火力发电厂热工仪表自动化的安装及现场故障分析

李晨晖

摘 要 现阶段，机械化、自动化作业逐步取代了传统的人力，实现了生产的高效率，尤其是自动化仪表在工业生产设备中的应用，更是提高了整体生产系统运行的可靠性与安全性，确保了对生产的有效控制，为企业创造了更大的价值。但是，其中的热工仪表安装使用还存在一定问题，严重阻碍着火电厂热工自动化系统的健康运行，所以需要对热工仪表涉及的相关内容多加研究与了解，从而把握仪表安装要点，有效安装仪表，并对仪表使用过程中的相关故障问题进行有效处理。

关键词 火力发电厂;热工仪表;自动化;安装;现场故障

1火电厂热工仪表技术特点分析

1.1 具有高新化的技术

热工仪表的自动化技术采用较多的高科技技术，其融入了计算机信息化技术、电子控制技术、热能工程技术等，在以上先进技术的辅助下，使得火电厂正常运行，并不断向高新化的方向发展。

1.2 设备智能化

在科学技术和信息化技术不断发展的情况下，火电厂热工仪表设备自动化，基本上完成了智能化的监视和控制，与此同时，在先进电子计算机的技术支持下，逐渐实现了火电厂生产的智能化与高效化，这对电力能源的高效生产具有重要的促进性作用[1]。

2热工仪表自动化安装分析

火力发电厂的热工控制系统所涉及的范围较广，且较为复杂，通常热工测点分散的距离较远，需要通过较长的施工周期来完成安装，而且受到工艺系统的制约，热工系统中管道系统在完成全部进度的七成之后，热工仪表才开始进入安装的高峰期，投产前留给热工专业的安装调试时间并不多，如何高效可靠不留隐患的安装是热工专业工作的一项难点。

2.1 设备与表柜安装

在安装自动化热动仪表前，务必确认设备完好之后才能够进行自动化热工仪表的安装，同时还应校验远传信号仪表的定值，测试的结果需要符合专业规范和设计原则。仪表电源柜和DCS系统的安装是重中之重，在安装的过程中，对于不符合系统工艺标准的，要及时进行整改，确保一次安装成功。

2.2 管路敷设技术分析

（1）施工准备。在对热工仪表管路进行敷设前，应当对管内部进行清洗，并将管端临时封闭。仪表管敷设前，应结合施工现场的实际情况进行二次设计，以此来确保管路安装的顺利进行。需要注意的是，导管不得安装在容易受到机械损伤或是振动幅度较大且容易受到腐蚀的地方。要对导管的尺寸进行核对，并对其外观进行全面检查。

（2）安装技术要点。管路必须严格按照设计图纸给出的指定位置进行敷设，如果设计图中未对管路敷设位置进行明确规定，则应按照路径最短、便于维护的原则并结合现场实际情况进行敷设。当管路以水平的方式进行敷设时，普通管路的坡度应当>1：100，差压管路则应>1：12，管道不要存在U型布置。针对不同性质测点，取源部件的布置还需考虑直管段距离、就近阀门距离、管道横截面上的安装方位、液柱修正、系统上的布置位置等。与此同时，要在管路的最高或是最低点加装排水或排气阀门，真空压力和凝汽器水位测量回路不得装设排污阀。管路敷设完毕后，应在其两端挂标志牌，并在牌上正确标明名称、编号及其用途等内容。热工仪表自动化管路的安装流程如图1所示[2]。

2.3 管路吹扫与仪表调试

在自动化热工仪表安装的过程中还有一个重要方面，那就是管路的吹扫以及试压，在安装的过程中，如果没有进行管路吹扫和试压，若管道存在异物，通过管路传输的压力信号就会出现失真的情况，这会对仪表测量的实效性造成不利影响;若管道存在泄漏，轻则测量数据不准，重则高温高压测点泄漏直接会造成设备人身伤害。在调试完仪表的单体之后，还应该在系统工艺的指导之下对单体进行试运行，检测设备完整性时需要通过热工连锁试验的方式来进行，主要是检测预警提示、设备系统保护以及连锁回路正确性，注意尽量在就地测点侧实发或模拟发信，保证试验通道的完整性。

3热工仪表自动化的试运行分析

对仪表和系統工艺进行检验的重要方式就是通过热工仪表自动化的试运行来实现，一般在设备安装完成以及热工连锁试验之后进行试运行。首先要对单体单系统试运行，仪表的数据值是通过传动设备的运转来检测的，出口压力值、入口压力值、泵出口数据值轴承温度值是检测的主要方面。其次，在除了检测大型机组运转过程中必要的数据外，还要测试连锁系统，这是为了确保自动化热工仪表能够在日后的生产过程中可以远程操作和就地操作，同时测试系统保护有效。所有的自动控制系统包括控制室紧急按钮、DCS系统、就地仪表等设备在联动运行时都需要在运行状态，参照系统工艺和设计标准的要求，确保设备在联动运行时安全运行规定小时后才能通过试运验收[3]。

