连续测量（精选8篇）
连续测量 篇1
1 概述
铁道车辆在曲线上运行时, 由于踏面斜度导致左右车轮滚动圆不同, 从而使得轮对自然沿着曲线线路前进。然而, 在小半径曲线线路, 外侧车轮与轨道成冲角通过曲线 (图1) 。因为冲角是弄清车辆在曲线线路上运行时转向架性能的一个重要因素, 所以研究并提出了许多种不同的连续测量运行车辆冲角的方法[1,2,3,4], 但进行测量所需要的人力和技术难度使得实际测量的次数极少。
众所周知, 冲角及横向力与轮缘爬轨脱轨密切相关。由于冲角对车轮完全爬上钢轨需要的运行距离有极大影响, 所以也是研究脱轨的一个重要因素。为评定抗轮缘爬轨脱轨的安全性, 必须识别达到轮缘开始爬轨 (以下称之为“临界脱轨状态”) 条件这一刻轮轨间的摩擦状况。过去的研究表明, 检测临界脱轨状态需要对轮轨边界参数如轮载、横向力、冲角和车轮爬轨量进行高精确度测量。
于是, 应用诸如研究脱轨获得的冲角连续变化的信息, 开发出了冲角连续测量装置 (以下称之为“装置”) , 可识别对发现轮缘爬轨脱轨极限必要的临界脱轨状态和测量轮轨达到那种状态这一刻的参数。使用近来不太昂贵的紧凑型高性能位移计和其他设备, 该装置可稳定连续测量车辆在曲线上运行时轮轨接触点的冲角。本文介绍了装置的构造, 并对试运行试验中不同曲线 (包括道岔) 的冲角测量结果进行了报道。
2 冲角和运行安全性
2.1 轮缘爬轨脱轨中车轮的状态
车轮在小半径曲线线路上运行时, 外侧车轮轮缘与钢轨成冲角挤压钢轨, 轮缘与钢轨在运行方向上较离车轴正下方更远的位置相互接触 (图2) 。接触点的位置取决于轮轨形状、冲角和其他几何条件。当存在诸如轮载降低和横向力增加等引起轮缘爬轨脱轨的条件时, 就会出现以接触点为支点的爬轨行为。所以, 接触点离运行方向前面越远, 爬角就越大。这样, 直到车轮完全爬上轨道的运行距离就变得越短。由于实际列车在小半径曲线线路上运行时, 轮轨间的接触位置和状态不断变化, 因此施加到接触点上的力也在变化。从而列车运行时伴随着重复微小的爬起与滑落。
就此而言, 冲角与影响轮缘爬轨脱轨因素之一的车轮爬上轨道需要的时间 (运行距离) 密切相关。因此, 在研究轮缘爬轨脱轨和安全性评定中, 冲角是相当重要的因素。
2.2 研究轮缘爬轨脱轨的系统性能
过去, 为评定车辆的运行安全性, 东日本铁路公司开发出了一种连续测量冲角的装置[7], 并用这种装置进行了一系列测量。图3示出了这种装置及其测量原理。该装置用装在车轮两侧的2个传感器直接从轨道上方检测激光反射量来识别轨缘, 根据识别的轨缘的相对位置来计算冲角。该装置即使在干线高速运行时也能实时测量冲角, 但需要针对下列问题进行改进, 以识别临界脱轨状态。
(1) 为了精确识别轨缘, 该装置需要依据轨顶的表面和磨损情况, 对传感器信号的门限值进行精密调整。
(2) 由于该装置传感器安装在车轮的前方和后方, 当测量轮轨接触点附近的冲角或用短波测量曲率变化时, 测量精度就较低。
(3) 检测过渡至爬起或滑落时刻, 只需要几毫米运行距离的采样间隔, 相当于时间上间隔低于1ms的高速采样。然而, 该装置采样测量周期最短为10ms。
(4) 由于运行时难以对测量状况进行检查, 因此, 从测试值难以判断传感器是否能够正确检测轨缘和进行正确测量。
因此, 开发目标是使测试系统克服这些缺点, 确保精确度和采样周期能识别临界脱轨状态。
3 测量系统概况
3.1 测量原理
冲角的测量原理是测量车轮侧面2个固定点到钢轨的距离, 依据图4所示的几何关系计算冲角。为防止测量系统与车轮间由于诸如轴承间隙等因素引起的相对位移使得测量精度下降, 该系统在2个点测量轴箱到车轮及轴箱到轨道的距离, 算出轴箱/车轮夹角与轴箱/轨道夹角之差作为冲角。
3.2 测量系统
图5为系统结构。该系统由安装在轴箱下方的激光位移计及用测量数据计算和记录冲角的车上设备组成。对于距离测量, 采用已经在道旁固定点测量中使用, 并展现出良好效果的非接触传感器 (激光位移计) 。到目前为止, 非接触传感器还没有足够好的精度来测量运行中表面状态会变化的物体, 如车轮和轨道, 并且在某些方面还有局限性, 如相对于物体的安放角。因此, 这些传感器还没有用于从车上测量冲角。但最近传感器技术发展很快, 传感器结构更紧凑, 测量稳定性也得到提高, 可从车轮侧面进行测量而不干涉限界。因此, 决定采用非接触传感器。使用非接触传感器, 提高了测量精度, 除去了先前需要的根据测量环境对门限值进行精密调整。该系统只用激光位移计测量距离, 不需对门限值判定进行计算, 所以, 测量冲角只需要简单的计算。位移计和计算机的性能, 估计可使系统对冲角的测量精度达到0.002°, 最短采样周期达到20μs, 两者都足以识别临界脱轨状态。系统除了安装夹具外, 其余部件均采用商业产品, 所以, 用性能更高的传感器和记录器对系统升级需要的费用相对较低。然而, 该系统向轨头侧面发射激光束来获取距离信息, 因此, 在钢轨连接器处或存在诸如草类物体处, 就不能进行正确测量。此外, 当由于轮对横向位移和轴簧运动造成系统位移等因素导致激光目标点偏离轨头侧面时, 测量误差就更大。为消除这类错误数据, 系统使用与冲角数据同步的电荷耦合 (CCD) 摄像机检查激光发射。
4 测量结果
在东日本铁路公司的209系试验列车上 (MUE-列车, Saya 209-8) 安装了一台这种设备, 在车辆检修场和干线进行了试运行试验。
4.1 在干线的曲线线路上运行
在综武成田线的四街道—成田区间进行了试运行试验。在曲线段的运行速度非常低 (10km/h~30km/h) (轮缘爬轨脱轨严格的限制条件) 。
