熱工系統安裝中的典型問題分析與處理

王成長 呂漢杰 李國東

【摘要】近年來，隨著人們對電量需求的不斷增大，我國的火力發電廠不斷引入大容量、高參數的汽輪機組，以滿足電能的正常供給。由于這些機組功率大、容量大、參數高，從而對熱工儀表提出了更高的要求。熱工儀表的安裝質量與機組的安全運行有著非常密切的關聯，為了進一步確保機組運行的安全性和經濟性，必須坐高熱工儀表的安裝工作。本文對熱工儀表安裝中的問題和處理方法做了詳細的分析。

【關鍵詞】熱工系統；儀表安裝；問題分析；問題處理

1、引言

近幾年，由于熱工系統在火電廠的實際生產中占主要地位，所以熱工系統的安全性直接影響著全機組的正常運行和電力系統的穩定。系統的安裝不僅要注重整體設計的合理性、電源的持久性、電線的安全性和設備外部環境匹配性，還有設計人員、安裝人員、設備維護人員和監督管理人員的能力和技術。如果任何一點出現故障，將會影響到整個機組系統的正常運行。所以，在實際電力生產中，從熱工系統的設計到安裝，再到調試和運行，以及運行過程中的檢查和維修都需要保證質量合格。

2、熱工儀表安裝特點

由于熱工系統的十分復雜，涉及到的專業方面較多，設備安裝的位置也復雜，導致安裝工作有以下特點：安裝地點多、涉及面廣、安裝線路長、工期緊張；高空作業占的比例較多；安裝工作覆蓋到火電廠的所有系統，施工范圍很廣；安裝的設備工作條件不同，安裝種類較繁雜，安裝的要求不盡相同。例如，管道的服役條件有的是常溫常壓，有的卻是高溫高壓；介質分別有水蒸汽、液態水、油、空氣和氫氣；管道有的是碳鋼管，有的是合金管；有的儀表安裝地點集中在控制柜里，有的就地取材。以上這種因素使熱工儀表的安裝具有復雜性和多樣性的點。同時，施工的進度需要配合其它安裝的進度。在進行實際安裝工作前，先計劃好安裝時間，配合好其它安裝工作，與其它部門積極交流，全系統合作完成熱工儀表安裝工作。

3、熱工系統儀表安裝的典型問題

熱工儀表常見的故障主要有以下幾種：其一，密封故障。這是熱工儀表安裝過程中最為普遍的故障之一，主要表現在儀表電纜進口位置密封不嚴。若發生此來故障有可能造成雨水等液體進入到儀表內部，從而導致儀表電源損壞以及儀表銹蝕；其二，非人為損壞故障。熱電廠在生產的過程中，由于某些意外導致現場熱工儀表上面的重要零部件損壞，進而引起儀表故障，如磨煤機入口位置處存在異常的煤塊導致溫度傳感器損壞，或是調節閥被異物卡住等等。雖然在實際生產過程中上述問題出現的幾率較低，此類故障突然性較強，并且存在一定的不可預見性，很難預防；其三，振動。由于熱工儀表周圍的環境存在振動，致使儀表因振動發生故障，這類故障出現的幾率相對較多，比較常見的有儀表卡套或是螺絲松動、儀表線路接觸不良、儀表上面的焊縫接口開裂等等；其四，腐蝕。由于熱工儀表所處的運行環境較為復雜，價值儀表本身的外殼為金屬構造，這樣一老很容易受到電廠內化學物質的腐蝕，進而造成儀表蓋無法打開等故障，相比較而言，這類故障出現的幾率較低；其五，回路故障。由于熱工儀表都需要與回路先連接，若是儀表接人到的回路當中存在一些沒有接通的接電，便會出現回路故障，進而影響儀表的正常運行。

