熱工儀表故障及解決策略

衛(wèi)文娟

（晉能控股山西電力股份有限公司侯馬熱電分公司，山西 侯馬 043000）

1 電廠熱工儀表的重要性

熱工儀表是能夠?qū)υO(shè)備運行參數(shù)（溫度、壓力、流量等）進(jìn)行檢測的儀表，通常包含了傳感器、變送器以及顯示器3 個組成部分，傳感器為感受件，能夠依照一定的規(guī)律，將被測量的某種參數(shù)或者性能轉(zhuǎn)化為能夠被儀表檢測到的物理量，變送器為連接件或者中間件，可以將傳感器輸出的信息傳遞給顯示器，顯示器為顯示件，可以將相關(guān)參數(shù)在數(shù)量上的變化顯示出來。

熱工儀表在電廠運行中發(fā)揮著非常重要的作用，電廠在電力生產(chǎn)中，對于發(fā)電機(jī)組參數(shù)的設(shè)置有著嚴(yán)格要求，需要充分考慮穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，將設(shè)備和材料的數(shù)量控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，如果運行的壓力或者溫度超出了材料能夠承受的最大值，則可能引發(fā)相應(yīng)的安全事故[1]。以汽輪機(jī)的運行為例，其最為核心的運行參數(shù)之一時汽包水位，想要保障汽輪機(jī)的穩(wěn)定可靠運轉(zhuǎn)，必須將汽包水位維持在合理可控的范圍內(nèi)，如果汽包水位高出了標(biāo)準(zhǔn)限值，則會在一定程度上影響分離環(huán)節(jié)的效果，造成蒸汽鹽度和濕度的增大，引發(fā)蒸汽水質(zhì)惡化的問題。而鹽度的增大還會在熱管上形成鹽垢，腐蝕管道的同時，造成汽輪機(jī)進(jìn)水等事故；如果汽包水位偏低，汽水的自然循環(huán)容易造成管道破裂的情況，影響機(jī)組的正常運轉(zhuǎn)。而對于汽包水位等相關(guān)參數(shù)的測量，主要是依靠熱工儀表實現(xiàn)的，基于此，工作人員必須認(rèn)識到熱工儀表在電廠生產(chǎn)中的重要性，切實做好熱工儀表的檢修維護(hù)工作。

2 電廠熱工儀表故障

電廠熱工儀表大致有壓力測量儀表、溫度測量儀表和流量測量儀表等，不同熱工儀表在運行中會產(chǎn)生不同的故障，故障的原因也會有所不同，需要技術(shù)人員的重視。

2.1 壓力測量儀表

壓力測量儀表在實際應(yīng)用中，最為常見的故障，就是在運作中數(shù)值固定不變，又或者測量數(shù)值和實際數(shù)據(jù)存在偏差。

導(dǎo)致故障的原因有很多。環(huán)境溫度的影響。一般情況下，在電廠中使用的壓力測量儀表，使用溫度在-40～60 ℃之間[2]，如果介質(zhì)的溫度超過了60 ℃，壓力測量儀表就無法實現(xiàn)對于壓力的準(zhǔn)確測量，例如，汽輪機(jī)下方抽汽管道密集區(qū)域的溫度偏高，會導(dǎo)致壓力測量結(jié)果不準(zhǔn)確的情況。從提高儀表測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的角度，在操作壓力測量儀表時，應(yīng)該將其放在溫度適宜且相對穩(wěn)定的環(huán)境中。

導(dǎo)壓管施工引發(fā)的故障。在針對導(dǎo)壓管進(jìn)行安裝施工時，如果導(dǎo)壓管的長度超出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，則會造成壓力測量儀表反映遲鈍的情況，影響了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。對此，在安裝導(dǎo)壓管時，須要做好導(dǎo)管長度的嚴(yán)格把控，在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，盡量縮短管道的長路，也可以依照一定的坡度來進(jìn)行導(dǎo)壓管的安裝施工，保證壓力測量結(jié)果準(zhǔn)確性的同時，為后續(xù)的排污和放氣提供便利。

不合理校驗和維護(hù)引發(fā)的故障。工作人員在針對壓力測量儀表進(jìn)行校驗以及維護(hù)的過程中，如果沒有能夠嚴(yán)格依照規(guī)范化的流程進(jìn)行操作，同樣可能引發(fā)故障，如儀表跳躍轉(zhuǎn)動有著變化過于劇烈等情況[3]。

