距离。从而改变分子势能,最终改变物体的内能。

2　温度与热量

一个物体温度的增大可能是物体吸收了热量。也可能是由于其他物体对其做功所引起的,物体温度升高(降低),不一定吸收(放出)热量,例如,把一段细铁条不断弯折,一段时间后,弯折处的温度会升高,就是通过做功来实现的,而并非是吸收了热量,反之,物体吸收(放出)热量,温度不一定升高(降低),例如液体沸腾过程吸热和晶体凝固过程放热温度都保持不变。

3　热量与内能

在热传递过程中,热量是内能改变的量度,对于某一物体而言,物体吸收(放出)热量时,物体的内能一定增加(减少);反之,物体的内能增加(减少),不一定是吸收(放出)了热量。

4　温度、内能和热量

温度变化和热量的关系篇4

【关键词】锅炉 运行安全 分析 评价

1 煤质问题

1.1 锅炉与煤质问题之间的关系

（1）制粉系统。煤质改变给制粉系统带来了较大的影响，因煤质变差，可能导致磨煤机出力不足，电耗增加，煤粉颗粒变粗，一次风温低等问题。另外，粗粉分离器也会受到影响。粗粉分离器的煤粉细度（叶片位置开度）会因煤质而改变。当煤质变化，有可能导致排粉风机担负不了过多排风的任务，这也会限制制粉系统的出力。（2）燃烧系统。煤质对燃烧系统有着重要的影响。首先，如果煤的挥发分降低，而一次风量未作相应的调整，那么一次风中的空气就超过了挥发完全燃烧的需要，回流区中的气体温度就要降低，导致不利于着火。其次，炉膛燃烧温度随着煤的折合水分上升也要下降。例如折合水分增加1%时理论燃烧温度下降24℃左右。最后，根据德国和美国的资料，煤灰增加对着火速度也起着和挥发分减少同样有害的影响，并且影响十分显著。煤质结渣性能差、容易结焦和受热面积影响排烟温度，煤质着火困难、可燃性差会使飞灰可燃物含量升高。（3）热风系统。煤质问题同时也影响热风系统，这种影响表现在一次风量和风速等方面。在煤种变化和煤质下降时，一次风的风量和风速也都相应地变化。

1.2 煤质问题导致的安全隐患

（1）热偏差。煤质问题对锅炉热偏差的影响主要通过燃烧状况变化对锅炉炉膛内的动力场变化体现，实践表明，煤质对锅炉热偏差有较大的影响。（2）高温受热面超温。煤质变化时，随着煤质中的挥发份降低，煤粉着火温度升高，燃烧过程的稳定性降低，火焰中心上移，改变锅炉辐射与对流的吸热比例。另外煤质中的水分也会影响煤粉，改变煤粉着火时间，改变辐射和对流的吸热比例，容易导致高温过热器和高温再热器等高温受热面局部超温，为了防止超温，极端情况下需要控制主蒸汽和再热蒸汽温度，采取此种控制措施必然产生耗差。（3）炉膛结焦和高温腐蚀。煤质偏离设计值，如燃用易结焦煤种时，炉膛结焦和挂渣现象比较突出，目前状况一般来说，主要是由锅炉设计参数不适应煤种变化引起。现在，为适应炉内脱硝，燃烧多采用分级送风方式，由于炉内燃烧中心缺氧，易导致水冷壁高温腐蚀，对锅炉也造成较大的安全隐患。

2 燃烧调整问题

2.1 锅炉与燃烧问题之间的关系

（1）炉膛燃烧。燃烧调整影响着火是否稳定，燃烧火焰中心是否适中，火焰分布是否均匀，要保证不烧坏设备，尽量避免结焦等，通过调节摆角和调整配风等调整燃烧中心和氧量，最终影响到锅炉效率。因此，燃烧对于锅炉来说，影响重大。（2）汽水系统。由燃烧带来的汽水系统的影响主要有水冷壁、过热器和再热器的温度控制。如超临界机组水冷壁的温度由中间点温度来控制，我们通过调整燃烧，改变炉膛火焰中心的位置和辐射吸热量从而改变中间点温度，最终控制水冷壁的温度。过热器和再热器主要是对流吸热较多，我们通过燃烧调整，改变火焰长度和对流吸热比例，从而控制过热器和再热器的吸热量。燃烧调整对汽水的温度控制有重要作用。（3）空气动力场。锅炉燃烧有前后墙对冲、四角切圆等燃烧方式，我们通过改变配风，改变风量大小、角度、位置，可以改变锅炉内部的空气动力场，锅炉的空气动力场特性对锅炉的影响很大，它直接导致热偏差、局部超温等现象。