图6示出了冲角与线路曲线半径的关系。这里的曲线半径是从距试验日最近的测量日测得的10m弦正矢测量数据换算得到的。图6还示出了用脱轨系数比估算公式计算的冲角, 以此来评定测量值的正确性。在R400曲线上, 冲角测量值为0.2°~0.4°, 在R300曲线上, 冲角测量值为0.3°~0.5°。在半径低于R400的曲线上, 冲角随曲线半径变化而变化的变化量趋于偏大。但趋势与脱轨系数比估算公式计算的值一致, 也与过去的测量值一致。因此, 有理由认为该系统的测量方法是有效的。
4.2 在车辆检修场的道岔上运行
在通过车辆检修场的道岔时对冲角进行了测量。更确切的说, 在既有8号单开道岔 (T50NK8-101, 以下称之为“8号干线道岔”) 又有8号整备线道岔 (T50NK8-201) 的线路上朝向道岔方向运行时, 对冲角进行了测量, 认为在这些道岔处很容易发生轮缘爬轨脱轨。
图7示出以20km/h的速度朝向道岔方向通过8号干线道岔和8号整备线道岔时冲角的测量结果。水平轴为运行距离, 为方便起见, 尖轨趾定为0 m点。一般说来, 在尖轨趾部和岔心处, 传感器无法正确检测轨顶侧面, 因而, 测量不正确。但是, CCD摄像机的影像显示在导轨区段传感器检测的是轨头侧面中央周围。因此, 测量值就是有效的。在这些测量中, 沿导轨的曲线半径8号干线道岔处的最大冲角约为1.2°, 8号整备线道岔处的最大冲角约为1.4°。冲角产生的特点是, 在8号干线道岔的导轨上冲角几乎不变, 而在8号整备线道岔的尖轨上冲角减小, 在其导轨上冲角增加。由此可以预测, 当朝向道岔方向在有直尖轨的8号整备线道岔上运行时, 外侧车轮经过直线部分与尖轨趾接触这一刻冲角大约为2°。2°冲角等于这一刻外侧车轮的冲角。然后, 在尖轨的直线段, 冲角随轮对向前运动而减小, 在曲线段冲角又会增加 (大小取决于导轨的曲线半径) 。
4.3 关于轮缘爬轨脱轨与冲角的考虑
在东北线尾久火车站2008年2月脱轨事故后的调查中, 在距8号整备线道岔尖轨趾8m处发现有车轮爬轨迹象。进一步的调查弄清差不多就在那个点外侧车轮的脱轨系数最大。在同样型号道岔的冲角测量中, 发现在导轨段距尖轨8m处冲角最大。在这次测量中, 测量的点和车辆与脱轨事故的不同, 但道岔是同一型号的。所以, 冲角的趋势应该一样。因此, 脱轨点极有可能就是脱轨系数和冲角都变大的那个点。
5 结论
开发出可在车上对冲角 (轮缘爬轨脱轨的重要因素之一) 进行连续测量的系统, 并进行了试运行试验。与过去的测量结果和用脱轨系数比估算公式计算的结果进行比较, 证实用这种系统进行测量的正确性。
对轮缘爬轨脱轨进行安全评定, 识别轮缘和轨道间的摩擦系数是完全必要的。一般认为摩擦系数是极难测量的, 然而, 已表明可用连续测量冲角及轮载、横向力和车轮爬轨量的方法, 对临界脱轨状态进行识别。因此, 可以从临界脱轨状态那一刻的测量值得到摩擦系数。除常规的轮轨接触力测量外, 还计划使用这次开发的车轮爬轨量测量仪器和冲角连续测量系统, 进一步研究在曲线半径为R100左右的小半径曲线上, 临界脱轨状态时刻摩擦系数的估算。
摘要：利用紧凑型高性能传感器装置, 可以连续测量运行车辆的冲角变化, 利用该装置进行了试运行试验。试验结果证明, 该装置能够检测和测量车辆通过曲线或道岔时的冲角性能, 且可用于研究轮缘爬轨脱轨。
关键词：铁道车辆,冲角,测量,日本
参考文献
[1]Akira Matsumoto, Yasuhiro Sato, Hiroshi Ono, Masao Tomeoka, Masuhisa Tanimoto, Koshi Oka, Yoshi Sato.Consideration on the Measurement of Wheel/Rail Contact Characteristic-Observation of Contact Forces, Contact Angle, Contact Point, etc.[C].Proceedings of the 12th Joint Railway Technology Symposium, J-RAIL, 2005, 359-362.
[2]Kenjiro Kamibayashi, Shunichi Usui, Kei Sakanoue, Hiroshi Shinmura, Nobuyuki Okada.Measurement of Attack Angle with Image Processing[C].Proceedings of the 8th Joint Railway Technology Sysmposium, J-RAIL, 2001, 633-636.
[3]Masayuki Miyamoto, Hiroshi Fujimoto, Tadaomi Okabe, Eisaku Sato.New Measuring Methods of Wheelsct Angle of Attack of Railway Vehicle on Curves[J].Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, JSME Series C, March 1992, 58 (547) :106-113.
[4]Takefumi Miyamoto, Hiroku Ikeda, Atsushi Furukawa, Hisayo Doi, Hirokai Ishida.Method of Measuring Wheel Set Angle of Attack While Passing a Curve[C].Proceedings of the 9th Joint Railway J-RAIL, 2002, 97-100.
连续测量 篇2
介绍了苏州市GPS连续运行参考站系统的建设及其在测量中的`应用,详述了系统的原理,各组成部分的功能,以及在测量领域中的应用,供各位同行参考.