2.2 溫度測量儀表

溫度測量儀表在實際運行中，最為常見的故障同樣是測量數(shù)據(jù)存在誤差，對故障的原因進(jìn)行分析，主要體現(xiàn)在3 個方面：一是測量的位置選擇不夠準(zhǔn)確。其原因有很多，最主要的原因：（1）取源點和測量介質(zhì)的溫度缺乏一致性，舉例說明，在對爐膛的溫度進(jìn)行測量時，若將測量點選擇在煙氣流動不暢、有渦流存在的邊角位置，則測量得到的溫度并不能代表爐膛內(nèi)的實際溫度；（2）插入的深度不足，這樣測量得到的溫度相比較實際溫度要低不少，舉例說明，在針對爐膛壁的溫度以及汽輪機(jī)氣缸的溫度進(jìn)行測量時，沒有將熱電偶插入到足夠深的位置，導(dǎo)致其與測量位置沒有緊密接觸，測量的結(jié)果偏低；（3）接線不合理引發(fā)的測量誤差。工作人員在對熱電偶的型號進(jìn)行選擇時，沒有考慮其與補(bǔ)償導(dǎo)線型號的一致性，存在著接線錯誤的情況，同樣會引發(fā)測量誤差；（4）電纜屏蔽系統(tǒng)以及DCS柜內(nèi)部儀表安裝存在問題，如多點接地又或者接地不良等，會導(dǎo)致信號線上電荷的不斷雷擊，引發(fā)溫度值晃動的情況[4]。

2.3 流量測量儀表

流量儀表在電廠液體介質(zhì)和氣體介質(zhì)流量的測量中十分常見，其類型多種多樣，應(yīng)用最為廣泛的應(yīng)該是差壓式流量儀。差壓式流量儀在實際測量中，同樣容易出現(xiàn)測量數(shù)值誤差的情況。誤差的表現(xiàn)有兩個：（1）測量結(jié)果大于實際數(shù)值，（2）測量結(jié)果小于實際值。測量結(jié)果偏大實際上就是差壓偏大，其主要原因是低壓側(cè)管路不夠嚴(yán)密，又或者內(nèi)部積存了大量空氣；測量結(jié)果偏小的原因有很多，如差壓偏小、止負(fù)壓側(cè)凝結(jié)球的凝結(jié)水位存在偏差、平衡閥未完全關(guān)閉、導(dǎo)壓管未完全冷凝等。另外，如果沒有設(shè)置相應(yīng)的防凍伴熱設(shè)備，管道內(nèi)的液體可能會凍住，導(dǎo)致流量測量現(xiàn)實的結(jié)果固定[5]。

3 電廠熱工儀表故障解決策略

結(jié)合電廠熱工儀表常見故障及故障原因分析，在儀表運行的各個環(huán)節(jié)都可能存在故障，而故障最為直觀的表現(xiàn)就是測量結(jié)果不準(zhǔn)確，其會對電廠設(shè)備的運行產(chǎn)生負(fù)面影響。對此，工作人員須要對常見故障進(jìn)行分析，采取有效的措施做好故障的處理和應(yīng)對。

3.1 對壓力測量儀表故障的處理

對于壓力測量儀表在運行中存在的故障，工作人員須要從其原因著眼做好處理和應(yīng)對：首先，如果壓力測量儀表在測量時沒有任何反應(yīng)，工作人員需要對儀表進(jìn)行拆解，看其內(nèi)部是否存在阻塞的情況，如果存在，可以使用鋼絲或者專業(yè)工具進(jìn)行疏通；其次，若儀表指針的回轉(zhuǎn)速度不穩(wěn)定，可以將外殼拆開，檢查傳動元件相互之間的間隙大小，若間隙過小，可能導(dǎo)致設(shè)備運行中摩擦的增大，降低部件的靈敏度[6]。在檢查后，如果確認(rèn)是間隙過小引發(fā)的儀表故障，可以向傳動元件位置添加一定的潤滑油，以減小摩擦力。同時，工作人員須要對儀表中的傳動部分進(jìn)行清理，避免銹蝕及污垢引發(fā)的儀表故障。如果在完成傳動部分的清理后，儀表依然無法正常運轉(zhuǎn)，則須要對傳動元件進(jìn)行更換。