2.2 燃烧问题带来的安全隐患

（1）热偏差。热偏差从烟气侧找原因，主要是跟锅炉内部空气动力场有关，空气动力场关系着锅炉炉膛出口处烟气均匀性，均匀的烟气不会产生热偏差，而空气动力场跟燃烧有直接关系，当我们在做燃烧调整过程中，配风不合理时会导致炉膛出口处烟气存在较大的残余旋转，直接结果导致较大的热偏差。（2）过热器、再热器超温。燃烧调整通过改变火焰中心改变了辐射、对流吸热的比例，从而能改变水冷壁中间点温度和过再热器温度。当火焰上移拉长，辐射吸热比例减少，对流吸热比例增多，水冷壁中间点温度下降，过热器和再热器汽温会升高。

3 锅炉与设计问题

3.1 锅炉与设计问题的关系

锅炉设计特点影响锅炉的方方面面，包括锅炉的经济性、安全性等。经济性就是指一个合理的设计可以让锅炉的整体参数都能达到指标，各种损失降到最小，达到一个较高的经济性。而安全性则是指锅炉在运行时不会因为某个参数的安全瓶颈，而不得不降低参数运行进而影响锅炉整体经济性。

3.2 设计问题带来的安全隐患

（1）欠热与超温。欠热与超温是锅炉设计中常常带来的后果之一，设计中往往也会考虑锅炉运行的一些变化因素，但是，它在受热面的布置时只能布置固定的，因此，这种矛盾也导致了实际吸热量与设计值有些变化，再加上电厂运行工况与设计变化很大时，汽水系统的欠温与超温时有发生的。（2）经济性偏差。由于设计时不可能考虑每一个煤种、每一个工况，而锅炉建成之后又是固定的，那么运行中它的经济性也会跟设计值有很大偏差，它影响着飞灰含碳量、氧量、排烟温度等，这也是经济性偏差的原因之一。

4 锅炉与控制和运行方式问题

4.1 锅炉与控制和运行方式问题之间的关系

锅炉的控制和运行方式问题是电力生产过程中一个十分重要的环节，是一种实践性很强的技术。由于锅炉机组运行的总要求是安全和经济运行，控制和运行方式影响到锅炉各种参数：蒸汽品质（包括正常的汽温、汽压）、蒸发量、中间点温度等。

4.2 控制和运行方式问题带来的安全隐患

（1）经济性偏差。由于控制和运行方式问题，会影响到锅炉的各项损失、厂用电率等，不仅影响锅炉效率，更是关系到发电成本。（2）蒸汽品质。控制和运行方式在升降负荷、负荷波动中运行不当，直接影响到蒸汽的品质，包括蒸汽温、汽压和蒸发量。（3）材料寿命。

控制和运行方式影响汽温变化率，汽温变化太快对材料来说是一种考验，同时也会使运行燃烧不稳定。

参考文献：

[1] 陈宇.电站锅炉燃烧工况诊断系统的研究[D].华北电力大学，2004.15-18.

温度变化和热量的关系篇5

1前言

我国现行的按建筑面积计算热费的供热收费体制，违背了市场经济的客观规律，其弊病显而易见。首先，由于用户用热多少和用户付费多少无关，用户不会关心供热能耗问题，抑制了用户节能的积极性，不利于建筑的可持续发展；其次，用户由于没有供热的调节手段，无法根据自己的需要来调节室内温度，不利于人们生活水平的进一步提高；第三，由于目前的种种原因，供热公司收取热费成为一个难题，使供热公司正常运行难以进行，不利于供热公司的技术创新和技术进步；第四，这种收费体制不利于激励供热公司进一步提高经济效益，容易产生垄断性掩盖竞争性、政策性亏损掩盖经营性亏损的倾向。这一问题已引起各级领导管理部门的高度重视，依照热量计量收费势在必行。根据建设部2000年的《民用建筑节能管理规定》，从2000年10月起，所有利用集中供热的新建住宅，“推行温度调节和户用热量计量装置，实行供热计量收费”。在按户依照热量计量收费后，收费体制将发生根本变化，“热”成为市场经济中的一种商品，虽然上述问题将迎刃而解，但又会带来新的问题。

2按供热面积收费体制下热网调节方案

在现有的按面积收费体制下用户无法调节流量，供热公司以定流量或分阶段变流量的质调节方案进行运行，调节的主动权在供热公司。因此，从技术角度看热网正常供热只要做到：

*保证流量分配均匀：在初调节时把用户的水流量调整到所要求的设计流量，即流量按供热面积分配均匀即可；

*保证合适的供水温度：对于一次网，根据室外温度控制热源出口的供水温度；对于二次网，只要热力站设计及初调节合理，在一次网供水温度调节适当的情况下即可保证二次网的合适供水温度。