作 者：徐锋 宗强 张沥 XU Feng ZONG Qiang ZHANG Li 作者单位：徐锋,XU Feng(大连理工大学城市学院,辽宁,大连,116400)
宗强,张沥,ZONG Qiang,ZHANG Li(沈阳拓普康商贸有限公司,辽宁,沈阳,110014)
预应力连续箱梁施工测量分析 篇3
关键词：预应力,箱梁,测量
为保证桥梁建筑物的正常使用、安全性和线型美观, 并为以后的设计施工提供可靠的资料和相应的测量参数, 所以对建筑物每一步进行施工测量是必要的, 观测的重要性也是明显的。
1 施工测量的基本要求
仪器设备以能满足施工测量的精度要求为准则, 人员素质要求必须接受专业学习及技能训练, 熟练掌握仪器的操作。在施工测量过程中应该遵循“五定“原则:1) 所使用的测量基准点、工作基点要稳定2) 仪器设备要稳定3) 测量人员要稳定4) 测量时周围环境条件要基本一致5) 测量程序和方法要固定。以上措施可以在客观上减少人员、仪器、外界因素对施工测量精度的影响。
2 箱梁施工分步测量
1) 施工测量放样;
2) 箱梁支架搭设的预压测量;
3) 箱梁混凝土浇筑时沉降测量;
4) 箱梁预应力张拉时变形测量;
5) 箱梁支架卸架时的测量。
3 箱梁施工测量步骤分析
3.1 施工测量放样
根据施工图纸的设计精度和规范要求建立桥梁平面控制网和高程控制网。布网分首级和加密两步进行。两步布网的精度尽可能的高一些。在设计施工控制网时, 应使控制点误差所引起的放样误差相对于施工放样误差来说, 小到可以忽略不计, 为放样工作创造有利条件。施工放样时严格按操作规程和规范要求进行。平面放样完毕后, 测量墩柱间的水平距离和设计距离进行比较, 以确保变形伸缩缝的尺寸。测量过程中, 严格控制不能“以测代复”。
3.2 箱梁支架搭设的预压测量
支架组装施工完成后, 在铺设梁底模板之前, 应进行支架的预压, 以消除支架的非弹性变形与地基沉降。预压前仔细检查支架各节是否连接牢固可靠, 同时做好观测记录, 预压时各点压重要均匀对称, 防止出现反常情况。测量方法可以选择三角高程测量、水准仪钢尺法等。支架预压是必须进行的一项工作, 根据地基情况、支架搭设形式以及最终的沉降观测数据总结规律, 为以后的施工提供可靠的数据和经验。下面是一个支架预压实例。
说明:数据是在沥青混凝土路面上搭设支架观测得到的数据, 左、右代表在同一断面对称设置两个观测点。
3.3 箱梁砼浇筑时的沉降测量
在混凝土的浇筑过程进行沉降观测。目的是监测箱梁模板支设是否牢固, 变形是否严重, 地基沉降等来控制预拱度。为了能反映出箱梁的准确沉降情况, 沉降观测点要布设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。一般要求在设置沉降观测点时整体考虑一联现浇箱梁, 均匀的布置在每一跨 (一般布置1/4跨, 1/2跨, 3/4跨) , 并绘制沉降观测点的布置图。观测点应布设在箱梁的底板上, 如观测点布设在箱梁顶面的钢筋上将不能真实地反映沉降量。因在混凝土浇注振捣过程中绑扎的钢筋不牢固出现变动、垫块出现变形等, 这样获得的观测数据可信度不高。
3.4 箱梁预应力张拉时的变形测量
监测张拉过程中箱梁高程及拱度值的变化和小半径匝道梁端的位移。通过观测箱梁顶面高程的变化, 获得箱梁拱度值。测量梁端观测点的坐标获得位移量。观测点分别布设在跨中和支座附近, 用于观测的基准点要稳固不变形, 观测点要牢固不容易破坏。
3.5 箱梁支架卸架后的测量
箱梁支架卸架后进行测量的目的是确定在施工时设置一定数值的预拱度能否满足设计规定的外形。确定预拱度时应考虑以下因素:
1) 卸架后上部构造本身及活载一半所产生的挠度;
2) 支架在荷载作用下的弹性压缩;
3) 支架在荷载作用下的非弹性压缩;
4) 支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷;
5) 混凝土收缩及温度变化而引起的挠度。
4 总结
通过预应力箱梁施工测量的实施, 我们可以积累经验:
1) 预压测量可以提供不同的基础类型、支架搭设形式情况下的测量数据, 可以提供给后续工程。但是支架预压在新的工程开工和基础情况不清楚地状态下必须进行的, 有先例出现过问题, 损失惨重、教训是深刻的。
2) 箱梁砼浇筑时的沉降测量, 可以检验我们支设模板方法是否合理, 模板的强度是否满足要求, 及时发现及时改正。
3) 箱梁预应力张拉时的测量, 可以修正我们在放样梁底高程设置的预拱度, 监测箱梁的变形是否合理及时反馈给设计。
无创连续血压测量技术的研究进展 篇4
血压作为人体的重要生理参数能及时反映出人体生理健康状况,是心脏和血管功能健康状况评估的重要依据, 广泛应用于临床疾病诊断、围术期观察系统循环功能等。 传统的人工柯氏音法由于存在观察误差和“白大衣”效应, 提供的瞬时血压不能反映患者在休息或日常生活中的血压水平,很难观测到患者在各种生理或病理状态下的血压波动。动脉插管法虽然能进行连续的血压测量,但其具有有创、 易感染等缺点,相对有创血压测量技术而言,无创血压测量技术具有安全、方便操作等优点,在临床上具有更广阔的应用前景。近年来,无创连续血压测量技术在各方面都有了较大的突破,本文重点讲解了动脉张力法、容积补偿法、 脉搏波速传导法和脉搏波特征参数测定法在无创连续血压测量中的研究进展[1,2,3,4,5]。
1无创连续血压测量方法
1.1动脉张力法
动脉张力法(Applanation Tonometry Method)又称扁平张力法,主要适用于桡动脉、股动脉和颈动脉等浅表动脉, 施加外部压力使位于骨骼附近动脉成扁平状,当血管被外部压力压扁时,血管壁的内周应力发生改变,当血管内压力与外力相等时,通过安置于动脉部位的压力传感器来测量该表面的压力,此时测得逐拍的动脉压力波形的即为动脉血压,再依据传递函数进一步转换计算出中心动脉压[6], 动脉张力法测量原理,见图1。
新加坡公司研发了一款A-PULSE CASPal®无创血压监测系统,该系统主要包括4部分:A-PULSE CASPal®测量仪、 BPro®监测仪的腕部传感器、基于A-PULSE CASP®内置血压测量和计算公式、内置示波法血压测量模块。其中BPro®监测仪采用改进的扁平张力法在腕部桡动脉处测中心动脉压和脉搏波其他相关参数,并通过其应用软件包分析传感器采集的数据,获得实时动态血压以及脉搏波其他相关参数[7,8]。
