电气工程图解析与阅读技巧

工业锅炉房自动化仪表及自动装置通常称为热工仪表，主要包括温度、压力、流量、水位的测量及汽包水位自动调节、与电动机联锁、各类仪表接线等。此外，还有除氧给水系统的仪表及电缆清册等。工业锅炉房的仪表装置很复杂，也是一个难点，它与电动机的联锁构成了锅炉房内复杂的控制系统。

（一）锅炉房热工测量控制系统图和锅炉房热工仪表导管电缆连接图

热工测量控制系统和导管电缆连接图是热工测量中最重要的图样，它给出了测量参数、仪表型式、安装位置、控制方式、管线缆型号规格、调节方式、工艺流程等重要数据。

1.图5-27是锅炉房常用仪表及自动装置的图例。由图可以看出，一般仪表均用一个圆表示，其中在盘上安装的仪表均用表示，而在现场安装的仪表只用一个○表示，并且用英文字母来表示仪表的用途，如，E表示电压或电源或元件、T表示温度（有时表示变送器）、P表示压力、F表示流量、L表示液（物）位、R表示记录、Q表示积算、A表示报警、S表示开关或按钮、I表示指示、C表示调节、H表示高、L表示低、M表示电动等。一般用这些字母的组合表示仪表或装置的功能，详见第二章第二节。

2.图5-28是锅炉正面的热工测量控制系统图，图5-29是锅炉平面的热工测量控制系统图，图5-30是锅炉热工仪表导管电缆连接图。由图可以知道以下内容：

图5-25 三速炉排电动机起动变速控制原理图

图5-26 三速炉排电动机起动变速的操作回路

表5-5 触点串联或并联使用的功能作用

表5-6 图5-26中元件设备表

图5-27 工业锅炉房常用仪表及自动装置图例

图5-28 某工业锅炉正面热工测量控制系统图（正面）

（1）温度的测量有四个点

1）主蒸汽温度的测量，测量元件为热电偶，热电偶编号TE-902-1，用补偿导线接至冷端补偿器WPRB上，然后用控制电缆KVV将信号引至锅炉控制盘（简称控制盘）上的即带高信号报警的温度指示仪表上（动圈指示仪）。其中，WPRB的～220V电源由控制电缆引入（A63、N63），WPRB和热电偶为就地现场安装，热电偶的安装位置于主蒸汽管道出口后的水平直管段上，见图5-29中的A点。

图5-29 某工业锅炉平面热工测量系统图（平面）

2）给水温度的测量，测量元件为热电阻，编号TE-901-1，用塑铜线接至接线盒WPX-12上，然后用控制电缆将信号引至控制盘上的即温度指示表上，这个仪表是用切换开关控制度的，切换开关为。热电阻和接线盒就地安装，其中热电阻安装位置于给水进口孔板之后的直管段上，见图5-29中的B点。

3）烟道尾部烟气温度的测量，测量元件为热电阻，编号TE-901-2，其他与2）中给水温度的测量相同，并与其共用一个切换开关，共用一只温度指示仪表，安装位置为烟道尾部，见图5-29中的C点。

4）空气预热出口风道空气温度的测量，测量元件热电阻，编号TE-901-3，其他与3）中烟气温度测量相同，安装位置见图5-29中的D点。

（2）流量的测量有两个点

1）主蒸汽管道中蒸汽流量的测量，测量元件为孔板，用导压管与冷凝器连接，经阀门组用导压管引至流量变送器，流量变送器现场就地安装，变送器输出的电信号用BVV铜塑线接至接线盒WPX-12，然而用控制电缆引至控制盘上的记录仪上并引至调节器。其中导压管为10^#钢φ14无缝管。为了保证测量的精度，变送器放置于保温箱中，保温箱由供电箱供电。变送器的电源是由控制盘经控制电缆得到的，见WPX-12中的FR901A63和FR901 N63，电压220V，FR902-B1和FR902-B2为变送器输出的信号线。孔板的安装位置应于水平直管段上，见图5-29中的E点。