4、熱工儀表安裝中的問題和處理方法

（1）儀表管自身的缺陷

盡管外國的儀表管質量和材質比國內的好，但因為價格過高，火電廠一般采用國內生產的儀表管。儀表管的材質有許多種類，但以不銹鋼為主，國內幾乎所有的火電廠都使用1Cr18Ni9Ti材質的鋼管，核電單位使用不銹鋼管。通常使用的儀表管已經通過了光譜檢查，滿足了金屬的使用標準，然而通過光譜檢查只可以分析鋼管的化學成分，無法看到材料內部裂紋等缺陷和尺寸上的偏差。

因此，在儀表管自身易出現以下問題：

a） 1Cr18Ni9Ti材質的儀表管易出現冷裂紋，且裂紋程度很嚴重；

b） 儀表管在安裝時易變形，從圓形變為橢圓形，造成連接不緊密，甚至出現30%的接口漏洞。

采購部門在進行采購時，需要在生產線上采取抽查的方式調查儀表管的質量。同時，當材料入庫時，采購人員根據管材的使用標準和工作需求，運用精密的測量儀器對管材綜合測量，嚴格規范管材的尺寸。一旦發現不合格的管材，應馬上更換合格的管材。

此外，對于管材內部無法探測的細微裂紋，一般采用著色方法和渦

流方法進行抽檢，只有滿足一定的合格率，管材才可以正式投入使用。

因為渦流檢驗的花費很高，一般需要上報批準，安裝單位提前把費用列

入預算估計中。

（2）儀表安裝中的問題

在發電廠建設過程中，設計單位不提供用于儀表管安裝的設計圖紙，火電機組施工單位一般將其作為現場工藝設計項目。熱工專業技術規范也沒有明確的管線、支吊架（熱工驗收標準中只有支吊架制作的驗收標準）、膨脹、管間間隔等設計要求。通常出現的問題有：膨脹彎過大浪費材料或膨脹達不到管系數膨脹需求而撕裂；不同坡度要求的儀表管并入同一并行管路，部分轉彎處間隔小，導致檢測數據出現偏差；因儀表管堵塞，導致變送器誤發信號而使機組整套試運停機等。

按照現行施工技術規范，儀表管安裝應滿足熱工儀表安裝技術標準的要求，流量與液位的源頭部件與二次儀表間的儀表管坡度應大于1∶12，但是壓力測量表的安裝應滿足技術規范中其他管路應大于1∶100的坡度要求；儀表管的設計需要參考管道設計規范，結合熱工安裝技術規范綜合考慮，支吊架間距及型式（固定或可移動）應按管道或相關行業的施工、設計規范設計后再安裝。發電機靜子冷卻水流量變送器因儀表管堵塞誤發信號這一案例，實際反映施工規范中提及的“管子安裝前應進行清理，達到清潔暢通。安裝前管線的兩端應臨時封閉，避免雜物進入的要求沒有達到。因此，開始安裝儀表管前，應采用壓縮空氣吹掃等手段對內壁進行清理，并在系統連通后、嚴密性試驗前進行系統性吹掃或沖洗，確保清潔、嚴密性試驗合格后與二次儀表連接。

（3）儀表校驗中的問題

如果當儀表全部安裝好后，熱工系統收到的信號與標準的信號仍有很大的差距，就需要開始校驗的工作。處理辦法有以下幾點：若問題出在檢測儀表管路的坡度和標準坡度不在同一水平，同時達不到安裝的標準時，應需專業技術人員進行實地的坡度測量，得到兩者的差距，計算出合理的坡度，再把準確的數據傳達給儀表檢驗人員。通過對儀表的調整，使實際的信號在實測物理量的合理范圍內。檢驗成功后，熱工系統儀表的工作得以正常工作，整個火電站的生產才能正常進行。

5、結論

總而言之，火力發電廠熱工儀表的安裝是一項較為復雜且系統的工程，儀表的安裝質量直接關系到機組運行的安全性和經濟性，為了進一步確保機組穩定運行，在熱工儀表的安裝過程中必須了解并掌握相應的技術要點，控制好儀表的安裝質量，保證儀表運行穩定。只有這樣才能確保汽輪機組運行的安全性，進而提高發電廠的經濟效益。

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