简析火力发电厂热工自动化仪表应用及故障排除方法

摘 要：随着社会的发展与进步，利用热工仪表进行测量，可以为火力发电厂的运行奠定基础。但是，热工仪表在运行的过程中，也会出现一定的故障问题，针对这些故障问题需要采取有效的措施进行排除，从而保障其作用可以最大限度的发挥出来。本文主要介绍热工自动化仪表的应用原理及故障维护的有关内容，望与业内人士共勉。

关键词：热工；自动化；仪表；故障维护；应用；

引言

在目前的火力发电厂中，热工自动化仪表的应用较为广泛，这种热工仪表的应用在一定程度上保障了机组运行的安全性，实现了对机组各个元件的优化配置，从而推动了机组设备的高效运转。但是就热工自动化仪表在实际中的应用状况来说，其也存在一定的故障问题，这些故障问题的出现，会严重影响到热工自动化仪表作用的发挥，因此，需要采取有效的故障排除措施，以保障火力发电厂可以安全的运行和生产。

1、三大热工自动化仪表介绍

1.1 测温仪表

测温仪表大致的可以分为热电偶温度计以及热电阻温度计。热电偶温度计可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。它由感受件热电偶和用来测量热电偶所产生的热电势的二次仪表组成。由于在一定条件下，热电偶工作端的被测温度t与热电偶所产生的热势E之间有确定的函数关系，即E=f（t），因此，二次仪表测得的电势数值就代表着被测温度。热电偶温度计一般用于测量锅炉烟气温度、锅炉汽包温度以及汽机主气温度等高温环境。

1.2 流量仪表

流量仪表主要由差压式流量计、容积式流量计以及微机型数字流量计，这里主要介绍微机型数字流量计。下图1为微机型流量计的组成框图，此流量计通过三个变送器DBW、DBY、DC对温度、压力以及差压进行测量，然后经过压力转换器将电信号转化为数字量，处理后的数据经运算并显示在屏幕。

1.3 测压仪表

测压仪表主要由扩散硅式压力变送器、波纹管压力计、膜盒微压计三种，这里介绍一下扩散硅式压力变送器。扩散硅式压力变送器是采用了集成电路技术，在半导体硅基底上利用扩散工艺形成应变电阻，利用电阻的变化率与被测压力之间的正比关系得到压力值。特别是由于单晶硅材料具有蠕变量小、弹性滞后小、压阻效应大以及弹性性能高的优势，使得测压的转换效率很高。现今主要的应用于高压蒸汽的测压。

2、热工自动化仪表故障分析及故障排除

在实际应用过程中会出现很多故障，去除产品本身质量问题，主要的故障原因有密封问题、维护不当、人为破坏、非人为破坏及振动问题等五大类。

2.1由于密封问题所造成的仪表故障比例高达60.5%，由于自动化仪表的电缆接线密封不良而使雨水或者其他液体进入仪表内部，从而导致仪表内部电路故障或机械部分润滑不良。针对这种情况，在设备订货时不要疏忽仪表进线电缆的密封接头，而且在选型上要注意接头尺寸与电缆外径相匹配，安装、维护时要按照规范安装并拧紧密封接头；因特殊情况不能可靠密封时可采用硅胶，玻璃胶等封死接口。仪表盖密封不好也是导致故障率较高的另一主要原因，这一原因可导致水或者其他腐蚀性物质进入表内对仪表内部器件进行腐蚀。针对这种情况，维护人员必须选取外壳防护等级较高的仪表，准确安装好仪表盖，并拧紧固定螺丝，必要时可为仪表安装保护箱。

2.2维护不当和人为破坏所造成的故障，可统称为人为因素故障，人为因素造成的故障，主要是由于现场仪表被盗、电厂整体测量系统故障或是在检修过程中不小心损坏电缆等，如果由于仪表或电缆损坏造成的故障，相关人员在发现后要及时联系维修人员，配合管理人员对出现故障的仪表及时进行检修或更换。相关管理人员要做好仪表现场的管理工作，尽量避免仪表被盗情况的出现，尤其是小型仪表零件，更要加强现场管理，尽量减少由于此类原因造成的电厂损失。火力发电厂还应当对现场工作人员进行定期的培训讲座，提高工作人员的检修水平和规章制度意识，让相关人员更多的了解仪表自动化安装过程中需要注意的问题，了解仪表的操作原理、技术误区等，提高其专业素养和道德水准，使得检修人员能够在安装仪表的过程中自觉遵循安装流程，依据一定的标准进行安装，确保仪表的正常运行。