2）给水管道中给水流量的测量，测量元件为孔板，其他与D中蒸汽流量测量相同，变送器共用一个保温箱，孔板安装位置于给水进口水平直管段上，见图5-29中的F点。

（3）汽包水位的测量只有一点，直接将水位信号（差压）用导压管经平衡容器和阀门组引至液位变送器，变送器与流量变送器供同一个保温箱，其他基本同流量变送器。变送器的输出信号用电缆引至控制盘上的有高低信号报警的液位记录仪上并引至调节器上。汽包水位信号、给水流量信号和蒸汽流量信号引至调节器后构成了三冲量水位自动调节系统，这是工业锅炉一个重要的调节方式。安装位置见图5-29汽包两端，另一端的变送器的设置是为了现场观察水位的，直接用导压管引至现场的低读水位表。

（4）压力的测量有三个部分，这就是给水压力、汽包蒸汽压力和主蒸汽管道压力。压力的测量均用导压管经阀和环形管引至控制盘上的压力指示仪表，其中主蒸汽管道的压力为带高位信号的压力表，取压点位于主蒸汽管道温度测量点A和流量测量点E之间，见图5-29的G点。给水压力测量的取压点位于给水管道电动调整门的前端（进水端），是图5-29中的H点，同时其后端（出水端）安装就地压力表。而汽包的蒸汽压力取压点设在汽包的中部，同时设置了两块就地测量压力的仪表和，见图5-29中的汽包。此外，在过热器出口集气联箱上设就地压力表一块，在省煤器上设就地压力表一块，见图5-29中的Z、M点。

（5）二次风压的测量共有六个点，均为用导压管直接引至控制盘上的压力表上，其中取压点见图5-28中的A、B、C、D、E、F点。

（6）炉排一次风压的测量点共有四个点，用导压管直接引至控制盘上的压力表上，取压点见图5-28中的G、H、L、M点。

（7）负压的测量共有两个点

1）除尘器前烟道负压的测量，用导压管直接引至控制盘上的压力表上，取压点见图5-29中的N点。

2）炉堂负压的测量，用导压管直接引至控制盘上的压力表上，取压点见图5-28中的N点。

图5-30 某工业锅炉热工仪表导管电缆连接图

（8）风压的测量共有三个点，均由导压管直接引至控制盘上的压力表上，其中空气预热器入口风压取样点见图5-29的送风机出口，空气预热器出口风压取样点见图5-29中的D点，二次风机出口风压取样点见图5-28中的P点。

图5-30 某工业锅炉热工仪表导管电缆连接图（续）

（9）蒸汽流量、给水流量、汽包水位三个参量经一个调节器进行自动调节，随时根据蒸汽流量的大小和汽包水位的高低自动调节给水的流量，给水总阀门为电动调整门并受调节器的控制。

（10）送风机设有联锁的转换开关，手动操作并设电流表和信号灯监视，见图5-29送风机的标注，这个功能在实际中是由三个元件完成的，即转换开关、电流表和指示灯。送风机入口的挡板设电动调整挡板，设按钮操作，电流表监视，见图5-29送风机的标注。

（11）引风机控制的设置与送风机相同，见图5-29中的标注和。

（12）二次风机控制的设置有联锁的转换开关，手动操作并设电流表和信号灯监视，见图5-28二次风机的标注，二次风机不设电动挡板。

（13）炉排控制的设置有联锁的按钮开关和信号灯监视，手动操作换速。

（14）给煤机控制的设置有联锁的转换开关，手动操作并设信号灯监视，见图5-28给煤机的标注，同时给煤机速度的控制由控制器完成，见图5-28中的标注，由手动控制。

（15）抛煤机由两台电动机拖动，分别设置有联锁的转换开关控制并设有信号灯监视，手动控制，见图5-28中的标注和。

图5-30即为某工业锅炉热工仪表导管电缆连接图。

（二）锅炉控制盘正面元件布置图

图5-31是锅炉房热工仪表控制盘正面元件布置及柜体尺寸图。它给出了仪表及元件的规格型号及其控制单元的组合情况，读者可根据图5-31和表5-7分析上述内容，同时由图可知以下内容。

1.主蒸汽管道的温度测量信号经控制电缆KVV-5×1.5由冷端补偿器接至控制盘上主蒸汽温度仪表XCT-121上，该表是动圈调节指示仪，可高位报警，测量范围0～400℃，分度号EA-2，与热电偶配套。

