火力發電廠熱工儀表自動化的安裝及現場故障分析

李晨暉

摘 要 現階段，機械化、自動化作業逐步取代了傳統的人力，實現了生產的高效率，尤其是自動化儀表在工業生產設備中的應用，更是提高了整體生產系統運行的可靠性與安全性，確保了對生產的有效控制，為企業創造了更大的價值。但是，其中的熱工儀表安裝使用還存在一定問題，嚴重阻礙著火電廠熱工自動化系統的健康運行，所以需要對熱工儀表涉及的相關內容多加研究與了解，從而把握儀表安裝要點，有效安裝儀表，并對儀表使用過程中的相關故障問題進行有效處理。

關鍵詞 火力發電廠;熱工儀表;自動化;安裝;現場故障

1火電廠熱工儀表技術特點分析

1.1 具有高新化的技術

熱工儀表的自動化技術采用較多的高科技技術，其融入了計算機信息化技術、電子控制技術、熱能工程技術等，在以上先進技術的輔助下，使得火電廠正常運行，并不斷向高新化的方向發展。

1.2 設備智能化

在科學技術和信息化技術不斷發展的情況下，火電廠熱工儀表設備自動化，基本上完成了智能化的監視和控制，與此同時，在先進電子計算機的技術支持下，逐漸實現了火電廠生產的智能化與高效化，這對電力能源的高效生產具有重要的促進性作用[1]。

2熱工儀表自動化安裝分析

火力發電廠的熱工控制系統所涉及的范圍較廣，且較為復雜，通常熱工測點分散的距離較遠，需要通過較長的施工周期來完成安裝，而且受到工藝系統的制約，熱工系統中管道系統在完成全部進度的七成之后，熱工儀表才開始進入安裝的高峰期，投產前留給熱工專業的安裝調試時間并不多，如何高效可靠不留隱患的安裝是熱工專業工作的一項難點。

2.1 設備與表柜安裝

在安裝自動化熱動儀表前，務必確認設備完好之后才能夠進行自動化熱工儀表的安裝，同時還應校驗遠傳信號儀表的定值，測試的結果需要符合專業規范和設計原則。儀表電源柜和DCS系統的安裝是重中之重，在安裝的過程中，對于不符合系統工藝標準的，要及時進行整改，確保一次安裝成功。

2.2 管路敷設技術分析

（1）施工準備。在對熱工儀表管路進行敷設前，應當對管內部進行清洗，并將管端臨時封閉。儀表管敷設前，應結合施工現場的實際情況進行二次設計，以此來確保管路安裝的順利進行。需要注意的是，導管不得安裝在容易受到機械損傷或是振動幅度較大且容易受到腐蝕的地方。要對導管的尺寸進行核對，并對其外觀進行全面檢查。

（2）安裝技術要點。管路必須嚴格按照設計圖紙給出的指定位置進行敷設，如果設計圖中未對管路敷設位置進行明確規定，則應按照路徑最短、便于維護的原則并結合現場實際情況進行敷設。當管路以水平的方式進行敷設時，普通管路的坡度應當>1：100，差壓管路則應>1：12，管道不要存在U型布置。針對不同性質測點，取源部件的布置還需考慮直管段距離、就近閥門距離、管道橫截面上的安裝方位、液柱修正、系統上的布置位置等。與此同時，要在管路的最高或是最低點加裝排水或排氣閥門，真空壓力和凝汽器水位測量回路不得裝設排污閥。管路敷設完畢后，應在其兩端掛標志牌，并在牌上正確標明名稱、編號及其用途等內容。熱工儀表自動化管路的安裝流程如圖1所示[2]。

2.3 管路吹掃與儀表調試

在自動化熱工儀表安裝的過程中還有一個重要方面，那就是管路的吹掃以及試壓，在安裝的過程中，如果沒有進行管路吹掃和試壓，若管道存在異物，通過管路傳輸的壓力信號就會出現失真的情況，這會對儀表測量的實效性造成不利影響;若管道存在泄漏，輕則測量數據不準，重則高溫高壓測點泄漏直接會造成設備人身傷害。在調試完儀表的單體之后，還應該在系統工藝的指導之下對單體進行試運行，檢測設備完整性時需要通過熱工連鎖試驗的方式來進行，主要是檢測預警提示、設備系統保護以及連鎖回路正確性，注意盡量在就地測點側實發或模擬發信，保證試驗通道的完整性。

3熱工儀表自動化的試運行分析

對儀表和系統工藝進行檢驗的重要方式就是通過熱工儀表自動化的試運行來實現，一般在設備安裝完成以及熱工連鎖試驗之后進行試運行。首先要對單體單系統試運行，儀表的數據值是通過傳動設備的運轉來檢測的，出口壓力值、入口壓力值、泵出口數據值軸承溫度值是檢測的主要方面。其次，在除了檢測大型機組運轉過程中必要的數據外，還要測試連鎖系統，這是為了確保自動化熱工儀表能夠在日后的生產過程中可以遠程操作和就地操作，同時測試系統保護有效。所有的自動控制系統包括控制室緊急按鈕、DCS系統、就地儀表等設備在聯動運行時都需要在運行狀態，參照系統工藝和設計標準的要求，確保設備在聯動運行時安全運行規定小時后才能通過試運驗收[3]。