2.3非人为破坏是指在电厂的自动化流水作业过程中，由于非正常情况对热工自动化仪表产生的破坏或者损伤而引起的仪表故障，这种情况出现的概率虽然较低，但由于其突发性和不可预测性，防治比较困难，这种情况要求现场人员集中注意力，对所负责工作一丝不苟，充分检查电厂作业流程，及时发现异常并采取措施以保证作业的正常进行。

2.4振动问题虽然在所有原因中所占的比例不高，但也是不容忽视的问题，常见的有仪表的固定螺丝或者卡套松动、仪表接线不良、焊口裂缝等故障现象。可采取相应的对策如牢固拧紧固定螺丝或卡套，每个螺丝都保证配有防松弹簧垫片，增加橡胶垫、支撑架来缓解振动，加强日常巡检，将隐患消灭在萌芽状态。

3、三大测量参数仪表控制系统故障分析步骤

3.1.温度控制仪表系统故障分析步骤

分析温度控制仪表系统故障时，首先要注意两点：该系统仪表多采用电动仪表测量、指示、控制；该系统仪表的测量往往滞后较大。

（1）温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小，一般为仪表系统故障。因为温度仪表系统测量滞后较大，不会发生突然变化。此时的故障原因多是热电偶、热电阻、补偿导线断线或变送器放大器失灵造成。

（2）温度控制仪表系统指示出现快速振荡现象，多为控制参数PID调整不当造成。

（3）温度控制仪表系统指示出现大幅缓慢的波动，很可能是由于工艺操作变化引起的，如当时工艺操作没有变化，则很可能是仪表控制系统本身的故障。

3.2压力控制仪表系统故障分析步骤

（1）压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动时，首先检查工艺操作有无变化，这种变化多半是工艺操作和调节器PID参数整定不好造成。

（2）压力控制系统仪表指示出现死线，工艺操作变化了压力指示还是不变化，一般故障出现在压力测量系统中，首先检查测量引压导管系统是否有堵的现象，不堵，检查压力变送器输出系统有无变化，有变化，故障出在控制器测量指示系统。

3.3流量控制仪表系统故障分析步骤

（1）流量控制仪表系统指示值达到最小时，首先检查现场检测仪表，如果正常，则故障在显示仪表。当现场检测仪表指示也最小，则检查调节阀开度，若调节阀开度为零，则常为调节阀到调节器之间故障。当现场检测仪表指示最小，调节阀开度正常，故障原因很可能是系统压力不够、系统管路堵塞、泵不上量、介质结晶、操作不当等原因造成。若是仪表方面的故障，原因有：孔板差压流量计可能是正压引压导管堵；差压变送器正压室漏；机械式流量计是齿轮卡死或过滤网堵等。

（2）流量控制仪表系统指示值达到最大时，则检测仪表也常常会指示最大。此时可手动遥控调节阀开大或关小，如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成。若流量值降不下来，则是仪表系统的原因造成，检查流量控制仪表系统的调节阀是否动作；检查仪表测量引压系统是否正常；检查仪表信号传送系统是否正常。

结束语

通过对几种自动仪表的原理及应用的论述，说明了自动化仪表的重要作用以及进行自动化仪表维护的方法。由于震动、维护不当以及密封、非人为破坏等原因致使仪表出现故障，影响了正常的使用，探讨其维护方法具有很大的现实意义，为自动化电厂的运行提供强有力的保障。

参考文献

[1] 蒙赵山.基于热工自动化仪表的技术应用及故障维护[J].建材与装饰. 2010.

[2] 黄汝科，元蕾.浅谈自动化控制系统及热工仪表的维护与管理[J].信息技术与信息化2011.

作者简介：

涂冲（1983-09），男，籍贯：吉林省长春市，学历：本科学历，工程师，研究方向：自控仪表。