2.给水管道给水温度测量信号、尾部烟道烟气温度信号、空气预热出口风道空气温度信号同时经控制电缆KVV-7×1.5由1#接线盒接至控制盘上TS-901切换开关上，型号FK-6，而后再接至温度仪表XCZ-102上，该表是动圈指示仪，测量范围0～300℃，分度号BA2，与热电阻配套。

3.主管蒸汽道蒸汽流量、给水管道给流量和汽包水位的测量信号经控制电缆KVV29-14×1.5由2#接线盒引至控制盘上分别接至盘上的小型长图平衡记录仪XWD-200、XWD-102和汽包水位调节器DTL-231上，进行流量的记录、水位的记录和三冲量的比例积分调节（三冲量指蒸汽流量、给水流量和汽包水位）。其中XWD-200是双笔记录仪，可同时记录两个参数，信号0～20mA，流量0～25t/h；XWD-102为单笔，信号0～10mA，记录汽包水位并设有高低水位报警。DTL-231为比例积分调节器，信号0～10mA，可进行四个参数的调节，同时设DFD-05操作器一只。

4.给水压力、汽包蒸汽压力和主管道蒸汽压力由取样点经导压管分别直接引至盘上的压力表Y-150ZT0～4MPa、Y-150ZT0～2.5MPa和YX-1500～2.5MPa上，其中Y-150ZT为普通弹簧管压力表，而YX-150为电接点压力表，设有高位报警功能。

5.风压和负压的测量信号均由取样点经导压管分别直接接至盘上的集装式压力指示仪表上，其中二次风按左右用两块表、炉排一次风用一块表、空气出口风压和烟气负压共用一块表。集装式压力指示仪表型号YEM-101，是几块压力表装设在一起的压力测量装置，其规格见表5-7。

6.炉膛负压的测量由取样点经导压管直接引至盘上的YEJ-101膜盒式压力表上，规格-3～+3kPa。

7.送风机电动机的控制由16T2-A、信号灯XD₅和转换开关LW5-15、B4815/5组成，电动调整挡板的控制由按钮LA18-22和电流表46C₂-A组成，其中电流表46C₂-A是0～10mA，用0～100%来表示挡板的开度。

图5-31 锅炉控制盘正面元件布置及柜体尺寸图

a）正视图 b）侧视图 c）光字牌内容一览表 d）切换开关次序表

表5-7 图5-31设备元件表（仅供参考）

（续）

8.引风机电动机及其电动挡板与送风机相同，其中电流表16T2-A为主机电流，需配互感器。

9.二次风机电动机的控制与送风机相同。

10.炉排电动机的控制由按钮LA18-22和信号灯XD₅组成。

11.给煤机电动的控制由转换开关LW5-15、B4815/5、信号灯及控制器DK-2组成，其中DK-2控制其转速，是与电磁调速电动机配套的。

12.抛煤电动机的控制由转换开关LW5-15、B4815/5和信号灯组成。

13.控制盘设热工信号，由闪光信号报警器XXS-02完成，当主蒸汽压力或温度过高、汽包水位过高或过低、电源消失均闪光报警，并由热工信号按钮试验，由事故信号按钮解除。

14.控制盘设盘上照明，220V100W荧光灯。(www.xing528.com)

15.有关控制盘及其元件的接线见下述内容。

16.控制盘设总联锁转换开关LW5-P1587/5，这是与图5-24是对应的。

综上所述，在系统图中标注的一些复杂的控制及测量回路，有时不是由一个元件完成的，而是由几个元件的组合来完成，但各个元件的功能应符合控制回路的要求，如则由HI和HLSS来完成。这是自动化仪表中常用的方法。

（三）仪表及控制元件的接线图

锅炉控制盘上的诸多仪表除了各类压力仪表外大多为电动仪表，这类仪表必须按照接线图进行接线（包括电源的接线），才能正常工作，才能实现其显示、记录、调节、报警的功能。因此，接线图是自动化仪表的重要图样。这些图与前述的二次回路有着错综复杂的联系，并与其构成了复杂的控制系统。另外，接线图还包括控制盘本身的一些接线。