美国研发的TL-200无创动脉血压监测系统,该系统工作原理是将压力传感器和手镯置于桡动脉搏动处,并固定在桡骨头的侧腹面,紧靠桡骨茎突的内侧,最后通过固定板将手固定。传感器通过横向和纵向搜索,找到脉搏最强点所处位置,其后固定于信号最强点处,并进行实时连续的动脉血压监测。其收缩压、舒张压和平均压平均差均在5 mm Hg左右,而且其标准偏差均不超过8 mm Hg[6,7,8,9],美国TL-200无创血压测量系统,见图2。
瑞士公司开发的“血压手表”,其采用瑞士联邦材料科学与技术实验室(EMPA)研制的压阻纤维做腕带。压阻腕带可检测接触皮肤的压力或者位移,压阻纤维被压缩或拉伸时,阻值改变,产生电信号,修正测量血压值。该装置目前已处于临床试验阶段。该公司还计划针对运动市场开发一款“精简”样式[10]。
此外还有日本公司研发的CBM系列仪器等,动脉张力法的测量优点是精度较高,无需每次测量时定标,基本能够实现较长时间无创连续血压的测量。动脉张力法要求传感器对位移和压力有较高的灵敏度,使用时传感器必须紧压在靠近骨骼的动脉上且需要保持传感器测量位置相对固定。当被测者生理状态改变,有可能因外力和平均压的改变不一致而产生测量误差。
1.2容积补偿法
恒定容积法(Vascular Unloading Technique)又称为容积补偿法或容积振动法,当施加的血管壁外压力总和与血管内周应力相等时,动脉血管处于恒定容积状态,此时血管壁的直径不再受血压波动的影响,通过对恒定容积状态下的外加压力的测量间接得到血压值,利用血管自身的强非线性力学特性而形成的血压检测方法即为恒定容积法。 采用恒定容积法时,首先通过对袖带加压控制血管的内外压差,然后再利用光电容积检测法检测血管的内容积,最后通过观察光电容积曲线的出现点以及振幅最大点所对应的袖带压力,来确定最高血压以及平均血压,间接地计算出最低血压[11]。
恒定容积法虽然可以实现连续血压测量,但使用恒定容积法测量血压时,需要在被测部位保持一定的压力,当长时间测量血压时,位于袖带下部的静脉血管在外压作用下一直处于压闭状态,导致静脉充血,从而影响测量精度。 恒定容积法长时间测量会给被检测者带来不舒适感甚至压痛感,佩戴舒适性较差,同时测量装置复杂,不适合在航空航天等较小空间环境下使用。
荷兰的医疗公司出品的连续血压产品,通过手指的动脉压传感器来记录心跳产生的血压数据,将手指动脉压转换为肱动脉压,达到实时测量血压,其采用流模型技术算出血流动力学参数及其变化趋势,并利用RTF技术校准标定血压值。
美国研发的NIBP100D连续血压测量系统采用一种血压计技术记录动脉脉搏压力,通过采集手指脉搏压力来实现连续逐跳的血压信号。可实时测量舒张压、收缩压、平均血压值、心率等,其测量精度为 ±5 mm Hg(0.6 k Pa)[12]。
1.3脉搏波速法
脉搏波速法是依据脉搏波沿动脉传播速率与动脉血压间具有正相关性的特点而提出的,通过测得的脉搏波速间接推算动脉血压值。脉搏波速通常选取臂上两点,测量脉搏波在两点间的传递时差,通过时差间接计算波速,再利用血压和波速之间的正相关推算出动脉血压值[13]。
浙江大学李顶立等人利用脉搏波传导时间与血压的关系方程,对不同个体分别进行方程参数标定,从而实现无创血压连续测量。仪器误差< 8 mm Hg,均方差值< 8 mm Hg,优于美国医疗器械促进学会(AAMI)推荐的标准差不超过8 mm Hg的标准[14,15]。
MIT工程师开发出一款可穿戴式无创血压测量装置, 该测量装置只有手表大小,通过测量手腕和小拇指间的脉搏波信号时差,计算得出血压,通过一块内置的电池供电, 能实现24 h动态血压监测。设备通过三轴向加速传感器判断运动状态,帮助系统校正测量误差[16]。
1.4脉搏波特征参数测定法
脉搏波参数测定法是通过脉搏波提取出能充分反映血压的特征点,根据脉搏波原理和动脉弹性腔理论建立血压与脉搏波特征参数间的相关关系,以达到无创血压测量的目的。 脉搏波中常见的波特征参数有:脉动周期、主波高度、降中峡高度、降中峡相对高度、重搏波高度、重搏波相对高度等。 2011年,KIM、吕海姣等建立脉搏波特征参数和血压间的关系方程,并以此来估计收缩压和舒张压,其收缩压和舒张压标准方差< 5 mm Hg,平均方差< 3 mm Hg,此外,焦学军、 孟兆辉、汤池等学者都做了大量研究[17,18,19,20]。
2总结
连续测量 篇5
关键词：刚构桥,挂篮,悬臂浇筑,测量
1 工程概况
娄底市孙水河大桥按城市主干路双向6车道设计, 桥梁设计荷载:公路-Ⅰ级 (并按城-A级校核) , 人群荷载3.5k Pa。主桥上部结构采用41.5+75+41.5m Y型墩预应力混凝土变截面连续刚构, 其中主桥0号块梁段为平衡支架法现浇, 其它梁节段采用挂篮悬臂浇筑法。引桥采用2×30m预应力混凝土等截面连续刚构, 全桥跨径组合为41.5+75+41.5+2×30m, 桥梁全长221m。上部结构采用左右双幅桥面, 桥宽32m=2×[4.5m (人行道、自行车道) +0.25m (路缘带) +3.75m (机动车道) +2×3.5m (机动车道) +0.25m (路缘带) +0.24m (防撞护栏) +0.01 (变形缝) ]。桥梁车行道横坡采用2%, 人行道横坡采用1%。图1为桥型布置立面。
2 施工控制测量
2.1 控制网的布设
控制网的建立采用原有的施工控制网和水准网为基础, 在0#块箱梁中心位置加密控制点, 联测原有控制网起算点, 构成箱梁施工控制网, 采平面和高程点兼用方式。每一主墩顶布置一个水平基准点和两个轴线基准点, 做好明显的红色标识, 对于主桥施工控制网应至少每月进行一次联测。
2.2 细部控制
2.2.1 0#块施工
0#块是整个主梁上部悬臂施工的基础, 它的标高和线型走向直接影响到整个主梁的标高和线型, 桥墩施工完后, 搭设0#块支架, 铺设0#块底模然后进行支架预压, 预压过程中充分消除支架的非弹性变形, 检验支架体系的安全性能;根据连续的观测数据确定出支架的弹性变形值和非弹性变形值, 根据支架的变形值重新调整支架的高度, 并且利用全站仪对0块模板进行精确定位。
2.2.2 悬浇段施工
当箱梁当前悬浇段的挂篮初步就位后, 根据箱梁施工控制网, 在0号块工作基点上架设全站仪, 依次放样箱梁节点立模具体位置, 确定箱梁里程桩号, 底板就位后如偏移过大可调整挂篮角度进行调整, 直至调整误差在5mm之内, 这样既加快了立模速度, 也保证了侧模竖直度满足要求。