正常供热时热源的供热总量变化仅仅和室外温度有关，供热总量可以预知且由其控制。

3依据热量计量收费后所引起的变化

在热量计量收费后每组散热器上安装温控阀，用户将根据自己的需求调节温控阀来控制室内温度。这种调节本质上是通过调节散热器的流量、即散热器的供热量而控制室温。当众多用户调节流量后，整个热网的流量和供热量也将随之变化，而这个流量和供热量的变化是供热公司无法控制和预知的，这也就是说，分散的众多用户成为主动的调节者，而供热公司由主动变为被动的适从者。这种变化必然带来新的课题：

*在供热公司不可能再维持热网定流量质调节的方式下，热网流量如何调节？

*在保证用户供热质量的前提下，供热公司如何运行才能降低运行费用、提高经济效益？

4依据热量计量收费后热网调节方案

在热量计量收费后热量成为一种商品，为保证充分供应，就要在任何时候用户都要有足够的资用压头。为此可以采用下两种控制方法：

*供水定压力控制：把热网供水管路上的某一点选作压力控制点，在运行时使该点的压力保持不变（注意，非热网恒压点，为避免误解，称作压力控制点）；

*供回水定压差控制：把供热网某管路的供回水压差作为压差控制点，保持该点的供回水压差不变。

无论那种控制方法，都要涉及到以下几个问题：

A．控制点选在什么位置；

B．控制点的设定值应取多大；

C．供水温度如何调节；

控制点位置及设定值大小的选择主要是考虑运行降低能耗和保证热网调节性能的综合效果。在设定值大小相同的条件下，控制点位置离热网循环泵出口越近，调节能力越强，但越不利于节约运行费用；离热网循环泵出口越远，情况正好相反。在控制点位置确定的条件下，控制点的压力（压差）设定值取得越大，越能保证用户在任何工况下都有足够的资用压头，但运行能耗及费用也就越大；反之如取值过低，运行能耗及费用虽然较低，但有可能在某些工况下保证不了用户的要求。

4.1直连网的调节

4.1.1供水压力控制点的位置及设定值大小

如图1所示直连网，采用供水压力控制方法，为保证在任何时候都能满足所有用户的调节要求，把压力控制点确定在最远用户n的供水入口处，该用户供水入口处的压力设定值Pn为：

Pn＝P0＋Pr＋Py（1）

P0：热源恒压点的压力值，设恒压点在循环泵的入口；

Pr：在设计工况下从n用户到热源恒压点的回水干管压降；

Py：用户的资用压头。

4.1.2压差控制点的位置和设定值

压差控制方法的原理如图2示。如同供水压力控制点的原理一样，当各个用户所要求的资用压头相同时，压差控制点可以选在最远用户处，当各用户所要求的资用压头不相同时，压差控制点选在要求资用压头最大的用户处，其压差设定值为所要求的最大资用压头。

4.1.3供水温度及总流量的调节

一般情况下，热源的供水温度tg仅随

室外温度tw而变化，这个变化与现行的运行曲线相同，也就是相当于质调节运行方式下的供水温度调节曲线，即：

（2）

式中：tn、t’w分别为室内、外设计温度

t’g、t’h分别为设计供/回水温度

b为散热器传热系数函数的一个参数。

热源处循环泵的总流量用变频控制，根据压力控制点的压力变化而控制变频泵的转速。假如1、2等用户调小流量导致干管总流量下降，而干管的阻力系数未变，因此干管上的压力损失降低而导致压力控制点（例如P点）的供水压力升高。该压力值的升高反馈给循环泵，使泵的转速降低，一直降到压力控制点的压力值到设定值为止，这样，就可以保证压力控制点的供水压力值不变。

4.2间连网的调节

4.2.1二次网的调节

压力控制和压差控制的原理相同，以下仅以压力控制为例说明。

把间连网的换热站看成一个热源，这样间连网的每一个二次网就相当于一个独立的直连网，则二次网的调节中关于控制点位置及设定值大小的选取也就和直连网相同，且二次网的循环泵也要变频控制。但此时的差别在于换热站二次网供水温度控制。换热站的换热面积不变，当换热站所带的其中一个用户调节流量后，则换热器的二次侧流量发生变化，但换热器的一次侧流量、供水温度并没有发生变化，这样，如换热器没有温度调节手段，换热器的二次侧供水温度就要随之发生变化。当二次网的供水温度发生变化后，对室温没有进行调节的用户，虽然其散热器流量没有变化，但由于供水温度变化则室内温度也要发生变化，这是我们所不希望的。因此二次网供水温度只能与室外温度有关，而不应当随用户调节流量而有所改变。这样，换热站二次网的供水温度tg由该站的一次网调节阀V1控制，调节该站一次网阀门V1，使二次网的供水温度tg保持在所需值，如图3。

