自動化控制技術在火電廠熱工儀表中的應用

周 磊

（陜西渭河發電有限公司，陜西 咸陽 712085）

1 火電廠熱工儀表自動化控制技術概述

火電廠中的熱工儀表具體指電廠生產時應用到的儀器設備，包含壓力儀表、溫度儀表、流量儀表以及液位儀表。熱工儀表自動化控制技術就是利用計算機系統、熱能工程與智能儀表設備，對生產中的熱工參數展開監測，使各項參數逐漸適應火電廠的生產變化情況，減輕人工壓力，實現各生產信息的自動化控制與處理。

從熱工儀表自動化控制技術組成看，熱工儀表由智能儀表、信息技術與計算機技術組成，融合熱能工程理論，以熱能電力參數的監測和管控為目的，以便積極響應各類故障問題。分析該技術的應用優勢，主要體現如下：熱工儀表自動化技術更詳盡，技術應用時涉及到網絡技術、自動控制技術以及信息技術等高新技術，為熱工儀表的自動化運行帶來安全性和可靠性保障；熱工儀表自動化設備更加智能，可以對熱工儀表展開智能化監控，提升火電廠內各項設備運行的安全性，為火電廠提供和諧穩定的生產環境[1]。

2 自動化控制技術在火電廠熱工儀表中的應用

2.1 表盤與設備安裝

將自動化控制技術應用于熱工儀表，使火電廠熱工系統具備精密化特點。熱工儀表安裝之前，應制定可實施的設計方案，通過合理的安裝和調配，確保熱工儀表能夠發揮作用。針對熱工儀表表盤與設備的安裝，以下建議可供參考：了解熱工儀表設備的功能，清點儀表數量，做好熱工儀表校驗工作，保證儀表性能完好且處于工作狀態，所有參數運行正常，沒有潛在的故障威脅；對熱工儀表展開定值測試，以保證熱工儀表達到系統自動化控制需求；熱工儀表安裝時應選擇相適應的工藝，按照相應的技術標準和順序進行表盤臺柜安裝，為后續的調試和試運行工作提供便利條件。

安裝熱工儀表時，工作人員需嚴格按照《工業自動化儀表工程施工與驗收規范》《自動化儀表安裝工程質量檢驗評定標準》等依據內容展開安裝工作。根據準備工作、儀表設備檢查、儀表安裝以及驗收的流程完成工序。現場安裝時，一般表中心應距離地面1.2 m，以便人們對儀表進行觀察與維修。熱工儀表不應受機械振動影響，且儀表應遠離高溫管線和磁場環境。安裝時應用的螺栓與螺母需符合設計標準。以溫度儀表安裝為例，要求安裝雙金屬溫度計或水銀溫度計時，儀表盤面要方便人們觀察。如果儀表需要在管道上安裝，測溫元件應與管道垂直或者保持45°左右的傾斜，測溫元件需要插入250 mm以上的深度。建議將溫度計感溫面和被測表面接觸，保證測量數據的準確性。壓力式溫度計的溫包應在被測介質中浸入，溫度變化不能過大，必要時應采取有效的隔熱措施[2]。

使用全自動壓力校驗臺可對壓力表進行校驗，檢定壓力表、壓力變送器與壓力傳感器的使用情況，精度可達到0.05級。設備造壓范圍如下：微壓為-20～20 kPa，真空為-0.1～0 MPa，氣壓為0～6 MPa，水壓與油壓為0～60 MPa。某企業生產的熱工全自動檢定裝置準確度高達0.005%，分辨率為0.1 μV、0.1 mΩ，檢測時可對采樣數據展開數字濾波去除。

2.2 管路鋪設與配線安裝

熱工儀表自動化控制技術應用中，相關管路的鋪設需要做好測量與電源管理工作。管路鋪設需要經過不斷調整，確定設備的具體安裝位置，以便日后熱工儀表的維護與保養，避免熱工儀表處于電磁干擾區域，保證熱工儀表正常運行。為熱工儀表接線時，應考慮接線的完整性，使設備運行能夠協調，滿足火電廠電力生產的監控效果。敷設線路時，應確保熱工儀表在安裝之前已經完成吹灰清掃工作，隨后使用封口膠帶將該處密封，確保沒有灰塵再次進入。此外，對熱工儀表展開檢查，保證設備外部沒有裂紋或者銹蝕等問題。管線的敷設應堅持美觀大方的原則。管路走向應該科學合理，減輕管線敷設成本，方便后期維護。線路應與主體結構保持平行，但不能影響設備安裝。管路水平敷設時應帶有一定坡度，傾斜方向應確保氣體和凝結液從管路中排出。如果無法避免這一問題，建議在最高點安裝排氣閥或者在最低處安裝排水閥[3]。