4热工仪表使用期间的现场故障分析

4.1 常见故障分析

破坏故障。该种故障多发生在热工仪表运行期间，由于仪表本身的质量性能缺陷、设计选型安装不当及外部因素影响，就会出现该种故障，致使仪表参数异常，不能正常反应系统的运行质量。例如，脉动压力测量系统，未选用耐震压力表、二次阀后未加装缓冲管，此压力表其使用寿命将大大缩短;火电厂给煤机测量给煤量，称重传感器处，若掉入具有一定的冲击力的煤块，传感器会在冲击力影响下直接出现跳变或导致切容积故障，若煤粉积存堵塞也会致使仪表发生测量偏差情况，所以，此种具有较强破坏作用的故障具备突发性特征，问题出现后需要检修人员快速找到故障地点进行解决，以此来让系统可以继续正常的进行电能生产。

密封故障。主要指在安装过程，仪表设备的电缆线孔没有很好的封堵，最终导致液体、潮气、粉尘沿着密封不严处进入仪表内部，短路仪表电气回路，最终引发故障;设备安装开孔位置不当，例如接线盒或设备存在上进线设计，不符合安装设计规范;具备一定防水等级的设备组件之间的密封圈在长期高温运行期间也较易老化，造成防水等级下降而影响设备可靠性。

回路故障。热工就地设备分散，就地仪表信号传输至DCS机柜通常距离较远，部分中途存在一个甚至多个中间接线盒，越多的转接造成更多的故障环节，线路存在没有进行正确连接、接触不良、接地、串入强电等情况，或者电缆屏蔽非连续造成多点接地而引入干扰，从而导致设备受损，出现回路故障，影响仪表数据的有效读取。

腐蚀故障。热工仪表金属外壳的耐腐蚀性较差，长期在火电厂进行生产应用极易发生腐蚀问题，若金属壳被严重腐蚀且没有重新更换时，就会发生仪表外盖及螺丝松脱问题，从而导致仪表内部故障;热工仪表大部分采用直接测量法，仪表与所测介质存在局部接触，而火电厂中所测部分介质存在腐蚀、结垢特性，得不到适当的维护同样也会影响测量可靠性[4]。

5故障处理措施分析

5.1 破坏故障

由于此种故障难以提前预防，故在设计时，就一定要考虑好所测介质的特性，务必做到选型正确，严格按照行业规范标准进行安装。同时还需考虑设备安装周边的环境，对如有煤块冲击的传感器加装防护罩盖，在容易发生煤粉堵塞的区域加装仪用气吹扫，以降低破坏性故障所致的不良影响。

5.2 密封故障

针对该问题则可以要求仪表设备采购人员在购买仪表时，对仪表质量性能多加重视，选购性价比高、质量合格的产品，安装时重点检查电缆、密封头的安装质量及开孔方向，要求仪表与密封头以及电缆要实现完全的匹配，以此才可以有效地密封电缆和密封头，不会出现两者之间的连接松动现象，密封性能满足仪表设备运行要求;对于恶劣环境运行的设备需要在检修项目中列入检查密封圈工作，及时更换老化的密封圈。

5.3 回路故障

仪表信号回路故障，故障点通常较为隐蔽，可采用分段法，逐段排查来确认故障段，从线到点再确认故障点;此类故障通常为安装阶段埋下的隐患，故设备安装人员需要注重仪表安装与检修的过程，严格按照规范标准进行安装作业，避免出现漏接、错连、不重视抗干扰工作等错误，影响仪表回路正常工作。

5.4 腐蚀故障

在处理此种故障问题时，要求检修人员对于火电厂生产区域内工作环境做好了解，尤其注重设备防水工作，尽量远离腐蚀性介质周边;加强日常设备巡检工作，若发现仪表设备表面出现裂纹、缝隙等问题，及时进行修复更换，以此减少腐蚀故障的频繁发生;若所测介质存在腐蚀、结垢特性，需要做好设备选型，同时在检修项目中增加检查清垢等定期工作[5]。

6结束语

火力发电厂的仪表自动化安装不仅关系到各设施的正常运行和仪表的使用寿命，而且关系到工作人员的人身安全和发电厂的经济效益，其重要性不言而喻。总之，自动化仪表在如今的工业生产中是比较常见的装置，其实际安装的过程有着一定的复杂性，企业在自动化仪表的实际安装中要注意质量以及进度的控制，各方面设备需要进行严格的检查，做好安装前的各类准备工作，并对人员展开严格的培训，提升自动化仪表的整体质量，满足相关的技术要求，这是需要各个部门进行严格配合的。

参考文献

[1] 王丙寅.火电厂热工仪表中自动化技术的应用探析[J].科技风，2018（13）：181.

[2] 呂巍.火力发电厂的仪表自动化安装与故障探讨[J].科技创新与应用，2016（5）：143.

[3] 叶丽芳.火力发电厂热工仪表自动化的安装及现场故障分析[J].科技创新与应用，2016（35）：131.

[4] 应向阳.电力系统中热工仪表自动化的安装运行要点分析[J].中国高新技术企业，2015（12）：70-71.

[5] 张定宇.电厂热工仪表典型故障分析[J].应用能源技术，2019（4）： 44-46.