3 主梁挠度、轴线和主梁顶面高程的测量
为确保成桥后梁体的线型符合设计要求, 主梁的梁体徐变, 轴线及梁顶高程监测一定要严格按照相关规范执行。
3.1 0号块高程测点布置
在0号块上布置高程测点用以控制顶板的设计标高, 同时也作为以后各现浇节段高程观测的基准点。每个0号块的顶板各布置9个高程点 (兼1个控制点2个轴线点) , 观测点用专门制作的钢筋或普通螺栓直接焊接在顶板钢筋上, 并用红色油漆标识。平面布置如图2所示。
3.2 各现浇节段的高程观测点布置
根据连续刚梁桥悬浇施工的特点, 每次浇筑一个节段梁, 每个悬臂施工节段均为测试断面, 考虑到箱梁可能发生扭转变形, 每个断面布置2个高程测点和和1个轴线点, 测点用准20短钢筋长约 (32~42cm) , 钢筋端头磨圆 (轴线点刻十字丝) , 测点距该节段前端10cm处, 钢筋头外露桥面 (3~5cm) 并用红色油漆标明。
通过桥梁平面控制网控制点和高程控制点来精确测定局部控制点的平面位置和高程。局部控制点用来控制各个梁段挠度观测点和后视点, 局部控制点在施工完成一定数量梁段或重要环节时经过校准, 以保证局部控制点能满足精度要求, 同时利用沉降观测中的墩身观测标点标高变化, 监测基础沉降和墩柱压缩变形。定期对各个控制点进行联测, 防止控制点在施工期间发生位移。
3.3 观测时间
在施工过程中, 每一现浇梁段都需要进行混凝土浇注前、浇注后、预应力张拉后的标高观测。为尽量减少温度的影响, 高程观测安排在早晨太阳出来前或温度较为稳定时完成。施工控制的任务是使桥梁结构的实际状态尽可能与设计状态一致, 是通过施工过程监测来控制和实现的。通过大跨度桥梁混凝土悬臂现浇节段已产生的标高偏差, 预测后续节段施工中可能发生的偏差, 从而对其立模标高进行调整。梁端头预抬高量调整值由以下4部分组成:梁体的设计预拱度、挂篮的弹性变形、挂篮的非弹性变形、临时支墩和基础发生沉降的影响值。在整个施工过程中主要观测内容包括:立模、混凝土浇注前后、预应力张拉前后及挂蓝拆除后、边 (中) 跨合拢前后、最终成桥前的各项标高值。以这些观测值为依据, 进行有效地施工控制。
3.4 监控方法
所有观测点必须加强保护, 以确保观测点数据的准确性。主梁线形标高测量采用精密水准仪进行测量进行闭合水准测量。轴线使用全站仪和钢尺等进行测量, 采用测小角法或视准法直接测量其前端偏位。在主梁每个节段的施工周期内, 测量3种工况的线形变化, 即挂篮前移就位并固定、混凝土浇注后及纵横预应力张拉完毕后3个阶段, 这3个阶段要对浇注的所有节段的线形观测点进行观测, 并且尽量消除温度对梁体的影响。
4 立模标高计算
以0号块水准网点作工作基点, 用水准仪控制。以调整挂篮前吊杆等方法, 使底模标高、顶模标高满足要求为止。本项工作由各架队监测组完成, 严格按数据分析组提供的立模标高进行立模、调模作业。
挂篮模板调整标高为:设计标高+挂篮变形值+设计预拱度+模板变形值
式中:H1-待浇段底板前端点挂篮底板标高;H0-该点设计标高;fi-本施工节段以后各段对该点挠度的影响值;flm-本施工节段纵向预应力束张拉后对该点的影响值;fx-混凝土收缩、徐变、温度、结构体系转换、二期恒载和活载等影响产生的挠度计算值。fm-挂篮弹性变形对该点的影响值。fk-施工中的临时荷载及挂篮自重对该点影响值。其中:fiflmfx按设计挠度值表中累计进行根据观测数据数据分析组应对fx进行必要的修正, 修正后采用修正后的值计算立模标高。
5 施工监测
在施工过程中悬臂因自重作用, 预应力张拉, 混凝土结构徐变, 施工中温度变化等因素, 将使得悬臂浇筑的箱梁标高与设计明显偏离。因此, 我们对每阶段线形进行控制观测。在箱梁梁顶各节段监测点布设3个测点, 以箱梁中线为准对称布置, 测点离节段前端15cm, 如图3。
5.1 悬臂段观测
悬臂每浇筑一段, 在挂篮就位及立模后, 浇筑混凝土前、浇筑后、张拉预应力前、张拉预应力后, 都分别对每一节段监测点进行测量。每次应在早晨太阳高照前观测。如观测的结果值与设计计算预测值超过±10mm、应进行复测, 若仍超过误差限值, 分析原因, 必要时重新计算预抛值。
5.2 现浇支架预压观测
现浇支架搭接完毕后, 预压前在方木及支架基础上布设监测点, 点位布置分左、中、右每个断面3个点, 每2m一个断面。支架基础监测点尽可能与方木监测点竖向对称。测量时任选一点作为后视点, 预压前、卸载前、卸载后分别进行观测。对观测结果进行分析, 依据分析结果确定现浇箱梁抛高值。
抛高值为:设计标高+支架弹性变形值+设计计算的预抛值
6 测量现场控制
测量采用一控到底的原则控制质量, 这样减少了原来测量与现场工作交接程序, 避免了中间环节上的错误。在施工过程中, 立好的模板有时会因某种外界影响偏移原位置, 这就需要现场及时检查发现, 及时处理。在箱梁钢筋绑扎之前复核底板位置标高是否准确, 侧模板竖直度是否满足要求, 检查模板与挂篮锚固是否牢靠。箱梁浇注之前验收混凝土标准带、模板位置、箱梁几何尺寸及竖直度等。经监理方或第三方验收合格后方可同意混凝土浇筑。箱梁浇注过程中, 实时监测浇筑对挂篮及模板沉降动态。
混凝土浇筑后测得实际箱梁顶标高, 如发现与设计计算值不符, 及时调整、整平。确保顶面标高准确、平整度满足设计要求。箱梁悬浇施工进行中, 应保证两悬臂端的挂篮施工速度的平衡, 施工进度偏差应小于30%, 施工重量偏差应小于2%。箱梁施工中不得在梁体上部进行堆梁作业。测量器设备使用前做好检查及校正记录在测量过程应定期检查和校正仪器设备, 以使仪器设备达到测量精度要求。对整个过程中的数据进行分析, 进而形成挂篮施工测控技术总结报告。
7 结语
综上所述, 在大跨度预应力混凝土桥梁挂篮施工中, 开展施工监测监控工作的目的, 就是要提供箱梁立模标高, 保证桥梁结构的线形;通过施工测量, 可以及时发现各构件的受力状况和变形情况, 及时发现问题, 并且及时进行处理, 使得桥梁线型符合设计要求, 确保大桥施工安全和质量。通过对孙水河大桥在悬浇箱梁施工中的测量控制, 较为理想的控制了大桥的曲线线形, 确保了大桥的施工安全、施工质量、美观可靠和长久耐用, 并为同类型桥梁施工提供了借鉴和参考。
参考文献
[1]韦登超, 蔡广生.白鹭湖大桥连续箱梁悬浇测量控制[J].广东公路交通, 2002 (S1) :55~56.
[2]魏浩翰.特大型桥梁钢索塔施工测量关键技术研究[D].河海大学, 2005 (08) :37~38.
