王 偉

（上海大屯能源股份有限公司發(fā)電廠 江蘇 沛縣 221611）

提高發(fā)電廠熱控測(cè)量設(shè)備可靠性的探討

王 偉

（上海大屯能源股份有限公司發(fā)電廠 江蘇 沛縣 221611）

本文通過(guò)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)性能、安裝位置、安裝方法、接線方式、操作方式、維護(hù)保障、專業(yè)管理等方面分析火電廠熱控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障產(chǎn)生的根源和可能出現(xiàn)的危害，提出了改善測(cè)量設(shè)備可靠性的方法，對(duì)熱控系統(tǒng)測(cè)量設(shè)備使用、調(diào)試和維護(hù)有一定的借鑒作用。

火電廠熱控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；可靠性

0 引言

隨著我國(guó)火力發(fā)電裝機(jī)容量和運(yùn)行參數(shù)的不斷提高，熱控系統(tǒng)扮的作用日趨上升，熱控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)熱力設(shè)備及其系統(tǒng)的工況進(jìn)行測(cè)量和控制。熱工測(cè)量和儀表遍布火力發(fā)電廠的各個(gè)部位，它是保障機(jī)組安全啟停、正常運(yùn)行、防止誤操作和及時(shí)處理故障等非常重要的技術(shù)裝備，是火力發(fā)電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度等必不可少的設(shè)施。測(cè)量顯示失準(zhǔn)會(huì)嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，所以非常有必要分析影響熱控系統(tǒng)測(cè)量設(shè)備可靠性的方方面面因素，并采取措施提高熱控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的安全可靠性和準(zhǔn)確性。

測(cè)量系統(tǒng)可靠性分析：測(cè)量系統(tǒng)一般由檢測(cè)元件及取壓部件、檢測(cè)儀表、顯示儀表、輔助件等四部分組成。任一部分故障都會(huì)或大或小導(dǎo)致測(cè)量失準(zhǔn)。

1 溫度測(cè)量

1.1 安裝位置

測(cè)溫元件應(yīng)安裝在能實(shí)際表示被測(cè)溫度、盡量不受劇烈振動(dòng)和沖擊的地方。如出口煙溫，空預(yù)器出口一、二次風(fēng)溫等寬度較大的煙風(fēng)道溫度測(cè)點(diǎn)的布置，布局不合理將導(dǎo)致的溫度測(cè)量偏差會(huì)很大。另外對(duì)于泵、風(fēng)機(jī)本體和電機(jī)軸承溫度熱電阻安裝時(shí)需保證探頭長(zhǎng)度達(dá)到被測(cè)面,以提高測(cè)量的可靠性和準(zhǔn)確性.

1.2 保護(hù)套管

在高溫、高壓及高速流體沖擊的場(chǎng)合，必須有足夠強(qiáng)度的保護(hù)套管以保證測(cè)溫元件正常、安全工作。保護(hù)套管壁厚的增加會(huì)提高應(yīng)力強(qiáng)度，但壁厚的增加相應(yīng)會(huì)導(dǎo)致傳感器熱惰性的增加，需合理設(shè)計(jì)和選擇保護(hù)套管。保護(hù)套管與被測(cè)管路連接部位外圍注意防腐，防止出現(xiàn)腐蝕后需要更換時(shí)無(wú)法取出。磨損較大部位如床溫，應(yīng)采用抗震耐磨保護(hù)管，介質(zhì)流速較大的低壓管道如汽機(jī)循環(huán)水管道要考慮保護(hù)管的強(qiáng)度，熱電偶在測(cè)量溫度較高時(shí)，應(yīng)選擇合適的保護(hù)套管并垂直安裝，以避免保護(hù)套管長(zhǎng)期工作后變形彎曲，溫度元件無(wú)法拔出檢查校驗(yàn)等。

