火力發(fā)電廠的熱工儀表安裝及測量技術(shù)研究

張永振，樊聰

（中國電建集團核電工程有限公司，山東 濟南 272000）

隨著社會的迅速發(fā)展，社會的生產(chǎn)和生活水平不斷提高，人們對電能的需求量也在不斷地增加。目前，火電已經(jīng)成為國內(nèi)最重要的電力來源，現(xiàn)在的電廠越來越多，規(guī)模也越來越大，發(fā)電技術(shù)也越來越成熟，已經(jīng)逐漸地采用了蒸汽輪機，這樣不僅效率更高，電能也更多，但是對熱工儀器的需求也越來越大。熱工儀表是發(fā)電機組的關(guān)鍵，它直接關(guān)系到機組的安全和整個電廠的正常生產(chǎn)。因此，必須注意熱工儀表的安裝和使用，它將直接影響電廠的經(jīng)濟效益。

1 火力發(fā)電廠熱工儀表安裝的具體流程

1.1 前期設(shè)計

熱工儀表的安裝能否順利進行，直接影響設(shè)計階段的工作質(zhì)量，因此，熱工儀表的安裝要提前進行。在前期的設(shè)計中，主要做如下工作：準(zhǔn)備相關(guān)的熱工儀器的安裝，配備相關(guān)的人員、器材和材料，編制合格的驗收單。在此階段，應(yīng)做好熱工儀器安裝的圖紙審查，作為圖紙審查的主體，對工程的質(zhì)量要按設(shè)計圖紙進行綜合分析，并向施工單位提供技術(shù)指導(dǎo)。

1.2 安裝準(zhǔn)備階段

在安裝前，要按照熱工儀器設(shè)計的要求，把所有的儀器和儀器都準(zhǔn)備好。例如，用于襯墊的線纜、管子、鋼板、儀表板、儀表箱、一次性輔助儀器。

1.3 正式安裝階段

在正式安裝時，能有效地保證設(shè)備的工作質(zhì)量。在安裝時，應(yīng)根據(jù)電廠的實際需要及特殊的熱工儀器類型，采用適當(dāng)?shù)陌惭b工藝，并采用質(zhì)量控制措施進行施工。

1.4 試運行階段

在熱工設(shè)備安裝完畢后，再進行相應(yīng)的清洗、清洗和工藝管線的試壓，進入單體試車階段。在單體試運轉(zhuǎn)中，主要是對儀器進行試車，若驗收合格，質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，即可向施工方交付。在試運行期間，要保證熱工儀表與電廠的工作要求一致，并使其具有正常的生產(chǎn)操作條件。

2 火力發(fā)電廠的熱工儀表安裝技術(shù)

2.1 安裝準(zhǔn)備階段技術(shù)要點

2.1.1 安裝資料的準(zhǔn)備

根據(jù)熱工儀器的安裝工藝，在采用熱工儀器的安裝工藝時，在熱工設(shè)備安裝之前，要重視安裝資料的編制。其主要工作有：編制施工圖、常用標(biāo)準(zhǔn)圖、儀表設(shè)備廠家安裝圖、安裝質(zhì)量檢驗規(guī)范等。此外，為了確保熱工儀表的安裝需要更多的資料，對設(shè)備的數(shù)據(jù)也要進行嚴(yán)格的控制。

2.1.2 施工技術(shù)準(zhǔn)備

科學(xué)地應(yīng)用熱工儀表安裝施工工藝，能使儀器的安裝狀態(tài)保持良好，符合熱工儀表的科學(xué)安裝要求。因此，熱工儀器的安裝施工工藝的準(zhǔn)備工作十分必要。具體體現(xiàn)在：認(rèn)真編制專業(yè)技術(shù)方案和質(zhì)量計劃，做好技術(shù)交底工作：通過有效地編制質(zhì)量計劃，對熱工儀器安裝過程進行控制。通過對熱工儀器設(shè)備安裝技術(shù)的研究，使其能夠有效地應(yīng)用于熱工儀表的安裝。