1.汽包水位自动调节接线图。汽包水位的调节是锅炉运行时最重要的一项技术措施，它的目的和作用是保证运行的锅炉汽包水位永远保持在安全的允许范围之内。它的工作原理见图5-32，表5-8是主要设备表。由框图可以看出，蒸汽流量、汽包水位、给水流量经变送器T变成0～10mA的电信号后送入比例积分调节器，经比例积分运算后将0～10mA的电信号送给伺服放大器和操作器，这个信号经放大器放大后，送给操作器，如果操作器在“自动”位置，电动执行器则按这个信号动作，加大或减小阀门的开度；如果在“手动”位置，执行器则由操作器的控制开关操作。这个过程中，执行器要把动作情况反馈给操作器和放大器，同时操作器也将把信号反馈给调节器，见图5-32的反馈信号线fX1和fX2。

图5-33是汽包水位三冲量自动调节的原理接线图，图中将记录仪也画在一起，这是一种常用的接线方法。如果把开方器和记录仪取掉，得到的框图则和图5-32相同。图中的“+”和“-”表示信号的极性；“”表示接地端子；“～220V”表示交流电源，其附近的 0 则表示工作零线端子；“”则表示并接的电阻。这里介绍了另外一种三冲量调节原理图，见图5-33b，读者可与图5-33a和图5-32进行比较，这是一种标准的图样。

图5-32 汽包水位三冲量自动调节框图

表5-8 汽包水位调节设备表

图5-34是控制盘内的接线图。该图不包括记录仪和开方器的接线，图中CA、CN、KA、KN是交流220V电源，N为工作零线，C-1～C-6信号线的引入是由FR901给水流量记录仪、FR902蒸汽流量记录仪和LRA901汽包水位记录仪引来的。把图5-33中开方器和记录仪的接线短接后所得到图便是图5-34。图中线束中的、表示线束导线的根数。

2.记录仪接线图。该锅炉房蒸汽流量和给水流量是由XWD-200双笔记录仪记录的，接线图见图5-35，图中1B1和1B3、2B1和2B3并联的电阻R₀为调整电阻，至调节器就是指接到调节器相应的端子上。

汽包水位是由XWD-102单笔记录仪记录的，接线图见图5-36。其中端子板上的9～11（G、D、Z）端子是引至热工信号的报警信号，上限高位和下限低位均报警，其他同图5-35。两台记录仪由现场到盘上的连接是用电缆完成的，电缆详见电缆清册。

3.动圈温度仪表的接线。该锅炉房蒸汽温度的测量是由传感元件热电偶和动圈调节仪表完成的，其接线图见图5-37。图中有上、下限报警功能，并由8^#、9^#端子引至热工报警信号。而给水温度、排烟温度、风温三个温度量则由三只热电阻和一只动圈表完成，接线图见图5-38。该图是六只热电阻共用一块动圈温度表测量六个点的接线图，用FK-6型切换开关单点显示，本锅炉只用三只热电阻。其中，XCZ-102动圈温度表画了两只，这是因为各地厂商制造时表的端子编号不一致而画的，A端子为相线，N端子为工作零线，O端子为接地线，零位电阻和调整电阻是动圈表单独设置的。

4.电动执行机构控制接线图。电动执行机构控制风机电动调整挡板（门）的开闭程度并用0～10mA和0～100%双刻度盘的直流电流表显示其开闭程度（位置指示）。图5-39是电动执行机构的原理接线图，图5-40是控制盘上控制显示电动执行机构的接线图，表5-9是设备元件表。

图5-33 汽包水位三冲量自动调节原理接线图

图5-33 汽包水位三冲量自动调节原理接线图（续）

图5-34 控制盘内汽包水位调节接线图

由图5-39可知，执行机构本身设行程开关两只STON（开）和STOF（关）控制开度的极限，并有直流电流输出以显示其开度的大小，可用直流电流表显示。按钮SBON动作时电动机正转，开度增大，到极限位置行程开关动作，电动机停转，按钮SBOF动作时与上述相反。

图5-40中，A为相线，N为工作零线，盘上与现场用6芯电缆连接。这根电缆详见电缆清册。

5.给煤机电磁调速异步电动机控制器的接线图。给煤机是用可无级调速的电磁调速异步电动机拖动的，该电动机的控制分两部分，一部分是将三相交流电送入定子，这与一般异步电动机相同；另一部分是与异步电动机同轴的离合器电磁线圈供电的晶闸管直流调速装置，这就是电磁调速控制器，其接线图见图5-41。AN为交流220V电源，O为接地端子，DK-11、DK-13为直流输出给电磁线圈，DK-6、DK-7、DK-8为与异步电动机同轴的测速发电机（三相）的三根相线。