1.3 屏蔽、系統(tǒng)接地

工作中經(jīng)常出現(xiàn)風(fēng)機(jī)電機(jī)線圈溫度顯示失準(zhǔn)，熱電阻阻值正常，只要把線拆下來(lái)對(duì)地短一下，信號(hào)就恢復(fù)正常。過(guò)一段時(shí)間又會(huì)出現(xiàn)同樣問(wèn)題。后來(lái)發(fā)現(xiàn)是因?yàn)橄到y(tǒng)接地不良，電纜屏蔽不規(guī)范引起電磁干擾產(chǎn)生感應(yīng)電荷不斷積累引起信號(hào)漂移。規(guī)范的系統(tǒng)接地和電纜屏蔽（避免測(cè)溫回路屏蔽線兩端接 地）對(duì)測(cè)量的可靠性有很大的影響。對(duì)一些重要的溫度信號(hào)在機(jī)組檢修過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行屏蔽線的檢查。

1.4 測(cè)量回路

為提高測(cè)量的準(zhǔn)確可靠性要求測(cè)量回路做好以下幾點(diǎn)：1）規(guī)范熱電偶、熱電阻接線，注意防止接線柱與蓋子短接造成接地 （必要時(shí)在接線柱和蓋子之間加絕緣材料），導(dǎo)線不能剝得太長(zhǎng)，引起接地，剝得過(guò)短，接在絕緣層上引起開(kāi)路等；2）規(guī)范溫度引出線位置，杜絕引出線靠近高溫?zé)嵩矗佑|設(shè)備快口或保溫鐵皮等造成熱電偶、熱電阻開(kāi)路或短路；在風(fēng)機(jī)軸承溫度、汽機(jī)推力瓦溫度、金屬溫度等處要引起足夠的重視；3）在相同引線情況下，溫度誤差從大到小依次為三線制熱電阻接成二線制，四線制熱電阻接成二線制度，四線制熱電阻接成三線制；4）DCS中熱電偶的溫度測(cè)量，應(yīng)盡可能采用連接屏蔽補(bǔ)償導(dǎo)線直接進(jìn)入DCS柜；5）電纜敷設(shè)時(shí)，熱電偶、熱電阻的信號(hào)電纜不應(yīng)與動(dòng)力電纜、控制信號(hào)電纜走同一線管。

2 壓力和差壓測(cè)量?jī)x表

2.1 安裝位置

壓力測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇在管道或煙道的直線段上，不應(yīng)該設(shè)在有渦流或流動(dòng)死角的地方，應(yīng)避開(kāi)各種局部阻力，如閥門(mén)、彎頭。測(cè)量低于0.1MPa的壓力時(shí)，應(yīng)盡量減少由于液柱高度引起的附加誤差，必要時(shí)進(jìn)行修正；鍋爐一次風(fēng)母管、二次風(fēng)母管壓力應(yīng)考慮各燃燒器的阻力、汽機(jī)潤(rùn)滑油壓從安全角度出發(fā)應(yīng)選擇在油管路末段壓力較低處等，測(cè)量開(kāi)孔位置應(yīng)選擇有代表性的地方進(jìn)行開(kāi)孔，在同一處的壓力或溫度測(cè)孔中，用于自動(dòng)控制系統(tǒng)的測(cè)孔應(yīng)選擇在前面，測(cè)量、保護(hù)與自動(dòng)控制的測(cè)點(diǎn)一般不合用一個(gè)測(cè)孔。

2.2 正確啟動(dòng)和停運(yùn)變送器

變送器調(diào)校前，腔體內(nèi)殘存的液體要吹盡，變送器投運(yùn)后要及時(shí)排出變送器腔體內(nèi)及外部?jī)x表管路的殘留氣體。正確的投用差壓變送器，高低壓側(cè)閥門(mén)的開(kāi)啟要按照一定的順序執(zhí)行。開(kāi)啟的方法是先打開(kāi)平衡閥，使正、負(fù)壓室相通，再打開(kāi)高壓閥，關(guān)閉平衡閥，最后開(kāi)啟低壓閥，以防止差壓變送器不受單向壓力沖擊。

