Kaasukattilan termopari: laite ja toimintaperiaate

Termoelementti on käytännössä ainoa erittäin korkeiden lämpötilojen mittaamiseen suunniteltu väline. Laitetta käytetään laajasti erilaisissa kattilalaitteissa, valvotaan lämpötilaa ja suojataan järjestelmää ylikuumenemasta.

GOST P 8.585-2001: n mukaan termopari on lämpötilansäätölaite, joka koostuu kahdesta eri seoksesta valmistetusta johtimesta. Jokainen seos erottuu sen kestävyydestä ja sähköpotentiaalista. Johtimien välinen kosketus tapahtuu sekä yhdessä että useassa kohdassa, ja joissakin malleissa se on mahdollista kompensointilangan läsnäolon vuoksi. Muita kuin jalometalleja käytetään termoparien valmistukseen.

Termopari näyttää hyvin yksinkertaiselta ja koostuu päällystetystä kotelosta, joka on varustettu kannella ja fosforipehmusteilla, minkä ansiosta elektrodien lineaarinen laajennus kompensoidaan. Tuotteen kärkiä käytetään työliitännän luotettavaan eristykseen, ja suojaputki koostuu työ- ja ei-työosista. Kaikki liitäntäjohdot johdetaan suuttimen läpi, jossa on asbestitiiviste. Jos elektrodit on valmistettu jalometalleista, fosfori- tai kvartsituotteita voidaan käyttää suojaputkina.

Mittarilukemien tarkkuus on yksi aste.sitä pidetään melko merkittävänä indikaattorina kaasulämmityslaitteiden toiminnassa, eikä se salli laitteiden pitämistä korkean tarkkuuden välineinä. Lämpötilan mittauksen epätarkkuus selittyy termoparin suunnittelun ominaisuuksilla. Tosiasia on, että levyjen johtimien liittäminen toisiinsa tapahtuu eri tavoin. Joissakin malleissa yhteys tapahtuu pistehitsauksella, toisissa juottamalla tai puristamalla.

Jos kahden johtimen liitos suoritetaan huonosti, virhe on yksi tai useampi astetta. Tämä on kriittinen virhemarginaali, jonka kasvu voi vaikuttaa haitallisesti kattilan toimintaan ja turvallisuuteen. Siksi termoparia valittaessa on keskityttävä tunnetun ja todistetun valmistajan tuotteisiin, koska AOGV: lle yhden asteen virhe on kohtuuton ylellisyys.

Kaasukattiliin asennetut lämpöparit toimivat synkronisesti sähkömagneettisen tuloventtiilin kanssa, joka lämpöparin ensimmäisellä signaalilla pysäyttää välittömästi polttoaineen virtauksen. Lämpöparin toiminta perustuu täysin niin sanottuun Seebeck-vaikutukseen, kun kaksi eri materiaalista valmistettua johtinta joutuu kosketuksiin toistensa kanssa yhden tai useamman pisteen avulla, joita kutsutaan työosiksi ja sijoitetaan polttimen avotulen alueelle. Suojavaipat hitsataan tai juotetaan näiden metallilevyjen vastakkaisiin päihin, joiden toinen pää pidetään kiinnitysmutterin avulla automaattisen anturin pistokkeessa. Tällä hetkellä, kun sytytin ja kattilan poltin tulevat päälle, polttoaine toimitetaan käsikäytössä painamalla tankoa.

Tämän seurauksena kaasu syötetään sytyttimeen ja se alkaa polttaa, lämmittäen sen vieressä olevaa termoparia liekillä. 15 sekunnin kuluttua polttoaineen painike vapautuu ja polttoaineen syöttö johtuu siitä, että termopari alkoi tuottaa jännitettä, joka pitää polttoaineventtiilin varren. Keskimääräinen jännite, jonka termoelementti pystyy tuottamaan kylmien päiden mahdollisen eron vuoksi, on alueella 40 - 50 mV.Joissakin korkean teknologian malleissa venttiileille on tunnusomaista suurin herkkyys ja ne pidetään avoimessa asennossa, kunnes tulojännite laskee alle 20 mV.

Kuten kaikilla laitteilla, termopareilla on sekä etuja että haittoja. Laitteiden etujen joukossa voidaan huomata niiden edulliset kustannukset, jotka johtuvat melko yksinkertaisesta suunnittelusta ja pitkästä käyttöikästä. Laitteiden kestävyys johtuu monimutkaisten kokoonpanojen ja kitkaelementtien puuttumisesta. Tärkeä etu on laajamittainen mitattu lämpötila sekä laitteen helppo asennus ja purkaminen. Termoelementtien monitoiminnallisuutta on mahdotonta jättää huomiotta, minkä ansiosta laitetta voidaan käyttää sekä liekkiohjausanturina että lämpömittarina.

Haittapuolia ovat jännitteen raja, joka on rajoitettu 50 mV: iin. Tämä on yksi syy siihen, että lämpötilojen mittauksessa ilmenevät lukemat ovat virheitä. Lämpötila-arvojen ja mahdollisen eron välisen lineaarisen suhteen puuttuminen on myös laitteen miinus. Lisäksi osaa ei voi korjata, ja kun se epäonnistuu, se korvataan uudella. Joskus termoparin lopettaminen huonon kosketuksen takia. Jotta voisit jatkaa kattilan toimintaa, on tarpeen irrottaa termopari, puhdistaa johtimet ja asentaa laite paikalleen.

Lämmitysjärjestelmien nykyaikaisilla markkinoilla on neljä lämpöparia, jotka on asennettu kaasukattiloihin.

• Tyypin E mallit se on tunnusomaista korkean suorituskyvyn ja laajamittaisten mitattujen lämpötilojen välillä, jotka vaihtelevat -50 - +740 astetta. Johtolevyt on valmistettu vakio- ja kromelevyistä. Tehdasmerkintää edustaa kirjain TXKn.
• J-tyyppiset mallit eroaa alhaisemmasta verrattuna ensimmäiseen tyyp- piin, kustannuksiin ja se esitetään merkitsemällä SFA. Kontaktilevyt on valmistettu rautasta ja vakio, ja käyttölämpötila-alue on -40 - +600 astetta.

• Tyypin K mallit ovat yleisimpiä ja kykenevät toimimaan -200 - +1350 asteen lämpötiloissa. Levyt on valmistettu alumiinista ja kromista, mikä vaatii tiettyjä rajoituksia niiden soveltamisessa. Tosiasia on, että korkean hiilidioksidipitoisuuden olosuhteissa kromi on altis vihreän rotan muodostumiselle, se heikentää nopeasti seosta ja poistaa laitteen käytöstä. Tuote on merkitty THA: ksi ja on erittäin herkkä pienimmille lämpötilan vaihteluille.
• N-tyyppiset mallit ovat mallin E muunnoksia ja ne voivat toimia +1200 asteen lämpötiloissa. Käytettävien levyjen valmistukseen käytetään nishrosil nisil. Tämän tyyppisiä malleja pidetään kattilalaitteiden tarkimpina laitteina.

Näiden lämpöparien lisäksi on malleja, joiden valmistukseen käytetään kalliita metallien tyyppejä. Tämä lisää merkittävästi kustannuksia ja tekee niiden asennuksen kaasukattiloissa kannattamattomaksi. Esimerkiksi erittäin tarkkojen M-tyyppisten laitteiden levyt on valmistettu nikkelistä ja molybdeenistä. Tällainen laite on asennettu kalliisiin tyhjökattiloihin eikä sitä käytetä kaasulaitteissa.

Tarkista kaasukattilan lämpöparista seuraava video.