4.2.2一次网的调节

把换热站看为是一次网的一个用户，由于上述二次网供水温度的调节要求，一次网调节V1的动作，使一次网也成为变流量运行而不是定流量运行。这样一次网的调节、热源的调节方案完全与直连网相同。

需要特别指出，间连网的一次、二次网在水力工况上相互独

立的，因此需要分别在一次、二次网上设置控制点和变频泵，以便分别进行调节控制。

4.3混连网的调节

4.3.1控制点的位置及设定值

间连网的一次、二次网水力工况相互独立、互不干扰，但混连网的一次、二次网

水力工况并不相互独立，因此混连网的压力控制点位置和控制压力值的选取不能与间连网那样在一次、二次网分别设置，而应该只设置一套压力控制点和控制值。此时可以不考虑混连网中的混连站而与直连网的一样来设置一套压力控制点和控制值，如图4。

4.3.2混连站出水温度及其流量的调节

混水站后的流量与混水比有关，

当某一用户调节其流量后，混水站后的流量即发生变化，为保证用户有足够的压力（压差），在用户处设置压力控制点Pg，调节混水泵的转速，保持压力控制点Pg不变。而混水站的出水温度tg应仅与室外温度有关而不随用户的调节而变化，因此调节混水站前的阀门V，使出水温度tg达到要求，如图4。

总之，混连网的主网压力控制点的压力值由热源处变频循环泵的转速所控制，而混连站的出水温度由主网上的阀门V控制，混水站后的压力值由变频混水泵的转速所调整。

5热入口调节装置

以上为供热网的计算机整体调节，由于投资问题，不可能控制到每个热入口。因此，对于每个供暖系统的热入口，为保证供热质量，可在适当位置装一些非计算机控制的调节装备，在实际运行中发挥了有效作用。在装温控阀、变流量运行的情况下，这些调节装置的使用和定流量运行时有很大不同，必须正确装设才能发挥作用。否则，会使系统达不到调节要求，有时还会起负作用。

5.1垂直双管系统

装温控阀后散热器的流量将随着室内负荷的变化而自动变化，这就意味着热网的流量随时都在变化。

5.1.1自力式流量控制阀

自力式流量控制阀的功能是在工况发生变化时尽量保持该管路的流量不变。装温控阀后管路流量在主动不断变化，显然与自力式流量控制阀的作用相矛盾。如果在装温控阀的管路上再装自力式流量控制阀，对温控阀的调节作用有害而无一利，如图5。当室内负荷减少时，温控阀自动关小，则相应管路流量应减少；但如果该管路有自力式流量控制阀，则自力式流量控制阀感知流量减少后会自动开大，从而使管路流量增加达到其保持管路流量不变的目的。这时管路流量的相对增大（实际是保持流量不变），又导致温控阀的进一步关小，如此形成循环，最后导致温控阀关到最小，而室内温度仍可能高于要求，反之依然。因此，在装温控阀的垂直双管系统不能再装自力式流量控制阀。

5.1.2平衡阀

平衡阀实际上起一种初调节的作用。平衡阀初始调整时，是根据设计工况下各个管路的流量来调节的。当全部平衡阀初始调整完成后、且在管路阻力系数不再发生变化的情况下，各管路的流量分配比例保持不变。当但管路阻力系数变化

后，则流量分配比例也随之发生变化。在温控阀动作后，本质上讲是温控阀的阻力系数发生了变化，这时相应管路流量也就发生了变化。因此，温控阀和平衡阀的作用并不发生矛盾。

装温控阀后，温控阀的实际开度随着负荷的变化而变化。假如图5中B管路上的用户负荷增加，则该管路上对应的温控阀开大，导致该管路流量增大。但若除B管路外的其它所有用户负荷都没有变化，按理说它们所对应的温控阀和其所要求的流量都不应变化。但由于B管路流量发生变化，必然要影响到总流量增大，从而又导致其它管路如A、N的流量发生变化。前面已假设除B外的用户负荷都没有变化，因此A、N管路上的温控阀本不应动作。但由于受B管路流量变化的影响，A、N管路上的温控阀也必须动作，进行必要的调节。也就是说，装了平衡阀后管路之间还存在着相互影响，促使平衡阀不断动作调整。

另一方面，如果除N管路外的用户都要求流量增大，将有可能总流量过大而导致在N用户处的资用压头不够，即使N管路上温控阀都开到最大，也有可能满足不了要求。

总之，装平衡阀进行初调节比盲目的手动初调节能更好的保持温控阀发挥正常作用。但是平衡阀不能消除支路之间的相互耦合影响，同时有时还不能满足温控阀的调节要求。

5.1.3自力式压差控制阀

自力式压差控制阀和温控阀相配合能够很好的保证温控阀正常发挥作用。图5对应的用户A负荷减少时其温控阀关小，相对应的管路流量减少，因此造成总流量减少，系统水压图发生变如图6。图中实线表