4熱工儀表使用期間的現場故障分析

4.1 常見故障分析

破壞故障。該種故障多發生在熱工儀表運行期間，由于儀表本身的質量性能缺陷、設計選型安裝不當及外部因素影響，就會出現該種故障，致使儀表參數異常，不能正常反應系統的運行質量。例如，脈動壓力測量系統，未選用耐震壓力表、二次閥后未加裝緩沖管，此壓力表其使用壽命將大大縮短;火電廠給煤機測量給煤量，稱重傳感器處，若掉入具有一定的沖擊力的煤塊，傳感器會在沖擊力影響下直接出現跳變或導致切容積故障，若煤粉積存堵塞也會致使儀表發生測量偏差情況，所以，此種具有較強破壞作用的故障具備突發性特征，問題出現后需要檢修人員快速找到故障地點進行解決，以此來讓系統可以繼續正常的進行電能生產。

密封故障。主要指在安裝過程，儀表設備的電纜線孔沒有很好的封堵，最終導致液體、潮氣、粉塵沿著密封不嚴處進入儀表內部，短路儀表電氣回路，最終引發故障;設備安裝開孔位置不當，例如接線盒或設備存在上進線設計，不符合安裝設計規范;具備一定防水等級的設備組件之間的密封圈在長期高溫運行期間也較易老化，造成防水等級下降而影響設備可靠性。

回路故障。熱工就地設備分散，就地儀表信號傳輸至DCS機柜通常距離較遠，部分中途存在一個甚至多個中間接線盒，越多的轉接造成更多的故障環節，線路存在沒有進行正確連接、接觸不良、接地、串入強電等情況，或者電纜屏蔽非連續造成多點接地而引入干擾，從而導致設備受損，出現回路故障，影響儀表數據的有效讀取。

腐蝕故障。熱工儀表金屬外殼的耐腐蝕性較差，長期在火電廠進行生產應用極易發生腐蝕問題，若金屬殼被嚴重腐蝕且沒有重新更換時，就會發生儀表外蓋及螺絲松脫問題，從而導致儀表內部故障;熱工儀表大部分采用直接測量法，儀表與所測介質存在局部接觸，而火電廠中所測部分介質存在腐蝕、結垢特性，得不到適當的維護同樣也會影響測量可靠性[4]。

5故障處理措施分析

5.1 破壞故障

由于此種故障難以提前預防，故在設計時，就一定要考慮好所測介質的特性，務必做到選型正確，嚴格按照行業規范標準進行安裝。同時還需考慮設備安裝周邊的環境，對如有煤塊沖擊的傳感器加裝防護罩蓋，在容易發生煤粉堵塞的區域加裝儀用氣吹掃，以降低破壞性故障所致的不良影響。

5.2 密封故障

針對該問題則可以要求儀表設備采購人員在購買儀表時，對儀表質量性能多加重視，選購性價比高、質量合格的產品，安裝時重點檢查電纜、密封頭的安裝質量及開孔方向，要求儀表與密封頭以及電纜要實現完全的匹配，以此才可以有效地密封電纜和密封頭，不會出現兩者之間的連接松動現象，密封性能滿足儀表設備運行要求;對于惡劣環境運行的設備需要在檢修項目中列入檢查密封圈工作，及時更換老化的密封圈。

5.3 回路故障

儀表信號回路故障，故障點通常較為隱蔽，可采用分段法，逐段排查來確認故障段，從線到點再確認故障點;此類故障通常為安裝階段埋下的隱患，故設備安裝人員需要注重儀表安裝與檢修的過程，嚴格按照規范標準進行安裝作業，避免出現漏接、錯連、不重視抗干擾工作等錯誤，影響儀表回路正常工作。

5.4 腐蝕故障

在處理此種故障問題時，要求檢修人員對于火電廠生產區域內工作環境做好了解，尤其注重設備防水工作，盡量遠離腐蝕性介質周邊;加強日常設備巡檢工作，若發現儀表設備表面出現裂紋、縫隙等問題，及時進行修復更換，以此減少腐蝕故障的頻繁發生;若所測介質存在腐蝕、結垢特性，需要做好設備選型，同時在檢修項目中增加檢查清垢等定期工作[5]。

6結束語

火力發電廠的儀表自動化安裝不僅關系到各設施的正常運行和儀表的使用壽命，而且關系到工作人員的人身安全和發電廠的經濟效益，其重要性不言而喻。總之，自動化儀表在如今的工業生產中是比較常見的裝置，其實際安裝的過程有著一定的復雜性，企業在自動化儀表的實際安裝中要注意質量以及進度的控制，各方面設備需要進行嚴格的檢查，做好安裝前的各類準備工作，并對人員展開嚴格的培訓，提升自動化儀表的整體質量，滿足相關的技術要求，這是需要各個部門進行嚴格配合的。

參考文獻

[1] 王丙寅.火電廠熱工儀表中自動化技術的應用探析[J].科技風，2018（13）：181.

[2] 呂巍.火力發電廠的儀表自動化安裝與故障探討[J].科技創新與應用，2016（5）：143.

[3] 葉麗芳.火力發電廠熱工儀表自動化的安裝及現場故障分析[J].科技創新與應用，2016（35）：131.

[4] 應向陽.電力系統中熱工儀表自動化的安裝運行要點分析[J].中國高新技術企業，2015（12）：70-71.

[5] 張定宇.電廠熱工儀表典型故障分析[J].應用能源技術，2019（4）： 44-46.