電廠熱控儀表故障及預防措施研究

王建軍

（陜西德源府谷能源有限公司，榆林 719400）

隨著能源需求量的增長，社會對電廠運行的可靠性和穩定性要求越來越高。熱控儀表作為電廠運行監控和控制的重要設備，其故障可能會導致設備停機、發生安全事故、能源浪費等一系列問題，對電廠的正常運行和效益產生準確影響。因此，要通過分析電廠熱控儀表的故障問題，深入了解電廠熱控儀表的故障機理，提出預防措施。這樣才能不斷改進和優化儀表，提升其可靠性，降低故障發生的可能性，保障熱控系統可靠運行。

1 電廠電磁流量計故障問題

1.1 電磁流量信號輸出異常

1.1.1 故障問題分析

管道內介質不足是電廠電磁流量計常見的故障類型，當管道內介質不足時，電磁流量計無法正常工作，無法正確測量流體的流量。其故障原因包括3 點。

第一，介質供應問題。因供應系統故障、泵站問題或供應管道堵塞等原因，導致管道內的流體介質供應不足，造成介質無法充分流入測量裝置。

第二，進口段設計不當。電磁流量計通常要求在一定長度的直管段內進行流量測量，以確保流體的穩定和均勻。進口段設計不當，如進口段太短或存在轉彎、突然擴大或縮小等情況，會使得流體無法充分展開，導致介質不足[1]。

第三，測量裝置安裝問題。測量裝置內部的傳感器安裝位置不當，導致管道內介質不足。如果傳感器安裝位置偏離流體中心軸線，或與管道壁面距離過近，均會導致流體無法充分經過傳感器，進而影響測量的準確性。圖1 為電磁流量計傳感器安裝構造，若在a點位置安裝傳感器，則標高較高，管道內部容易有空氣堆積；若在b點安裝傳感器，則液體難以在管道內充滿；若在e點安裝傳感器，則同樣會出現因標高過高而無法充滿液體的情況。

圖1 電磁流量計傳感器安裝構造

1.1.2 故障檢修處理措施

針對這一故障，需要通過故障現象、報警信息等，確定可能的故障部位。例如，若儀表無法正常輸出信號，說明元器件或傳感器可能存在故障。根據故障判斷，進行必要的檢查和測試。在檢修過程中，仔細檢查傳感裝置的零部件，包括連接線路、插頭、傳感元件等，確保其外觀完好無損，且沒有明顯變形或破損的現象。同時，還需檢查管道內壁，確保管道內壁光滑，無積聚物或損壞的情況[2]。

選擇正確的安裝位置（圖1 中c點、d點），重新安裝傳感器。確保傳感器與被測介質接觸良好，且連接穩固可靠。根據具體情況，使用密封件或墊片，確保傳感器與管道連接處的密封性能。在正確安裝傳感器后，將管道內充滿液體介質，確保儀表能夠正常感知和測量介質參數，并輸出正確的信號。根據具體要求，進行相應的校準或調試操作，以確保儀表輸出準確、可靠。

1.2 電磁流量計零點不穩定

1.2.1 故障問題分析

電磁流量計零點不穩定的原因可從4 個方面進行分析。第一，如果液體未充滿管道，則管道內的液體流動會受到影響，進而導致電磁流量計測量值不準確。此外，管道內可能存在氣泡或垢層等物質，這些物質會阻礙液體流動，進而影響流量計的測量精度。第二，電磁流量計在工作過程中需要通過電磁感應原理來進行流量測量，而儀表的絕緣性能會直接影響電磁信號的傳遞和測量的準確性。若儀表的絕緣性能較差，會導致電磁信號受到干擾或衰減，進而引起零點不穩定現象。第三，在實際生產中，尤其是在液體流量變化較小時，管道內的液體可能存在微小流動或渦流現象，微小流動會對電磁流量計的測量結果產生影響，使得零點不穩定[3]。第四，電磁流量計作為電子設備，其產生接地問題會導致儀表與周圍環境的電位差較大，從而引起測量誤差。接地不良會影響電路的穩定性和準確性，進而影響電磁流量計的零點表現。

1.2.2 檢修處理措施

針對故障問題，可采取如下措施進行處理。首先，確保管道內充滿介質，并通過調整流體進入位置、使用過濾器等方式，避免管道內存在氣泡或垢層。其次，更換新的絕緣材料，重新連接端子，確保其與線路之間接觸良好。在連接時要注意清潔接線端子和線路表面，確保沒有雜物或氧化物影響接觸；正確固定接線端子，避免松動或搖晃造成接觸不良；將接線端子與線路正確對齊，確保其完全接觸并緊密連接[4]。再次，采取有效措施，如在安裝時合理設置流動阻力、減少管道轉彎、調整流速等，降低管道內的微小流動或渦流現象。最后，確保儀表良好接地，采取必要的接地措施，如選擇合適的接地線材料、選擇良好的接地點和保持接地系統的完好性等，避免電磁干擾。

2 電廠壓差流量計故障問題

2.1 故障問題分析

電廠壓差流量計測量誤差偏大的原因包括設計和安裝兩個方面。從設計方面來看，選擇不合適的流量計型號、規格或量程范圍，會導致測量誤差增大。流道設計中存在阻力過大的部位，如彎頭、節流裝置等，會引起流體壓降增大，進而影響測量結果。設計中未考慮溫度和壓力對流量計測量結果的影響，沒有進行合適的補償處理，也會導致測量誤差增大。

從安裝方面來看，在安裝時未考慮流體的紊動、回旋和不穩定因素，或安裝位置與其他設備太近，會使流量計受到干擾，影響測量的準確性。流量計的安裝姿態與設計要求不符，如傾斜、不水平等，會對測量結果產生較大的影響。進口和出口管道的流動條件差異較大，也會導致測量誤差增大。