连续测量 篇6
歪刀涟江大桥为整体式路基桥梁, 中心里程桩号为K15+805, 起讫桩号K15+692-K15+918, 桥梁全长226米。设计上部构造采用15m+ (50+90+50) m+15m预应力砼连续钢构和普通钢筋现浇箱梁, 1 号墩、4号墩设置伸缩缝, 桥台为桥面连续;下部结构采用柱式墩、空心薄壁墩, 桥台采用桩柱式桥台, 墩台采用桩基础。
桥址区地处云贵高原南缘向桂西北山区与丘陵过度的斜坡地带, 大桥跨越涟江河, 区内地势起伏较大, 横坡较陡。
主桥结构设计, 主桥上部构造为 (50+90+50) m三跨预应力混凝土变截面连续箱梁, 两座桥的上、下行分离独立, 截面为单箱、单幅、单室, 箱梁跨中高度为2.4米, 支点处箱梁中心梁高为5.6米, 由距主墩中心5.0米处往跨中方向41.0米段按1.8次抛物线变化。主桥箱梁在中墩对应桥墩空心前后壁位置设计2个厚度各为1.0米的中横板;中跨跨中设置的跨中横隔板为0.3米, 边跨端部设置的横隔梁为1.4米, 其他部位不进行横隔板的设置。箱梁在横桥向底板保持水平, 腹板竖直, 顶板横坡设为4﹪, 通过内外侧腹板高度进行单向横坡的调整。
2 挂篮挠度的计算
挂篮制作完成后必须进行及时的检测, 检验挂篮结构是否达到设计要求及相关规范, 及时发现问题并且进行修正。施工挂篮变形的计算难以保持较高的精确性, 测量应采用挂篮荷载试验进行。挂篮的拼装工作完成之后, 再进行预加荷载试验, 加载量的计算与确定按照各梁段的重量进行。采取分层次加载的方式, 各级荷载下挂篮前端变形值在加载的过程中进行测定, 从而获取挂篮的荷载以及反映挠度关系的曲线。挂篮施工各梁段将产生的挠度可以根据曲线得出, 然后编制各梁段挂篮的弹性变形量值表, 从而在数据提供方面为悬臂施工的有效控制提供帮助。
3 施工控制的测量分析
3.1 布设控制网
控制网的布设基础是原有的施工水准网及控制网, 加密控制点于0#块箱梁中心位置, 对原有控制网起算点进行联测, 使其构成箱梁施工时的控制网, 采取高程点以及水平面兼用的方式。各主墩顶进行水平基准点以及轴线基准点的布置, 水平基准点的数量为1, 轴线基准点的数量为2, 标记显目的红色标志, 以月为单位定期进行施工控制网的联测。
3.2 细部的控制
3.2.1 0#块的施工要点
在整个主梁上部悬臂施工中, 0#块的施工十分重要, 其线型与标高对整个主梁的线型与标高会产生直接影响, 完成桥墩施工之后, 再搭建0#块支架, 在0#块底模的铺设基础上对支架进行预压, 在预压时坚持进行标高的测量, 结合所得数据进行分析, 得出支架的弹性变形值, 按照支架的弹性变形值, 对支架高度的再次调整, 且借助全站仪对0#块进行精确定位。
3.2.2 悬浇段施工
初步完成箱梁的悬浇段挂篮之后, 在箱梁施工控制网的基础上, 将全站仪架设在0#块工作基点上, 按照一定的次序将模型放入节点立模的确切位置, 明确箱梁里程的编号, 如果底板就位后偏差较为明显, 可通过改变挂篮的角度进行调整, 直到将误差减小至5毫米以内, 如此不仅提升了建模的效率, 也使侧模的竖直度符合实际要求。
4 主梁轴线、挠度以及顶面高程的测量
为使桥梁施工完成后梁体的线型与设计标准相符, 对轴线、主梁挠度以及顶面高程的测量必须要严格执行相应的操作规范。
4.1 0#块高程测点的布置
在0#块上布置高程测点, 进而有效控制顶板的设计标高, 并且也便于精确观测各现浇节段的高程。各0#块的顶板, 分别布置9个高程点, 包括2个轴线点以及1个控制点, 观测点采用特定的钢筋或常见的螺栓将其焊接在顶板钢筋的位置, 如图1所示, 注:单位为cm。
4.2 布置每个现浇节段的高程观测点
按照续刚粱桥的悬浇施工特点, 每完成某节段粱的浇筑工作, 将各悬臂施工节段作为测试断面, 考虑箱梁的变形因素, 各断面进行1个轴线点以及2个高程测点的布置, 测点采用大概32—42厘米长的短钢筋, 将钢筋端头磨圆, 将测点设置为该节段前端的10厘米处, 钢筋头应露出桥面3至5厘米, 且采用红色进行标记。
通过桥梁高程控制点以及平面控制点对桥梁局部控制点的高程与平面位置进行测定。局部控制点的作用是对各粱段挠度的后视点以及观测点进行控制, 其在施工进展到一定阶段或者重要情况下应进行相应的校准, 使局部控制点具有较高的精确度, 并且结合沉降观测中的墩身, 对标点标高变化、基础沉降以及墩柱压缩形变进行监测。有规律地对各个控制点进行检测, 避免施工过程中控制点位移情况的发生。
4.3 标高观测时间
进行施工时, 在每个现浇梁的阶段都需要对其在进行混凝土浇筑过程中预应力拉张之后的情况进行标高监测。为了能够在最大限度内排出温度带来的影响, 最好在凌晨进行桥梁的高程观测。施工控制是为了使桥梁的实际结构尽量与设计标准相符, 其离不开施工控制的监测工作。基于桥梁混凝土的悬臂的现浇阶段发生的标高误差, 工作人员应对于后续的施工环节中可能出现的误差进行科学性预测, 有效调节相关的立模标高。桥端头的预抬高量相关的调整性数值主要由以下四个部分组成:临时基础及支墩产生沉降的影响值、挂篮的非弹性变形、挂篮的弹性变形以及梁体的设计预拱度。施工过程中需要对以下内容进行观测, 包括:混凝土浇筑的前后、立模、中 (边) 跨合拢前后、最终成桥前的各项标高值以及预应力张拉前后与挂篮拆除后。根据这些观测数据, 实现有效的施工现场控制。
4.4 观测监控的方法
整个观测的过程需要得到有效保护, 主要目的为保证施工过程当中观测点的安全性。另外, 工作人员应运用标高用水准仪实现对于主梁线形的科学测量, 同时进行闭合水准测量。采用钢尺及全站仪对轴线进行测量, 桥梁前端偏位的测量采用视准法或测小角法。在主梁各个节段的施工过程中, 对三种工况的线形变化进行测量, 分别是纵横预应力张拉完成后、混凝土浇注后以及挂篮前移就位并固定三个阶段, 在这些阶段中需要观测浇注全部节段的线形, 在最大限度内避免温度对相关的梁体产生干扰。
5 立模标高的计算
以0#块水准网点作为工作的主要基点, 并接着运用水准仪对其实现有效控制。工作人员应退奥正挂篮前面的吊杆, 进而实现对底模标高的调节, 时期符合施工标准。由各架队监测组完成该项工作, 根据数据进行立模标高的严格分析, 并进行调模。
挂篮模板的标高调整为:挂篮变形、设计标高、模板变形值以及设计预拱度的总和也就是:H1=H0+f1+f1m+fm+fx+fk。
6 施工监测
进行施工时, 由于温度变化、混凝土结构形变等相关因素的干扰, 可能导致箱梁的标高和现实设计的标准之间存在较大的误差。因此, 工作人员在施工监测的过程中应切实加强对于各个阶段中线形的有效控制。具体可以为设置三个箱梁梁顶阶段的主要监测点, 将箱梁作为主要的对称轴, 分析其对称布置的实际情况, 其中节段前部分与测点之间的距离为15cm。
7 测量现场控制
测量过程必须一直坚持控制的原则, 如此简化了之前现场工作与测量的交接, 可以有效防止中间环节错误的发生。进行施工时, 如果立模发生偏移, 必须及时进行检查与处理。并且, 还应检查底板位置的标高、侧模板的竖直度、挂篮锚固与模板连接的稳固性等。进行箱梁浇注前, 需对混凝土标准带、箱梁竖直度、模板位置等进行检查, 检查合格之后才能实施浇注程序。浇注过程中, 对模板及挂篮的位置变化进行实时监测。在浇筑实际完成之后, 工作人员应该对其中实际的箱梁顶标高实现有效测量。
参考文献
[1]苗建宝.不同抗推刚度连续刚构桥施工监控方法及合龙技术研究[D].西安:长安大学, 2013.