2.1.3 物資準(zhǔn)備

在對熱工儀器的安裝技術(shù)要點進行分析的同時，也要考慮在施工前的計劃中所需的材料準(zhǔn)備。具體包括：準(zhǔn)備一次儀表、二次儀表、各種型鋼、管材，選用可靠的電纜、加工件、墊片、儀表閥門等。在充分理解火力發(fā)電廠熱工儀表的安裝需求后，重視編制原始數(shù)據(jù)表、制作質(zhì)量記錄表等相關(guān)數(shù)據(jù)，確保了電子熱工儀器的安裝質(zhì)量，降低了電廠熱工儀表的安裝質(zhì)量。

2.2 安裝階段的技術(shù)要點

2.2.1 安裝過程中溫度測點開孔位置的合理選擇

在熱工儀表安裝方案實施期間，要保證有關(guān)安裝技術(shù)的使用情況，必須注意在熱工儀表安裝時，合理地選取溫度測量點的開孔位置。其具體表現(xiàn)為：根據(jù)設(shè)計和生產(chǎn)規(guī)范的要求，確定測點開孔的位置，或根據(jù)工藝流程圖進行相應(yīng)的操作：測點開孔位置的選取，應(yīng)將測量參數(shù)最具代表性的管線直線段作為測量參數(shù)，以防止對熱工儀器的安裝質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。在鉆孔溫度測量完成后，才能進行測孔工作，并安裝自動控制系統(tǒng)的測孔。在選擇溫度測點孔位置時，還應(yīng)根據(jù)熱工儀器的性能特點和安裝需求，采取相應(yīng)的措施，以保證后續(xù)的施工進度。

2.2.2 溫度測孔的開鑿

在熱工儀器安裝技術(shù)應(yīng)用中，還應(yīng)充分考慮鉆孔的影響，從而提高設(shè)備安裝和施工的質(zhì)量。在進行測井施工時，應(yīng)在設(shè)備和管線壓力測試結(jié)束后進行鉆孔施工；根據(jù)現(xiàn)場條件，采用機械加工方法，對壓力管線進行鉆孔；對溫度測孔的開挖進行嚴(yán)格的控制，及時清除開挖中的雜質(zhì)，保證在熱工儀器安裝施工中，測井的開挖狀態(tài)良好。

2.2.3 溫度插座的選擇與安裝

在實際應(yīng)用中，插座材料必須與主要設(shè)備或管路材料一致，并有相應(yīng)的檢測報告。合金鋼安裝后，要對其進行光譜分析，并將其與熱設(shè)備、管線的固定和密封時，要注意正確的電焊方法，并且在焊接前，要用銼刀或砂布將凹槽和測孔處磨平，以去除孔洞內(nèi)部的毛刺。在完成焊接工作后，必須對球座孔進行密封，以防止有異物侵入，從而影響其使用效果。

2.3 試運行階段的技術(shù)要點

在熱工儀表的安裝中，在工藝設(shè)備到位，管道試壓、吹掃作業(yè)結(jié)束后，即可開始試運轉(zhuǎn)，其主要技術(shù)問題有：選用性能可靠的試驗儀器，對熱工儀表在試車期間的軸承溫度、入口壓力等進行檢測，并與聯(lián)鎖、報警等系統(tǒng)相結(jié)合，對各單獨的試車裝置進行檢測與分析，確保其安裝質(zhì)量的可靠性。根據(jù)現(xiàn)場指示儀表、對控制室儀表的投入運行進行了分析，并以自動化控制系統(tǒng)為依托，同時兼顧了熱工儀表的壓力、溫度等參數(shù)設(shè)定的合理性，并根據(jù)行業(yè)技術(shù)規(guī)范，保證了該儀表的工作狀態(tài)，通過聯(lián)動測試，使儀器能夠正常工作，達(dá)到科學(xué)的安裝要求，從而提高設(shè)備的使用效率。

2.4 竣工階段的技術(shù)要點

在熱工儀表安裝完畢后，有關(guān)的技術(shù)要點必須在完成時被確定，以保證其在實際使用中具有較好的性能。完成后的熱工儀器安裝技術(shù)關(guān)鍵是編制驗收、隱蔽簽證、檢查記錄、單獨運行記錄、聯(lián)動試驗記錄。提交施工日志、竣工圖等數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)的零件驅(qū)動，強化對裝配后溫度參數(shù)的深度控制，以達(dá)到降低零件磨損及缺陷的目的。