3.2 對溫度測量儀表故障的處理

對于溫度測量儀表在運行中存在的故障，通?？梢越柚鸁犭娕寂c熱電阻的工作原理進(jìn)行檢修維護(hù)。首先，應(yīng)該對溫度測量儀表的外觀進(jìn)行檢查，看其是否存在有明顯的外部損傷，如果是外部損傷引發(fā)的儀表故障，須要對其進(jìn)行檢修，同時檢測儀表的絕緣性，確保不存在絕緣問題；其次，應(yīng)該做好儀表電極的全面檢查工作，看電極是否存在有破損、開裂、污漬以及腐蝕等問題，這些問題都可能導(dǎo)致儀表故障，如果存在上述問題，須要對熱電偶進(jìn)行更換；然后，應(yīng)該做好熱電偶元件的檢查工作，如果溫度測量儀表故障是因為熱電偶元件破損引發(fā)，須要對系統(tǒng)整體進(jìn)行更換。對于溫度測量儀表故障的處理，還須要做好感溫瓷管的檢測工作，如果發(fā)現(xiàn)感溫瓷管存在有腐蝕或者破損的問題，須要及時對其進(jìn)行更換[7]。

3.3 對流量測量儀表故障的處理

對于流量測量儀表故障的處理，首先，須要檢查儀表的測量管路，看是否是因為管路密封不嚴(yán)密引發(fā)的故障，如果是，必須做好密封處理，若管道存在開裂或者破損的情況，須要更換；其次，對導(dǎo)壓管的冷凝情況進(jìn)行檢查，看其是否存在有凍結(jié)的現(xiàn)象，如果有，須要處理并設(shè)置防凍伴熱設(shè)備；然后，應(yīng)該對平衡閥門的狀態(tài)進(jìn)行檢查，避免閥門全開的情況。在對儀表進(jìn)行檢修的過程中，工作人員應(yīng)該嚴(yán)格依照相關(guān)流程和規(guī)范的要求進(jìn)行，避免因為檢修不規(guī)范導(dǎo)致故障增大的情況。

3.4 控制儀表安裝檢修

針對熱工儀表進(jìn)行安裝和檢修時，工作人員依照現(xiàn)場實際測量得到的安裝坡度，計算出理論值和實際值的偏差，將得到的數(shù)據(jù)信息反饋到檢測人員，由檢測人員依照偏差值，對儀表進(jìn)行二次校驗，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，將偏差值控制在盡可能小的范圍內(nèi)。安裝完成后，對儀表和系統(tǒng)進(jìn)行測試，可以先對儀表所處部分的管道閥嚴(yán)密性進(jìn)行測試，然后對系統(tǒng)整體進(jìn)行測試。如果管道閥試驗出現(xiàn)問題，從節(jié)約時間、提高效率的角度，可以將其與后續(xù)試驗同步進(jìn)行。

3.5 提高熱工儀表性能

提高熱工儀表的性能，除去基本的產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，還應(yīng)該重視熱工儀表自動化水平的提高。通過對自動化技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)熱工儀表的自動化控制，也能夠提高電廠發(fā)電機(jī)組整體的運行效率。從推動智能電網(wǎng)實現(xiàn)的角度，電氣熱工控制的一體化是必然趨勢，在實現(xiàn)電氣熱工自動化控制的同時，也可以借助現(xiàn)場總線，實現(xiàn)傳感裝置和執(zhí)行裝置的接入控制。伴隨著技術(shù)的不斷優(yōu)化，電廠熱工儀表管理中，人機(jī)交互性會不斷增強(qiáng)，而各種軟件的出現(xiàn)，將能促進(jìn)熱工儀表性能的提升[8]。

4 結(jié)束語

總而言之，在電廠運行中，熱工儀表的重要性不言而喻，一旦其發(fā)生故障，會對設(shè)備的正常運行產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時可能引發(fā)相應(yīng)的安全事故。降低熱工儀表的故障率，保障熱工儀表的安全穩(wěn)定運行，對于電廠的經(jīng)濟(jì)運行意義重大。