[2]岳树东.预应力混凝土连续刚构桥施工控制[D].西安:长安大学, 2013.
连续测量 篇7
1 焦炉立火道温度全自动在线连续测温原理
具有一定温度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量, 物体的红外辐射能量的大小与它的表面温度有着十分密切的关系, 因此, 通过对物体自身辐射的红外能量的测量, 便能准确地测定它的表面温度, 这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
物体向周围空间辐射红外的强度分布为:
式中:C———光速
h———普朗克常数
k———玻尔滋曼常数
T———绝对温度
λ———光波波长
ε———黑度系数 (发射率)
所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外, 还与构成物体的材料种类、表面状态和环境条件等因素有关, 通常用发射率来描述这一特征。发射率表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度, 其值在零和小于1的数值之间。根据辐射定律, 只要知道了材料的发射率, 就知道了任何物体的红外辐射特性。
2 立火道测温系统的构成
全自动在线连续测量系统由三部分构成:光学镜头、光纤和光电转换装置。
2.1 光学镜头
主要材料是光学石英玻璃和不锈钢, 本身耐高温, 不怕高温烘烤。光学镜头安装在看火孔小炉盖上, 通过目测瞄准对准鼻梁砖表面, 因镜头直接对着立火道, 为防止立火道的烟尘污染、模糊光学玻璃, 影响光的通过, 在光学镜头前设置了防尘装置。光学镜头前安装一个导风口 (单向通风) , 向导风口通一定量的清洁空气或氮气, 形成对立火道的微正压, 阻止烟尘进入到光学镜头上。光学镜头的安装示意图及安装后的效果如图2、图3所示。
2.2 光纤
光纤是把光学镜头收集的光信号传送给仪表。光纤为高纯度石英, 化学成分为Si O2, 物理化学性质非常好, 它耐腐蚀, 熔点非常高。我们采用的是双石英红外传导光纤, 光纤的芯皮直径比为1.1, 光纤的芯线径为0.4μm, 耐温可达350℃, 另外光纤外面还有防护材料和金属软管。把光纤沿铁轨布置, 不影响炉顶操作, 光纤安放在5#槽钢中, 在槽钢内铺设保温材料, 可防止火焰直接烧烤。
光学镜头和光纤的总高度低于80 mm。
2.3 光电转换 (仪表)
把光信号转化成温度信号, 它工作的温度范围在0~60℃, 该单元一般采用双层外壳, 中间通压缩空气进行风冷却, 放置在炉间台位置即可满足要求。
3 建立火道温度相关模型[2]
由于工艺和成本的原因, 全自动测温系统的测量点只能安装在靠近铁轨的若干个代表火道上, 通过半年多三班测温记录的历史数据, 反复抽样、回归分析, 消除人为的误差, 找出最具代表性的测温点;在测温点安装自动测温系统后, 再根据同一时刻取样三班测温数据与全自动测温数据进行比较、统计分析、显著性检验等方法, 消除人为误差和其它随机性误差, 然后再进行回归分析, 建立全自动测温代表火道温度与全炉平均温度的关系模型, 并且随着数据的更新, 模型不断逼近真值。
焦炉立火道温度控制系统是典型的大惯性、非线性、特性参数时变的系统, 并且在生产过程中, 还经常受到诸如延时推焦、变更结焦时间、装炉煤水分波动等因素的干扰, 故采用常规的PID控制难以保证炉温的稳定。根据生产要求, 炉温的波动应在标准温度±7℃范围内, 但实际生产中, 在受到较大干扰下, 炉温的波动往往超出±7℃的范围, 针对焦炉这一特点, 采用模糊控制算法较为合适, 但普通的模糊算法亦有它的不足之处, 若模糊输入/出量的量化等级分得过细, 则模糊控制规则变得很复杂, 分得过粗, 难以满足控制精度的要求。用多模式模糊控制可较好地解决这一矛盾。为了便于控制规则的在线调整, 采用解析式表述的控制规则是非常适合的。
<·>为取整运算, 式中α为调整因子, 通过调整α的大小可以调整模糊控制规则, 亦即改变E、EC在控制输出中的权重。当偏差较大时, 控制系统的主要任务是尽快消除偏差, 此时偏差E的权重应大一些, 而当偏差较小时, 控制系统的主要任务是使系统尽快稳定下来, 这时偏差的变化EC的权重应大一些[3]。
4 立火道温度的检测
4.1 系统的测试
我们聘请安徽省计量科学研究院对立火道温度在线连续测量系统进行测试。测试设备为黑体炉, 检测温度范围是950~1 450℃, 检验结果是合格的。检测数据如表1。
4.2 立火道温度的自动测量
我们在焦炉的代表点处安装20了个测温点, 用来对比人工测量数据, 测量温度趋势曲线如图4、图5所示。
4.3 立火道温度自动测温与人工测温对比
(1) 测试地点:2#、3#交换机控制室。
(2) 检测内容:立火道温度与人工测温的一致性。
(3) 数据取样:连续采集人工测温数据和相同时刻的自动测温数据 (随机选取64个数据) 。
(4) 相关性分析:
误差≤5℃, 87%;
5℃<误差≤7℃, 10%;
误差>7℃, 3%。
(5) 测试结论:人工测温与自动测温高度相关 (或一致) 。从图6可以明显看出, 人工测温与自动测温高度相关 (或一致) , 所以可以用自动测温的数据进行自动加热控制。
5 结语
焦炉立火道温度的在线连续测量系统, 通过红外双石英光纤把光学系统和仪表系统分离开来, 把光学系统收集的光强度信号 (即温度信号) 传递到仪表系统中, 把耐高温的光学系统安装在小炉盖上, 而把不耐高温的仪表系统放置在常温环境下 (如焦炉的端台) , 从而实现了立火道温度的在线连续直接测量, 既降低了人工测温的误差, 又降低了工人的劳动强度, 为焦炉实现全面的热工自动控制提供新的途径。
摘要：介绍了焦炉立火道自动在线连续测温的原理, 详细阐述了由光学镜头、光纤和光电转换装置三部分组成的自动测温系统, 根据自动测温的数据并参考人工测量的历史数据建立数学模型, 同时把自动测量的数据输送到立火道温度控制系统和焦炉热工控制系统进行调节控制, 稳定了焦炉的热工操作, 经专业机构对自动测温系统的测试, 结果自动测温与人工测温是高度相关的。
关键词：立火道,自动测温,光学镜头,光纤,热工控制
参考文献
[1]郑明东, 宁方青.焦炉立火道温度控制研究[J].大连理工大学学报, 2001 (4) :442-445.