3 控制火力發(fā)電廠熱工儀表的安裝質(zhì)量

為了保障火力發(fā)電廠熱工儀表的安裝質(zhì)量，必須對其進行質(zhì)量控制。

3.1 控制測溫元件的安裝質(zhì)量

在測溫裝置的安裝時，應(yīng)注意選用適當(dāng)?shù)陌惭b部位，通常應(yīng)在安全管的中央部位進行溫度測量。要掌握好品質(zhì)控制點的差異。比如，熱電偶設(shè)備，它的熱部件和管子的中心線的長度相差7mm，而熱部件的插入深度可能在3mm以內(nèi)。比如，一個熱阻器件，它的熱源和管子的中心線的長度相差25mm，而一個熱源的插頭深度可能在5mm以內(nèi)。比如汞溫度計，它的加熱元件和管子的中心線的長度相差4mm，而加熱元件的插入深度只有1mm。

3.2 控制壓力儀表的安裝質(zhì)量

在安裝壓力計時器時，要注意校準(zhǔn)和檢查壓力表。安裝完成后，也要有專門的人員對壓力計的安裝質(zhì)量進行檢驗。主要檢查是否有指針跳動、滲水、卡澀等問題，并實時地記錄檢測結(jié)果。同時，還應(yīng)進行壓力表的耐壓測試，以保證壓力計的使用質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)真空設(shè)備耐壓試驗值為933kPa，耐壓時間為3min。壓力計裝置的耐壓試驗是測試的最大值，其耐壓時間為5min。應(yīng)嚴(yán)格控制壓力計的壓力測試和壓力測試。確保電廠壓力計安裝的質(zhì)量。

4 熱工儀表壓力測量技術(shù)

在工業(yè)中，熱工儀表是一種很常見的儀器，它是一套由各種儀器組成的數(shù)據(jù)輸出和反饋系統(tǒng)，其中包括各種儀器的壓力、液面、流量、溫度、濕度、校驗等。熱工儀器是一種功能強大的測試和采集系統(tǒng)，它能為用戶提供一個完整的測試平臺，從而提高測試的效率。為了使熱工儀器在測量中能夠達(dá)到一個穩(wěn)定、準(zhǔn)確的測量，我們要對儀器自身的組成及工作原理有一個全面的認(rèn)識。而且要善于總結(jié)工作中的經(jīng)驗，不斷地提升自己的業(yè)務(wù)技術(shù)和水平。

熱工壓力計的測試系統(tǒng)通常包括傳感器、變換器或變頻器傳送信道以及顯示設(shè)備四大部分。傳感器是一種與被測物體有直接關(guān)系的系統(tǒng)。在靈敏度單元的輸入和輸出之間，應(yīng)當(dāng)存在一個穩(wěn)定的單一數(shù)值關(guān)系。靈敏元件僅對所測到的改變有反應(yīng)，對所有其他可能的訊號都沒有反應(yīng)。在測量時，應(yīng)注意不影響或最小地干涉被測媒體的狀況。轉(zhuǎn)換器位于傳感器與顯示器之間，是把傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)換為容易接受的元件。該轉(zhuǎn)換器在理想情況下工作穩(wěn)定，精度高。盡量減少資訊的流失。工作時，先經(jīng)傳感器，再經(jīng)轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)傳送通路至顯示裝置。熱工儀器通常用于大型工廠設(shè)備如熔煉、發(fā)電、加熱等。

4.1 火電廠常見壓力測量儀表及測量方法

4.1.1 常見壓力測量儀表

（1）液壓式壓力測量儀表。在工程實踐中，液壓測試儀主要是根據(jù)測量到的壓力與一定高度的液體柱的壓力進行平衡，從而對其電站的工作壓力進行分析。液壓試驗機的主要部件是玻璃管，以形成一根液柱，但因其材質(zhì)的局限性，其最大值可達(dá)0.3MPa，它具有較高的靈敏度，是水力試驗機最大的優(yōu)勢。