2.2 檢修處理措施

針對因設計因素導致的故障問題，首先可以引入氣體可膨脹性系數。在計量過程中，溫度和壓力變化會導致氣體體積發生變化，進而影響流量測量結果。為消除影響，可以計算出相應氣體的可膨脹性系數，將其用于準確計算氣體的實際流量。其次，可以引入氣體的壓縮系數。當氣體通過管道或儀表時，由于流動和壓縮效應，氣體的密度會發生變化，進而影響流量的測量。為解決此問題，可根據氣體的壓縮系數進行補償。通過使用正確的壓縮系數，消除由氣體壓縮引起的測量誤差，提高儀表的準確度[5]。最后，根據蒸汽的熱力學性質和流體狀態方程，計算出相應的密度參數，并將其用于準確計算蒸汽的實際流量。

針對安裝因素導致的故障問題，首先根據實驗室標定的結果，調整直管段長度，滿足流量計對于直管段長度的要求。合理選擇直管段長度可以減小流動阻力和湍流產生的影響，保證測量結果的準確性。其次，確保節流元件的安裝同軸度誤差不超過5%。在安裝過程中，應該仔細檢查節流元件與管道的同心度，避免偏心安裝導致的測量誤差。同時，確認法蘭取壓孔板處儀表的直徑比不小于0.6，以減小測量誤差，提高測量精度。再次，在選擇安裝位置時，注意上游管道的內徑。上游管道的內徑小于150 mm，可以減少流速變化的影響，提升測量的準確性[6]。最后，注意控制墊片的厚度和緊固螺栓的力矩。墊片厚度過大或過小以及緊固螺栓力矩不合適，都會引起儀表的不穩定、泄漏等問題，進而影響測量結果的準確性。

3 電廠熱控儀表故障預防措施

3.1 定期檢修維護

為預防電廠熱控儀表出現故障，需落實定期檢修維護工作。第一，定期清潔。定期清潔熱控儀表，確保其表面無灰塵、油污或其他雜物。第二，緊固連接部件。檢查所有連接部件，包括螺釘、螺母、接頭等，確保它們處于良好的工作狀態，并加以緊固。第三，更換老化零部件。定期檢修時，應檢查并更換老化零部件，確保設備的可靠性和精度。第四，檢查電源和線纜連接。檢查熱控儀表的電源線和信號線連接情況，確保連接穩定可靠。如果發現有松動、損壞或老化的情況，應及時修復或更換。第五，測試和記錄。在檢修維護過程中，要進行必要的測試，并記錄測試情況。使用標準校準設備測試熱控儀表的功能和性能，并記錄測試結果，便于查證和后續分析[7]。通過定期檢修維護，可以最大限度保證熱控儀表的穩定性和可靠性，提高生產效率，降低故障風險。

3.2 控制儀表安裝條件

熱控儀表是測量和控制的關鍵設備，為保證其正常運行和準確性，需要對環境條件進行管理。在安裝儀表時應選擇清潔、干燥、無塵的環境，并做好儀表的密封保護，避免污染物的進入。有害氣體或腐蝕性氣體可能會損害熱控儀表，因此應使用適當的壓力調節和流速控制裝置，確保氣體的壓力和流速維持在安全范圍內，減少對儀表的腐蝕。采取必要的絕緣措施，如使用絕緣外殼、絕緣材料等，保護儀表免受外界電磁場的干擾[8]。熱控儀表對周圍環境的溫度和濕度比較敏感，溫濕度過高或過低都可能影響其工作性能。因此，在選擇安裝位置時要考慮環境的溫濕度條件，并根據要求適當進行調節和控制，確保儀表在適宜的溫濕度條件下運行。通過控制污染物、腐蝕性氣體等物質的含量、采取相應的保護措施以及定期檢測維護，能夠最大限度避免環境因素對熱控儀表的影響。

3.3 定期校準儀表

為了預防儀表故障，確保其準確性，應定期進行儀表校準，具體校準流程如下。第一，設定校準周期。根據儀表使用說明書，確定校準周期。通常情況下，校準周期根據儀表的穩定性和精度要求來確定，一般為6 個月至1 年[9]。第二，選擇合適的校準標準器。根據具體的儀表類型和參數要求，選擇合適的校準標準器，標準器的準確性要高于被測儀表的精度要求，以確保校準的準確性。第三，準備校準程序。根據儀表的校準要求和標準器的使用說明書，準備校準程序，包括校準的步驟、校準點的選擇以及記錄校準結果表等內容。第四，進行校準操作。按照校準程序，使用標準器來校準儀表。校準操作要嚴格按照要求進行，確保在標準條件下校準儀表。第五，記錄校準結果。在校準過程中，記錄每個校準點的實測值和標準值，并計算偏差值[10]。第六，分析校準結果。對校準結果進行分析，判斷儀表的準確性和穩定性。如果偏差較大或儀表存在故障，應及時采取修復措施或更換設備。第七，完善校準記錄。記錄校準結果并進行保存，建立校準管理系統，定期復查和分析校準結果，根據校準結果制定儀表的維護、保養和更換計劃。通過定期校準，可以及時發現儀表的偏差和故障，預防因儀表不準確導致的操作失誤和設備故障，提高電廠的運行安全性和效率。

4 結語

熱控儀表是保障電廠正常運行和安全生產的關鍵設備。通過分析熱控儀表的故障原因，可以深入了解儀表的工作原理和使用特點，提出有針對性的預防措施，包括定期檢查、定期校準等。提前采取儀表故障預防措施，有助于電廠安全運行，提升設備的可靠性和穩定性，降低維修和更換設備所需的費用，延長設備的使用壽命，對于推進熱電廠可持續發展發揮重要作用。