示温控阀没有调整之前的水压分布，虚线表示温控阀调整之后的水压分布。由于总流量减少，干管上压力损失也减少，外网给A用户处所提供的资用压头提高。如果A用户没有装自力式压差控制阀，则由于外网提供的资用压头增大，温控阀又会进一步关小，如此反复形成正反馈，使温控阀无法正常发挥其功能。但如果装自力式压差控制阀，自力式压差控制阀可以根据压差的变化而自动调节，使外网提供的用户资用压头基本保持不变，这样就不会对温控阀形成正反馈的影响。

5.2带跨越管的垂直单管系统

带跨越管的垂直单管系统，由于温控阀的作用，使通过散热器的流量随室内负荷变化而变化，但跨越管的分流作用使得立管的总流量却保持基本不变。因此，此时热网实际上是在定流量运行。这样，该系统对使用调节阀的要求，如同前面所述的定流量运行系统一样，使用自力式流量控制阀是最合适的。

6结论

6.1按户计量收费后对热网的运行调节带来新的要求；热网既要装备适用的调节设备，又要有正确的调节策略，两者缺一不可。

6.2热网应保持压力（压差）控制点的压力（压差）不变、使用变速泵运行；同时应控制供水。

6.3带跨越管的垂直单管系统使用自力式流量控制阀更为恰当。

温度变化和热量的关系篇6

[关键词]温度测量 传感器 接触 辐射

中图分类号：TP211 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0151-01

温度的测量方法按照感温元件是否与被测介质接触，可以分为接触式与非接触式两大类。

1 接触时温度测量

接触式测温的方法就是使温度敏感元件与被测温度对象相接触，使其进行充分的热交换，当热交换平衡时，温度敏感元件与被测温度对象的温度相等，测温传感器的输出大小即反映了被测温度的高低。常用的接触式测温的温度传感器主要有热膨胀式温度传感器、热电偶、热电阻、热敏电阻和温敏晶体管等。这类传感器的优点是结构简单、工作可靠、测量精度高、稳定性好、价格低；缺点是有较大的滞后现象（测温时由于要进行充分的热交换），不方便对运动物体进行温度测量，被测对象的温度场是受传感器接触的影响，测温范围受到感温元件材料性质的限制等。

常见的接触式测温的温度传感器主要有将温度转化为非电量和将温度转化为电量两大类。而转化为非电量的温度传感器主要是热膨胀式温度传感器；转化为电量的温度传感器主要是热电偶、热电阻、热敏电阻和集成温度传感器等。由于热电偶、热电阻和热敏电阻都属于热电式传感器，是把温度转换成电势和电阻的方法并且目前已在工业生产中得到了广泛的应用，在此不予述说。主要介绍热膨胀式温度传感器和集成温度传感器的原理及应用。

（1） 热膨胀式温度传感器

热膨胀式温度传感器是基于液体、固体、气体受热时产生热膨胀的工作原理而制成的，因而这类温度传感器有液体膨胀式、固体膨胀式和气体膨胀式三大类。

日常生活中常用的酒精温度计、水银温度计就是液体膨胀式温度传感器。它是在有刻度而又透明的细玻璃管内充入液体（酒精、水银），当液体因温度的变化而在玻璃管内伸缩变化时，通过读取液体表面对应的刻度值即可获取温度值。

固体膨胀式温度传感器是由两片具有不同热膨胀系数的热敏金属紧固结合在一起而成的双金属片构成的，为了提高灵敏度，双金属片常常作为螺旋型，螺旋型双金属片一端固定，一端根指针轴相连。当温度变化时，螺旋型双金属片跟指针连接的自由端便绕中心轴旋转，同时带动指针在刻度盘上指示出相应的温度值。

气体膨胀式温度传感器是基于封闭在密封容器中的气体压力随温度变化而变化这一原理进行测温的，利用这一原理制作的温度传感器常常又称为压力式温度传感器。当温度变化时，文包内的气体压力也会随着改变，气压通过毛细管传递，带动弹簧管运动，进而改变指针在刻度盘上所指的位置，从而测得温包所处的温度，即被测温度。

（2） 集成温度传感器

由于晶体管PN结的正向电压降都是以大约-2mV/℃在斜率随温度变化而变化，并且比较稳定，同时晶体管的基极发射极电压与温度基本上呈线性关系，故可利用这些特殊性对温度进行测量。