2.3 吹掃管路與調試

安裝熱工儀表時，應及時清掃管路內灰塵與雜物，保證管路吹掃工作質量，為熱工儀表設備的調試奠定基礎，保障數據傳輸質量，避免數據傳輸過程中發生失真問題。當熱工儀表處于高溫或高壓環境內，應對熱工儀表管路展開單獨試壓，調試后結合具體的安裝工藝，在控制室中二次聯校，保障熱工儀表內數據的可靠性。

2.4 自動化運行

當熱工儀表安裝、調試完成后，要求人們對熱工儀表展開試運行，觀察儀表內參數是否正常，從中及時發現風險和隱患問題，通過調整參數和改進設備，降低設備故障率，保證熱工儀表正式運行后能夠提升火電廠電力生產質量。熱工儀表自動化試運行中，大型儀表裝置內的數據需要獨立衡量，通過檢查與分析數據，確保大型熱工儀表運行穩定。機組試運行中，要求工作人員不能只觀察設備運行的數據，還要測試關聯設備，分析相關性能。在熱工儀表聯動試運行時，應將儀表和機組設備看為整體，當系統運行超過80 h時檢測系統的運行情況。建議工作人員檢測熱工儀表設備壓力情況和溫度情況，測試溫度儀表和液位儀表，以保證熱工儀表在火電廠中可以自動運行。

3 熱工儀表自動化技術的常見故障與處理

3.1 分析熱工儀表自動化技術的前后故障狀態

火電廠生產中，各類化工儀表運行時經常出現不同程度的故障，要求工作人員仔細對比故障，分析故障發生前與故障發生后的各項數據，根據儀表安裝與設計方案，結合熱工儀表功能定位，判斷熱工儀表故障類型，進而得出故障維修方向。比如，應用熱工儀表自動化系統時，人們會記錄一些原材料、工藝參數或機組負荷參數，且所有數據帶有備份。通過分析參數內容，維修人員基本可以確定故障原因，從而找出發生故障的設備與元件，判斷其屬于破損還是老化問題。最后，確定更換或維修儀表，解決故障問題。

3.2 分析熱工儀表的故障參數

應用熱工儀表時，相關參數曲線經常發生變化，但這種變化應有規律可循。如果參數變化程度較大或曲線波動明顯，說明熱工儀表在運行中可能發生了故障。面對這一情況，要求工作人員積極展開熱工儀表的參數評定。當數據波動超出一定范圍時，則判定熱工儀表處于故障狀態，要求火電廠實施儀表維護方案，并按照上文所述方式找出故障原因予以排除。熱工儀表自動化技術應用中，死線是最常見的故障，而DSC儀表運行故障也時常發生。故障狀態下，建議結合儀表設備顯示數據和故障形式判定故障類型。比如，熱工儀表上數據產生了無規律波動，手動無法控制儀表，說明儀表可能存在工藝性故障。如果溫度儀表出現了滯后性，應分析熱電阻、補償導線或變送器是否出現故障。如果溫度儀表的振蕩激烈，建議維修人員檢查PID調整情況。

4 熱工儀表自動化技術的未來發展趨勢

隨著我國電力行業的發展，電力科技的進步為火電廠熱工儀表自動化控制技術的應用提供了保障，但同時對該技術提出了更高的標準與需求。雖然熱工儀表自動控制技術已經在電力企業中使用，但技術運行時依然存在故障問題。隨著高智能器械儀表技術、電子信息技術、網絡技術、計算機技術、熱能工程理論技術以及自動控制技術的逐步研發，這些科技成果將與熱工儀表自動化控制技術相融合，應用于火電廠日常生產與管理。下面將分析熱工儀表自動化技術的未來主要發展趨勢。

（1）綜合自動化的發展趨勢。火電廠應將未來經營與發展目標作為落腳點，做好火電廠生產全過程的質量管控，并為企業經營和管理提供技術支持，結合火電廠過程控制、監控信息和管理信息，實現生產資源的高效配置，提升火電廠的經濟效益、社會效益與生態效益。

（2）控制一體化的發展趨勢。當前，熱工儀表自動化控制技術的應用需要依賴火電廠現場總控制技術，在檢測信號時需要使用模式信號形式，將無法發揮熱工儀表自動化技術的顯著優勢。未來，建議將電氣控制一體化持續發揮，采用接入執行器與傳感器的方式，節省電纜設施和安裝成本，提升熱工儀表的安裝效率。

（3）技術高性能化的發展趨勢。如今我國熱工儀表自動化控制技術水平還不夠高，人機對話界面問題未得到解決。未來，隨著火電廠運行與技術的創新，將會有更多功能融入熱工儀表自動化控制系統。例如，PC結構為熱工儀表控制功能發揮提供了技術支持。

5 結 論

熱工儀表自動化控制技術是當前火電廠中應用較為廣泛的技術之一，有利于提升火電廠電力生產效率，保證電力安全生產。隨著技術的革新與發展，要求火電廠以及其他電力企業不斷強化熱工儀表自動化控制技術的使用，掌握技術優勢與重點，尋找不足加以改進，做好各項故障的排查和處理，以提升企業電力運行質量。