[2]郭军, 宁方青.焦炉立火道温度变化规律的探讨[J].燃料与化工, 2012, 43 (4) :19-21.
连续测量 篇8
我国是以煤炭为主要一次能源的国家, 煤电比重比较大, 煤电在发电中的主导地位在短时间内难以改变, 环保问题突出。环境保护作为持续发展的重要工作已经引起政府和有关部门的高度关注。广东省作为节能减排试点省份之一, 根据国务院文《节能发电调度办法》和国家发改委、国家环保总局文《燃煤发电机组脱硫电价及脱硫设施管理办法》, 火力发电厂必须安装并实时运行烟气在线监测装置, 并与省级电力调度机构联网;省级电网企业负责实时监测燃煤机组脱硫设施运行情况, 监测脱硫设施投运率和脱硫效率。
1 韶关电厂#10、#11机组烟气连续排放监测系统概况
韶关发电厂#10、#11机组采用南京分析仪器厂生产的XGF-404X型烟气连续排放分析系统, 对烟气中SO2、NO、CO、O2、烟尘、烟气流量及压力、温度、湿度等烟气参数进行监测, 其原理见图1。
用于测量SO2、NO、CO、O2浓度的分析仪表是德国SIEMEMS (西门子) 公司生产的ULTRAMAT23多组份红外气体分析仪, 该仪表具有测量范围大 (0～7142mg/m3) 、精度高等特点。
2 系统使用中存在的问题
(1) 取样器、取样管常堵塞:取样管为聚四氟乙烯管, 使用时间长易产生老化、硬化现象, 取样管经常积灰、积水引起管道堵塞, 取样器的管道和微孔陶瓷过滤器也易堵塞。
(2) 因用于吹扫的压缩空气带水、油和其它杂质, 水和烟气中的二氧化硫反应, 会产生严重的酸腐蚀, 故取消了取样管和取样器的自动吹扫功能, 这使得取样器、取样管堵塞更加严重。
(3) 除湿器一次冷凝经常结冰, 烟气无法通过, 导致分析仪表因无流量而失灵。
(4) 测量烟气流量的表计为阿牛巴流量计, 传感器 (测杆) 经常堵塞, 用压缩空气常无法吹通, 拆下才可检修;而重新安装需进入烟道, 需停脱硫才行, 如是共用烟道, 要两台机组全停, 这显然是不现实的。
(5) 烟尘 (浊度) 监测仪使用的是德国Durag生产的D-R290型和-R216型, 采用双光束光测量方法, 对于宽6米的烟道对焦很不方便, 而且其测量光是普通光, 穿透性差, 常无法测量。
(6) 温湿度仪用的是德国Testo生产的hygrotest 650, 由于南分在安装中传感器 (探头) 有的安装太深, 探头会被烟气吹断而无法测量;有的安装太浅则会使测量点烟气的温湿度无代表性, 测量不准。
(7) 测量SO2、NO、CO、O2浓度的多组份分析仪为进口仪器, 如出现故障维修时间长, 从而影响脱硫设施的正常运行, 会导致脱硫信息无法及时送中调及环保局。
(8) ULTRAMAT23多组份红外气体分析仪零点漂移大。零点误差最大相差60mg/m3, 这对脱硫后的烟气浓度测量影响很大。
3 制定并实施的对策
通过调研发现, 除我厂外, 其它电厂也存在同样的问题。针对上述问题, 我们制定和实施了如下对策:
3.1 解决取样器、取样管堵塞问题的对策
(1) 加装SJK-800-Ⅲ气源动态净化装置, 该装置除水效率达95%以上, 且基本上免维护;同时更换吹扫用的国产电磁阀, 采用日本SMC原装进口电磁阀, 消除了电磁阀关闭不严、测量时烟气漏入空气使测量不准的现象。经过改造后, 取样器、取样管堵塞的次数大大减少。
(2) 各加装一套电伴热自动控温式取样管作为备用, 使取样管堵塞时可切换另外一条取样管运行。
(3) 针对取样器管道和微孔陶瓷过滤器堵塞, 采取以下措施:由于疏通取样器的管道及更换微孔陶瓷过滤器时间较短, 在此期间由分析仪输出强制电流信号到DCS, 输出的电流值保持分析仪有采样气时SO2、NO、CO、O2浓度的测量值, 更换好微孔陶瓷过滤器, 马上解除强制信号, 恢复正常测量。
(4) 针对除湿器一次冷凝经常结冰, 采取以下措施:跳过除湿器一次冷凝, 烟气直接经过除湿器二次冷凝, 以确保不会影响分析仪正常测量, 然后用水和压缩空气吹洗除湿器一次冷凝管, 清通后恢复除湿器一次冷凝。
3.2 解决烟气流量表计测杆堵塞的对策
采用德国HONTZCH公司生产的StrongBar旋涡流量计对#10机和#11机烟气流量进行测量。StrongBar烟道气体流量计是一种新型超声波流量计, 它在测量精度、重复性、可靠性、结构强度、耐压、耐温和防腐蚀等方面都有一个崭新的提高, 是替代各种测量烟气流量计的理想装置。尤其适用于各种粉尘浓度较大、腐蚀性较强、工况较复杂的烟气测量, 可有效防止各类巴类 (阿牛巴、威力巴等) 流量计出现的堵塞现象。
StrongBar烟道气体流量计无可移动部件, 安装维护方便, 不受机组和脱硫是否停运限制。
3.3 采用STEP＿DUST型烟尘浓度监测仪进行监测
采用STEP_DUST型烟尘浓度监测仪更换原D-R290型和D-R216型监测仪对#10机和#11机烟尘 (浊度) 进行监测, STEP_DUST型烟尘浓度监测仪具有下述特点: (1) 运用激光背散射原理, 穿透性强; (2) 单端安装无需光路对中, 安装维护相当方便。 (3) 系统配置一个校准器, 用于进行零点及跨度的校准, 相当方便。
3.4 对多组份气体分析仪可能出现故障采取的对策
备用2台ULTRAMAT23多组份红外气体分析仪, 脱硫前和脱硫后各1台。一旦红外气体分析仪出现故障, 立即启用备用红外气体分析仪, 以避免维修时间过长影响烟气监测。
3.5 解决气体分析仪零点漂移大的对策
对UL23多组份红外气体分析仪每周零点漂移大的问题, 我们采取了下对策:每天通空气校对分析仪的零点, 消除分析仪零点漂移, 提高测量准确度。
4 结束语
经过改造后, 烟气中SO2、NO、CO、O2、烟尘、烟气流量及压力、温度、湿度等烟气参数的监测准确性大大提高, 故障时间大大减少, 提高了烟气连续排放监测系统的准确性和脱硫效率。