1） 集成温度传感器的基本工作原理

把测温晶体管和激励电路、放大电路等集成在一个小硅片上，就构成了集成温度传感器。与其他测温传感器相比较，它具有线性度高、精度高、体积小、响应快、价格低等优点；缺点是测温范围窄，一般为-50℃～150℃。

2） 电流输出型集成温度传感器

集成温度传感器的输出有电压输出和电流输出两大类，其中电流输出型的应用比较广泛。

2 非接触式温度测量

任何物体受热后都会有一部分热量转变成辐射能（又称为热辐射），温度越高，辐射到周围的能量也就越多，而且两者之间满足一定的函数关系。由于非接触式温度测量是利用了物体的热辐射，故常常也成为辐射是温度测量。

非接触式温度测量系统一般由两部分构成：

a. 光学系统，由于瞄准被测物体，把被测物体的辐射集中到检测元件上；

b. 检测元件，由于把汇聚的辐射能转换为电信号。

非接触式温度传感器按传感器的输入量可分为辐射式温度传感器、亮度式温度传感器和比色温度传感器。下面分别给予介绍。

（1） 辐射式温度传感器

辐射式温度传感器分为全辐射温度传感器和部分辐射温度传感器。

1） 全辐射温度传感器是利用物体在全光谱范围内总辐射能量与温度的关系来测量温度的，由于是对全辐射波长进行测量，所以希望光学系统有较宽的光谱特性，而且热敏检测元件也采用没有光谱选择性的元件。

2） 部分热辐射温度传感器为了提高温度传感器的灵敏度，有时也可根据特殊测量的要求，采用具有光谱选择性的检测元件。常见的部分热辐射温度传感器的检测元件主要有光电池、光敏电阻、红外探测元件等。

下面，对红外温度传感器的测温原理做简单介绍。

自然界中的任何物体，只要其温度在绝对零度以上，都会产生红外光向外界辐射能量。所辐射能量的大小，直接与该物体的温度有关，用公式可表达为：

E=（T4-T04）

式中，E――物体在温度T时单位面积和单位时间的红外辐射总量；

――斯蒂芬―玻尔兹曼常数，=5.67×10-8W/m2K4 ；

――物体的辐射率，即物体表面辐射本领与黑体辐射本领之比值，黑体

T――物体的温度（K） ；

T0――物体周围的环境温度（K） 。

红外温度传感器的测温范围很宽，从-50到3000以上。在不同的温度范围，对象发出的电磁波能量的波长分布不同，在常温（0～100）范围内，能量主要集中在中红外和远红外波长。

红外温度传感器测温的原理图如下

瞄准系统

上图中，朱光学系统有两个作用：把北侧为值得红外线集中到检测元件上；把进入仪表的红外线发射面限制在固定的范围内；检测元件把红外线能量转换为电信号；信号处理单元吧检测元件输出的信号，用电子技术和计算机技术进行处理，变成人们需要的各种模拟量和数字量信息；显示单元把处理过的信号变成人们可阅读的数字或图表；瞄准系统用于瞄准（或指示）被测部位，有些红外温度传感器不需要瞄准。

（2） 亮度式温度传感器

亮度式温度传感器是利用物体的单色辐射亮度LλT随温度变化的原理，一被测物体光谱的一个狭窄区域内的亮度与标准辐射体的亮度进行比较来测量温度的。由于实际物体的单色辐射发射系数ελ小于绝对黑体，即ελ

式中，c1-第一辐射常数，c1=2C2

C2-----第二辐射常数，c2=ch/k=0.014 388 m

（3） 比色温度传感器

比色温度传感器是以两个波长的辐射亮度之比随温度变化的原理来进行温度测量的。

参考文献

温度变化和热量的关系篇7

关键词：热电偶 热电阻 补偿线 热电势

0 引言

温度是一个重要的物理量，电厂许多重要场所都使用温度测量元件，其中应用最广泛的是热电偶和热电阻，是每一个热工工作人员必须掌握的。

1 热电阻测温元件

1.1 热电阻的概念

利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的感温元件称为热电阻。

1.2 热电阻的工作原理

热电阻的工作原理是基于导体和半导体材料的电阻值随温度的变化而变化，在用显示仪表测出热电阻的阻值，从而得出与电阻值对应的温度。

Rt=Rt0[1+а（t-t0）]

式中：Rt――温度为t℃时的电阻值;

Rt0――温度为t0℃的电阻值;