6.锅炉机组总联锁及引风、送风机电动机控制接线图。从图5-22和图5-24可知引风机电动机是用转换开关SA控制的，与其他机组是用联锁开关SLA联锁的，SA和SLA均安装在控制盘上，其接线图见图5-42。这里的SA引和SLA与图5-22、图5-24是一致的，所有标注的端子号及元件也是一致的，读者可一一对照。

图5-35 XWD-200双笔记录仪接线图

图5-36 XWD-102单笔记录仪接线图（上下限报警）

由图可知，B412和N411是由厂用配电装置的保护及测量表计引来的，电压220V是供电动机控制回路的电源，至邻近端子排是指事故音响的小母线电源1WFS和2WFS，和端子是联锁端子。SLA的接线与图5-24标注完全相同。因为送风机电动机与引风机电动机的二次回路相同，我们在前面省略了送风机电动机的二次回路，因此，图5-42中的SA送接线可参照图5-22分析。

7.二次风机电动机控制接线图见图5-43，可用6中的方法分析，该图与图5-23是一致的。同样抛煤机和给煤机及给水泵电动机的控制接线图与之基本相同，因此也没有列出，主要区别是未装电流表。

8.三速炉排电动机控制接线图见图5-44。该图与图5-26是一致的，分析方法同前。

9.锅炉热工信号接线图见图5-45。图中闪光信号报警器HLA-912是显示锅炉运行中压力、温度、水位极限位置的装置，当出现极限位置时，报警器信号灯闪光且盘上电铃响动报警，其中主蒸汽压力高的信号来自控制盘上的高位信号压力表YX-150，主蒸汽温度信号来自盘上动圈温度表XCT-121，汽包水位信号来自盘汽包水位记录仪XWD-102，在前述中我们已提到了这点，其中两只按钮为试验按钮和消除按钮。

10.锅炉事故信号回路及其安装接线图 锅炉设置事故信号回路见图5-46，其安装接线图见图5-47。信号回路将在变配电装置一章中讲述，读者可用上述方法分析图5-47，进一步了解接线图与原理图的关系。

图5-37 热电偶与动圈调节仪XCT-121的接线图

图5-38 一只动圈表XCZ-102测量多点温度时的接线图（六点）

图5-39 ZKJ电动执行机构原理接线图

表5-9 图5-40设备元件表

图5-40 控制盘控制显示及执行机构接线图

图5-41 DK-2型电磁调速控制器接线图

图5-42 锅炉机组总联锁及引风、送风机电动机控制接线图

图5-43 二次风机电动机控制接线图

图5-44 三速炉排电动机控制接线图

图5-45 锅炉热工信号接线图

图5-46 锅炉事故信号回路

（四）锅炉房热工仪表及电缆主通道布置图的识读

热工仪表与电气设备一样用电缆布置图来表达其安装位置及电缆、导压管的布置，有关一次元件已在图5-28和图5-29中作了介绍，其他设备及电缆、导压管及其桥架则用图5-48来表达。图中标明了伺服放大器、供电箱、锅炉控制盘、接线盒、保温箱、给水阀执行器、送风挡板和引风挡板执行器、冷端补偿器及给煤机电磁调速器的安装位置及标高，同时给出双层桥架的安装位置和标高，注明了上层为导压管，下层为电缆。该图除与图5-28和图5-29有联系外，还应与图5-13、图5-14同时阅读，便能掌握更多的东西。

图5-47 锅炉事故信号回路接线图

（五）电缆清册

热工仪表与电气设备一样用电缆清册来表达电缆的根数、型号、规格、起始位置，见表5-10。

表5-10 锅炉房热工仪表电缆清册（局部）

图5-48 锅炉房热工仪表及电缆主通道布置图（局部）

（六）锅炉房除氧给水系统图样的识读

工业锅炉房都设置了除氧给水系统，有时也称做水处理系统，在工程概况中已列出了除氧给水系统的图样目录，这些图样与锅炉热工仪表的图样是对应一致的，只是测量的参数不同，管线不同，接线方法不同。限于篇幅的关系，这里不再一一列出讲述。读者可按前述方法和工程提供的图样进行分析，只要掌握了前述内容则是轻而易举之事。