（2）彈性式壓力測量儀表。在使用彈性壓力計進行測試時，由于承受一定的壓力，彈性元件會發(fā)生變形。然后用其它的數(shù)據(jù)來衡量它的壓力。正是由于它的這種優(yōu)點，所以它才能被人們所接受。而且它具有良好的耐久性和廣泛的測量范圍，因而在目前的電站中已被廣泛使用。

（3）負(fù)荷式壓力測量儀表。負(fù)載型壓力計是根據(jù)壓力原理制造的一種儀器，它是由重量和活塞構(gòu)成的，能夠?qū)崿F(xiàn)精密的機械加工，測量發(fā)電廠的工作壓力。該裝置能在實踐中確保其精度，具有廣泛的使用范圍。

（4）電測式壓力測量儀表。采用多種金屬或半導(dǎo)體材料制成的電測型壓力計,當(dāng)它的壓力測試時，它能最大限度地利用金屬或半導(dǎo)體的特性。在此基礎(chǔ)上，將所測的電壓直接轉(zhuǎn)換成電壓和信號，由彈性體直接輸出，由此得出了電站的運行電壓。在實際的測試中，采用電測式壓力表能保證其準(zhǔn)確度，而且范圍也較大。

4.1.2 常見壓力測量方法

（1）直接測量法。直接測量是通過將被測數(shù)據(jù)與所選擇的標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，或采用事先校準(zhǔn)的儀器進行測量。因此，可以直接獲得被測數(shù)據(jù)。

（2）間接測量法。間接測量是一種直接測量與被測數(shù)據(jù)有一定關(guān)系的其他變量，并將這些變量的數(shù)值代入到一個函數(shù)方程中，從而得到被測值。

（3）組合測量法。組合測量法是根據(jù)直接和間接測得的結(jié)果，通過建立各未知量間的函數(shù)關(guān)系式，然后再求出未知量的一種方法。

4.2 熱工儀表測量誤差

在測量過程中，要實現(xiàn)對各種隨機因素的影響。這樣，即使是在同樣的情況下，對同一個物體的多次測量也無法獲得同樣的結(jié)果。由于受測時需要向敏感元件提供能量，因此測量系統(tǒng)無法精確地反映被測參數(shù)的真實值。儀表誤差是無法避免的，在設(shè)計、制造、裝配、校驗等方面存在缺陷，在使用中元設(shè)備老化、機械部件磨損、疲勞等原因。針對特定的測量任務(wù)，是降低儀器誤差的主要方法。正確地選用測量方法，并運用測量工具。人體誤差是盡量避免的，即因測量員的感知能力和視覺疲勞的固有習(xí)慣等因素，導(dǎo)致對測量試驗的現(xiàn)象和結(jié)果的判斷不正確。誤差是無法避免的，可是卻可以減少，只要把誤差減到最小，就可以讓測量的結(jié)果更加準(zhǔn)確和有效。

5 結(jié)語

熱工儀表的設(shè)置，對電廠的運行和運行的安全性具有非常大的影響。常用的熱工儀表有程控儀表、信號電纜、脈沖控制等。在熱工儀表裝配時，主要是根據(jù)設(shè)計要求，將單獨的元件或儀器設(shè)備裝配起來。將它變成一套完整的熱力設(shè)備或電路。在電廠的生產(chǎn)過程中，熱工儀器調(diào)節(jié)及監(jiān)測機組運行中各項參數(shù)。所以，在火電廠的熱工儀表安裝中，也要與電廠其他部門緊密合作。火電廠的熱工儀表設(shè)備精度高，安裝困難。所以，在安裝時要科學(xué)地分析和掌握熱工儀表安裝中的關(guān)鍵技術(shù)，并對其進行相應(yīng)的安裝質(zhì)量管理，以防止由于安裝質(zhì)量問題而影響到電廠的正常生產(chǎn)。要不斷提升國內(nèi)熱工設(shè)備的安裝技術(shù)水平，促進國內(nèi)電廠的發(fā)展。