а――电阻温度系数，即温度变化1℃时的电阻值变化量。

从上式可以看出：只要保持Rt0和t0不变，Rt与t之间有单值函数关系，电阻的大小就反映了温度的高低。这就是热电阻的测温原理。

1.3 热电阻的特点

①测量精度高。

②输出信号大，灵敏度高。

③不需要冷端温度补偿。

④测温稳定性好。

⑤元件结构复杂，热响应时间长。

1.4 热电阻材料的要求

①电阻温度系数大，即变化1℃时电阻值的相对变化量要大。电阻温度系数越大，灵敏度越高，测量越准确。

②电阻值与温度之间要有近似线形的函数关系。

③有较大的电阻率，即在相同的电阻值下电阻元器件的体积可以小些，从而热容量小，对温度的变化响应快。

④在测量范围内要有较稳定的物理和化学性质。

⑤容易得到较纯净的物质，纯度用W100（=R100/R0）表示。

⑥易于加工、价格便宜。

1.5 热电阻的接线方式

根据测量精度要求，热电阻的接线方式分以下两种：

①二线制：A、B两级与导线连接以后上表，适用于测量精度较低的场所。

②三线制：A、B、C三极与导线连接后上表，适用于测量精度较高的场所。三线制主要是消除环境温度和导线电阻随温度变化而变化引起的测量误差。

1.6 热电阻常见的故障与处理方法

表1

■

2 热电偶测温元件

2.1 概念

由两种金属导体（热电极）组成的回路。

2.2 测温原理

热电效应：在两种不同的金属导体焊成的闭合回路中，当两焊接的温度不同时，在其回路中就会产生电动势，这种现象叫做热电效应，相应的电动势叫做热电势，在回路中产生的电流称为热电流。

■

实用的热电偶焊接一端，称为热端（工作端、测量端），另一端不焊接而接入测量仪表称为冷端（参比端、自由端）。

2.3 产生热电势的条件

①热电偶必须是由两种不同性质、符合一定要求的导体组成。

②热电偶的热端与冷端必须存在温差。

2.4 计算热电势的公式

EAB（t，t0）= EAB（t，0）-EAB（t0，0）

EAB（t，t0）――热电偶的热电势;

A、B――热电偶的两个电极符号。

热电势由热电极的化学成分盒物理性质决定，其大小与热电偶的材料、两端温度有关，而与热电偶的粗细和长短无关。

2.5 热电偶的补偿线

2.5.1 热电偶的补偿线实际上是一对在规定范围（一般为0-100℃）内使用的热电偶丝。采用与热电偶材料相同的金属材料或在规定温度范围内，热电特性与所配接的热电偶相同，且易于获得的价格低廉的金属材料做成，在测温中作为热电偶与二次仪表的连线使用。

2.5.2 使用补偿导线时，必须注意以下四点：

①补偿导线必须与相应型号的热电偶匹配;

②补偿导线在与热电偶、仪表连接时，正负极不能接错，两对接点要处于相同温度;

③补偿导线和热电偶连接点温度不得超过规定使用的温度范围;

④要根据所配仪表的不同要求选用补偿导线的线径。

补偿线把热电偶的冷端（参考端）引到了远离被测物体环境温度比较低的环境，但这个环境不是恒定不变的。由热电偶的测温原理已知热电偶的总电势是冷、热端的电势差。若冷端温度不恒定则无法反映介质的真实温度。

2.6 热电偶测量回路常见的故障（表2）

3 测温元件的应用

随着电厂热力设备日益大容量、高参数发展，以及自动化水平的不断提高，对热工测量的要求愈来愈高，测量元件是计算机来处理大量数据的基础，通过对测温元件的研究，我对电厂温度的测量有了深入的了解，并且能迅速准确的处理热工缺陷，大大提高了工作效率。

参考文献：

[1]吴永生，方可人编.热工测量及仪表[M].水利电力出版社.

[2]火力发电职业技能培训教材编委会.热工仪表及自动装置[M].中国电力出版社.

温度变化和热量的关系篇8

关键词:中央空调 水系统 优化设计 优化控制

中图分类号:TB21 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0006-02

自进入21世纪以来,随着我国经济的飞速发展和城市化进程的不断加快,大量现代化公共建筑大多采用了中央空调系统调节空气和室内环境的冷热负荷。中央空调系统的大量使用,使得现代建筑能耗急剧上升,增加了电力需求和用电压力。据统计,我国空调用电量已经占到全年耗电量的18%左右,而且还在不断增加。尤其是空调耗电在气候影响下极为集中,更直接造成了用电高峰的电网压力,影响电力的正常供应。而我国96%以上的建筑都属于高能耗建筑,未采取有效的能源降耗措施,使得我国单位建筑单位面积能耗远高于发达国家,如何降低建筑能耗成为我国节能减排所需要考虑的生果问题。在建筑能耗中,中中央空调系统能耗占据了建筑能耗50%左右,如果能有效的降低中央空调系统能耗,将取得巨大的经济效益和社会效益。目前采用的中央空调系统有水系统、氟系统和风系统三类,下面,本文从中央空调水系统控制优化设计入手,就如何降低水系统中央空调系统能源消耗进行简要的探讨。

