发电厂的扭矩传感器的应用

全球不断增长的能源需求要求发电厂具有更高的经济性和环保性,在此类系统中需要采用创新性的技术。

效率和功率 是发电厂的两个重要指标。 效率 是指特定时间内功率和燃烧量之间的传动比。

确定燃料的质量流

有效功率通过发电机输出可以非常简单地测量。但是测量系统的效率就非常困难了。测量燃油流是目前普遍的方法。但是测量质量流非常的不精确,多个因素容易被影响,且燃油的类别也具有不确定性。因此,燃油质量流需要通过间接方式来测量,并需要事前确定的标定值和仿真程序的帮助。

测量输入轴转矩

另外一个测量驱动功率的方法是测量驱动端和发电机之间的轴转矩,并测量转速来计算驱动功率。这可以通过驱动端的输入轴扭矩来完成。这里有多种方法来完成,但是都是通过扭矩相关的参数并计算得出,由于参数具有一定的公差,因此具有较大的不确定性

通过表面应力来测量输入轴扭矩

相对来说,通过测量轴表面的应变是一个不错的方法。应变片黏贴在轴的表面,并组成测量桥路,桥路的激励电压和信号传输通过无线遥测的方式来完成. 这种方法具有较高的测量质量,但是随后的计算公差导致其有 3 到 5%的不确定性。这种方法有诸多优势,现存的系统 非常容易通过此方法改造。但是对于新系统来说,测量精度还是不能够满足要求的。

通过轴应变标定用于扭矩参数

上述方法的不确定性可以通过对轴应变的标定来作为扭矩参数进行提高。通过预定义的扭矩进行加载 ,相应的输出信号被测量和记录。标定可以现场完成。但是其非常复杂并且耗费大量时间 。在实验室标定有更好的条件和精度,但是可能需要改变标定设备的部分配件。

驱动系中集成测量技术

在新建的系统中,上述的困难可以通过对驱动系的直接 扭矩测量 来完成. 其需要直接安装在驱动系中。扭矩部件已经被标定,并获得认证,其可以非常容易安装,替换和重新标定。

图 1 额定扭矩为 300 kNm扭矩传感器,其最大范围可以达到数MNm. 其可以非旋转方式用作反扭矩作用力测量,也可用于标定 扭矩传感器,或者用于转动测量.


图 1: 扭矩传感器的特性

图 2: 2 MNm 的扭矩传感器图 3: 在发电系统中安装扭矩传感器

依据不同的遥测系统,扭矩传感器的动态扭矩信号带宽最大到 6 kHz. 在发电领域具有以下优势:

  • 高精度功率测量 (监控)
  • 燃耗肥西和优化
  • 扭矩这栋分析,无需其他传感器
  • 更短的信号时间 > 快速控制和过载保护
  • 易于安装
  • 容易标定,包括标定证书
  • ATEX 认证,可以用于可能爆炸环境
  • ABS和相关证书可以用于舰船
  • 免维护

作为全球最大的扭矩传感器 制造商, HBM 在此领域有数十年的经验. 其产品质量和精度有目共睹。

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