2.3 汽水系統(tǒng)伴熱

儀表管道的敷設(shè)環(huán)境溫度為5～50℃，否則應(yīng)有防凍措施，伴熱溫度過(guò)高造成測(cè)量異常，虛發(fā)信號(hào)，由于儀表管伴熱溫度過(guò)高，或高低壓側(cè)伴熱不均勻?qū)е缕徊顗菏剿粶y(cè)量失準(zhǔn)保護(hù)拒動(dòng)。變送器在環(huán)境溫度低于-3℃，儀表管結(jié)凍的情況下，容易出現(xiàn)死機(jī)，零位出現(xiàn)較大漂移等現(xiàn)象，因此確保儀表管伴熱和保溫柜內(nèi)加熱正常工作對(duì)變送器正常工作是非常重要的。此外，冬季停爐后，測(cè)點(diǎn)一次閥后管路的積水都要排空。汽水系統(tǒng)儀表管泄漏時(shí)，高溫高壓系統(tǒng)導(dǎo)壓管泄漏一般出現(xiàn)在保溫柜內(nèi)，主要是接頭和排污閥處泄漏，泄漏除影響自身的測(cè)量外，高溫高壓蒸汽對(duì)柜內(nèi)其它變送器也會(huì)產(chǎn)生威脅，對(duì)那些諸如汽包水位、汽包壓力、給水流量等冗余的變送器最好不要安裝在同一個(gè)保溫柜內(nèi)。

2.4 風(fēng)煙系統(tǒng)

對(duì)于測(cè)量含灰塵量較多的氣體壓力（如爐膛壓力）時(shí)加裝取樣吹掃裝置防止堵塞。爐膛壓力微吹風(fēng)裝置的風(fēng)量要調(diào)整合適，要在確保不影響爐膛負(fù)壓測(cè)量的基礎(chǔ)上達(dá)到最好吹掃效果；風(fēng)煙系統(tǒng)導(dǎo)壓管積液：通過(guò)在最低處設(shè)置排污閥定期進(jìn)行冷凝液體的排出；壓力開(kāi)關(guān)：在線的壓力開(kāi)關(guān)應(yīng)完整無(wú)損，緊固件不得有松動(dòng)現(xiàn)象、可動(dòng)部分應(yīng)靈活可靠。內(nèi)部不得有切削、殘?jiān)入s物。保護(hù)調(diào)壓范圍選擇：保護(hù)調(diào)壓范圍的選擇與壓力開(kāi)關(guān)的設(shè)定值有關(guān)，選擇的原則是應(yīng)使設(shè)定值大于壓力開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)范圍上限的30%，并盡量接近調(diào)節(jié)范圍的上限。計(jì)量檢定規(guī)程要求設(shè)定點(diǎn)可調(diào)的控制器，應(yīng)不小于15%～95%，為提高保護(hù)動(dòng)作的可靠性，這就要求把好壓力開(kāi)關(guān)的選型工作。工作壓力的選擇：應(yīng)保證最大壓力有足夠的裕度來(lái)滿足用戶工作壓力的要求，否則無(wú)法保證壓力開(kāi)關(guān)的正常使用。另外以膜盒為彈性感壓元件的壓力開(kāi)關(guān)，量程范圍較小，多用于測(cè)量風(fēng)煙系統(tǒng)的壓力或負(fù)壓。