1 中央空调水系统工作原理

水系统中央空调是一种半集中式风机盘管系统,整个室内冷热负荷均由系统内的冷热机组来承担,室内风机盘管由管道同系统冷热水机组连接,由冷热水机组提供的冷热水来制冷和供热。由于水系统中央空调布置灵活、调节性能好、舒适度很高且极为环保,因此在我国被广泛采用。在水系统中央空调中,包括压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器四大部件。压缩机出来的高温高压的制冷剂经过冷凝器被降温降压,冷凝塔由水系统将热量带入冷却塔内排出,制冷剂继续流过节流装置成为低温低压液体流经蒸发器,将冷冻水温度降低,蒸发器两端的冷冻水循环系统使降温的冷冻水流到用户端,由机盘管与室内进行热交换,吹出冷风完成制冷工作,整个过程如此重复往返,即使室内温度保持在一定范围内。

2 中央空调水系统优化设计方法

2.1 优化冷水机组降低系统能耗

冷水机组能耗占据整个中央空调系统总能耗的60%左右,是优化水系统控制的最重要部分。空调系统所承担的冷负荷并不是固定不变的,而是随着室外气象参数和室内状态的变化而动态变化的。在中央空调系统工作中,冷水机组通常并不是满负荷运行,大部分时间是处于部分负荷状态,要优化冷水机组能耗就必须从部分负荷下冷水机组性能的调节匹配入手,从而优化中央空调水系统控制能力,实现冷水机组在部分负荷状态下的能耗控制能力,使冷水机组部分负荷能与整个空调系统部分负荷相适应,与冷热负荷相适应。要实现冷水机组在部分负荷下的控制能力,就需要调节其相关运行参数,包括如冷冻水温度、冷冻水流量、冷却水流量等,让空调系统的运行效率达到最佳,最大限度降低能源浪费。目前所采用的中央空调系统,对冷水机组工作性能有影响的参数有冷冻水温、冷却水温、冷冻水量、冷却水量、冷负荷,优化冷水机组就必须考虑这几个参数对冷水机组制冷量和耗电量的影响。在研究中我们发现,当其它条件不变,冷冻水温度提高时整个冷水机蒸发温度会得到提高,从而提高冷水机组制冷系数,降低单位制冷所消耗的电量;冷却水温度变化对冷水机组能耗的影响则正好相反,冷却水温度越高制冷系数越低,单位制冷所消耗的电量越高;冷冻水和冷却水流量增大时,蒸发器和冷凝器的换热性能会得到提高,从而提高冷水机组制冷系数降低单位制冷所消耗的能量,但流量的增大却会增加水泵的能耗。因此,如果我们假设冷水机组处于最大制冷量状态下,如果水量不变,冷水机组的最大制冷量会随着冷却水温度的降低和冷冻水温度的升高而增加,此时我们即可以根据室内冷热负荷所需要的冷冻水温和冷却水温对制冷机的制冷量进行优化修正,采用制冷量相合适的冷水机组进行工作以免冷却水机组能耗过大造成浪费。在实际使用中,冷水机组都是处于部分负荷状态下工作的,因此更多的需要关注冷水机组部分负荷下的制冷机性能。

2.2 构建水泵变流量系统降低能耗

研究表明,中央空调系统整个能耗中水泵能耗就占了35%左右,是整个系统中的能耗大护。传统中央空调系统由于技术条件、能源价格、设计观念等因素的影响,其水泵通常采用定流量设计,这种固定流量设计使得系统在部分荷载时水泵工作状态不会发生改变,流量不会因负荷的增大或减小而变动,造成能源浪费现象。近年来,技术的提高使得大量中央空调系统采用变流量水泵工作,有效的减少了水泵能耗,减小了整个水系统能耗。目前水泵变量系统的应用主要采用温差控制法和压差控制法两种方法。由于在中央空调在部分负荷工作情况下,供回水温度较小,通过在供回水干管间设置温度传感器获取温度信号供控制器按预定算法计算出温差,并产生相应的控制信号控制水泵的工作频率,降低或提高流量,采用温差控制法能使水泵流量与冷热负荷变化成正比关系,对于降低系统能耗有着较好的效果,但由于流量过小会影响系统末端水量,使系统末端水量太小甚至无水,影响系统实际效果,因此采用温差控制法控制水泵流量,必须以保证末端水量为前提。压差控制法则是利用温度传感器获取室内温度变化参数调节调节阀开度,使供回水管压差发生变化,再由压差传感器采集压差参数由控制器计算,发出指令控制水泵频率,压差控制法能保证最不利末端水流量条件,但节能效果不如温差控制法,但能保证整个系统的正常工作效果。

2.3 优化冷却塔性能