2.5 水位測(cè)量

相對(duì)于溫度、壓力的測(cè)量，水位測(cè)量的準(zhǔn)確可靠性要難很多，汽包水位，加熱器水位、熱井水位都有不同的技術(shù)要求。為了提高差壓式汽包水位測(cè)量系統(tǒng)的可靠性，鍋爐汽包水位控制取自3個(gè)獨(dú)立的差壓變送器進(jìn)行汽包壓力修正及邏輯判斷后的信號(hào)，構(gòu)成三冗余測(cè)量系統(tǒng)的每套差壓式汽包水位測(cè)量系統(tǒng)均采用獨(dú)立的測(cè)量孔、單室或雙室平衡容器、取樣管路、獨(dú)立的差壓變送器（及對(duì)應(yīng)的壓力變送器）、獨(dú)立輸入/輸出模件、獨(dú)立的水位計(jì)算和修正回路。引入分散控制系統(tǒng)，（DCS）的冗余控制器。鍋爐汽包水位控制和保護(hù)分別設(shè)置了獨(dú)立控制器，一旦在水位控制的控制器中計(jì)算出的水位超過(guò)保護(hù)定值，則通過(guò)硬接線送到水位保護(hù)的控制器中，進(jìn)行邏輯處理。從日常維護(hù)角度出發(fā)汽包水位測(cè)量系統(tǒng)的維護(hù)主要包括以下內(nèi)容：1）利用停爐機(jī)會(huì)根據(jù)汽包內(nèi)水痕跡核對(duì)水位計(jì)的“零位”；2）鍋爐啟動(dòng)前后對(duì)水位測(cè)量容器進(jìn)行水平衡校驗(yàn)，確保安裝位置合格；3）鍋爐正常運(yùn)行中定期核對(duì)各個(gè)汽包水位測(cè)量裝置間的示值偏差，當(dāng)偏差超過(guò)30mm時(shí)應(yīng)盡快找出原因，進(jìn)行消除；4）機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行汽包水位實(shí)際動(dòng)試驗(yàn)；5）鍋爐啟動(dòng)升壓到一定壓力進(jìn)行變送器排污；6）設(shè)置水位變送器校驗(yàn)、安裝質(zhì)量監(jiān)督點(diǎn)，確保一次原件可靠準(zhǔn)確；7）規(guī)范測(cè)量筒、閥門(mén)、保溫、伴熱的安裝。此外，除氧器水位、熱井水位要考慮到真空吸走平衡容器參比水柱的影響等方面。

3 輔助件

為提高測(cè)量系統(tǒng)的可靠性，就輔助件而言需做好以下幾點(diǎn)：1）完善現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的標(biāo)識(shí)標(biāo)牌，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的功能和重要性，選擇不同的標(biāo)牌顏色加以區(qū)分；2）規(guī)范電纜的敷設(shè)，尤其是熱電偶、熱電阻、4～20mA信號(hào)電纜與控制電纜、電源電纜的分層敷設(shè)，杜絕走同一管線。3）做好現(xiàn)場(chǎng)“五箱”的防水，杜絕由于進(jìn)水導(dǎo)致信號(hào)短路。4）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，選擇耐高溫電纜，耐高溫補(bǔ)償電纜。靠近高溫管道等熱源的電纜需做好隔熱措施。5）定期檢查現(xiàn)場(chǎng)控制柜冷卻風(fēng)扇的運(yùn)行情況。6）電纜、導(dǎo)線、補(bǔ)償導(dǎo)線的規(guī)范屏蔽；7）規(guī)范接線工藝，無(wú)用的裸線應(yīng)包扎好放入接線槽中。8）熱控系統(tǒng)接插件主要存在的問(wèn)題有接觸不良、固定不良、絕緣不良等。在DCS端子板與I/O模件、振動(dòng)探頭與前置器或卡件、火檢探頭與卡件、部分熱電阻回路中多次出現(xiàn)由于接插件接觸固定不良引起的信號(hào)測(cè)量故障。為提高接插件的可靠性，一方面需采取機(jī)械鎖緊，另一方面接插件的固定方式，安裝環(huán)境也要引起重視。

4 結(jié)束語(yǔ)

熱控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可靠性的提高要從方方面面考慮，任一細(xì)小的疏忽都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，相信通過(guò)從技術(shù)上、管理上采取相應(yīng)有效的措施，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的可靠性必然會(huì)有一個(gè)大大的提升。

［1］熱工儀表檢修[M].3 版.中國(guó)電力出版社，2003，9.

［2］熱工儀表及自動(dòng)裝置[M].2 版.中國(guó)電力出版社，1999，9.

王偉（1978.9.28—），男，2007年7月畢業(yè)于上海電力學(xué)院，現(xiàn)工作于上海大屯能源股份有限公司發(fā)電廠，工程師，熱控專業(yè)。

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