自动化控制技术在火电厂热工仪表中的应用

周 磊

（陕西渭河发电有限公司，陕西 咸阳 712085）

1 火电厂热工仪表自动化控制技术概述

火电厂中的热工仪表具体指电厂生产时应用到的仪器设备，包含压力仪表、温度仪表、流量仪表以及液位仪表。热工仪表自动化控制技术就是利用计算机系统、热能工程与智能仪表设备，对生产中的热工参数展开监测，使各项参数逐渐适应火电厂的生产变化情况，减轻人工压力，实现各生产信息的自动化控制与处理。

从热工仪表自动化控制技术组成看，热工仪表由智能仪表、信息技术与计算机技术组成，融合热能工程理论，以热能电力参数的监测和管控为目的，以便积极响应各类故障问题。分析该技术的应用优势，主要体现如下：热工仪表自动化技术更详尽，技术应用时涉及到网络技术、自动控制技术以及信息技术等高新技术，为热工仪表的自动化运行带来安全性和可靠性保障；热工仪表自动化设备更加智能，可以对热工仪表展开智能化监控，提升火电厂内各项设备运行的安全性，为火电厂提供和谐稳定的生产环境[1]。

2 自动化控制技术在火电厂热工仪表中的应用

2.1 表盘与设备安装

将自动化控制技术应用于热工仪表，使火电厂热工系统具备精密化特点。热工仪表安装之前，应制定可实施的设计方案，通过合理的安装和调配，确保热工仪表能够发挥作用。针对热工仪表表盘与设备的安装，以下建议可供参考：了解热工仪表设备的功能，清点仪表数量，做好热工仪表校验工作，保证仪表性能完好且处于工作状态，所有参数运行正常，没有潜在的故障威胁；对热工仪表展开定值测试，以保证热工仪表达到系统自动化控制需求；热工仪表安装时应选择相适应的工艺，按照相应的技术标准和顺序进行表盘台柜安装，为后续的调试和试运行工作提供便利条件。

安装热工仪表时，工作人员需严格按照《工业自动化仪表工程施工与验收规范》《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》等依据内容展开安装工作。根据准备工作、仪表设备检查、仪表安装以及验收的流程完成工序。现场安装时，一般表中心应距离地面1.2 m，以便人们对仪表进行观察与维修。热工仪表不应受机械振动影响，且仪表应远离高温管线和磁场环境。安装时应用的螺栓与螺母需符合设计标准。以温度仪表安装为例，要求安装双金属温度计或水银温度计时，仪表盘面要方便人们观察。如果仪表需要在管道上安装，测温元件应与管道垂直或者保持45°左右的倾斜，测温元件需要插入250 mm以上的深度。建议将温度计感温面和被测表面接触，保证测量数据的准确性。压力式温度计的温包应在被测介质中浸入，温度变化不能过大，必要时应采取有效的隔热措施[2]。

使用全自动压力校验台可对压力表进行校验，检定压力表、压力变送器与压力传感器的使用情况，精度可达到0.05级。设备造压范围如下：微压为-20～20 kPa，真空为-0.1～0 MPa，气压为0～6 MPa，水压与油压为0～60 MPa。某企业生产的热工全自动检定装置准确度高达0.005%，分辨率为0.1 μV、0.1 mΩ，检测时可对采样数据展开数字滤波去除。

2.2 管路铺设与配线安装

热工仪表自动化控制技术应用中，相关管路的铺设需要做好测量与电源管理工作。管路铺设需要经过不断调整，确定设备的具体安装位置，以便日后热工仪表的维护与保养，避免热工仪表处于电磁干扰区域，保证热工仪表正常运行。为热工仪表接线时，应考虑接线的完整性，使设备运行能够协调，满足火电厂电力生产的监控效果。敷设线路时，应确保热工仪表在安装之前已经完成吹灰清扫工作，随后使用封口胶带将该处密封，确保没有灰尘再次进入。此外，对热工仪表展开检查，保证设备外部没有裂纹或者锈蚀等问题。管线的敷设应坚持美观大方的原则。管路走向应该科学合理，减轻管线敷设成本，方便后期维护。线路应与主体结构保持平行，但不能影响设备安装。管路水平敷设时应带有一定坡度，倾斜方向应确保气体和凝结液从管路中排出。如果无法避免这一问题，建议在最高点安装排气阀或者在最低处安装排水阀[3]。

2.3 吹扫管路与调试

安装热工仪表时，应及时清扫管路内灰尘与杂物，保证管路吹扫工作质量，为热工仪表设备的调试奠定基础，保障数据传输质量，避免数据传输过程中发生失真问题。当热工仪表处于高温或高压环境内，应对热工仪表管路展开单独试压，调试后结合具体的安装工艺，在控制室中二次联校，保障热工仪表内数据的可靠性。

2.4 自动化运行

当热工仪表安装、调试完成后，要求人们对热工仪表展开试运行，观察仪表内参数是否正常，从中及时发现风险和隐患问题，通过调整参数和改进设备，降低设备故障率，保证热工仪表正式运行后能够提升火电厂电力生产质量。热工仪表自动化试运行中，大型仪表装置内的数据需要独立衡量，通过检查与分析数据，确保大型热工仪表运行稳定。机组试运行中，要求工作人员不能只观察设备运行的数据，还要测试关联设备，分析相关性能。在热工仪表联动试运行时，应将仪表和机组设备看为整体，当系统运行超过80 h时检测系统的运行情况。建议工作人员检测热工仪表设备压力情况和温度情况，测试温度仪表和液位仪表，以保证热工仪表在火电厂中可以自动运行。

3 热工仪表自动化技术的常见故障与处理

3.1 分析热工仪表自动化技术的前后故障状态

火电厂生产中，各类化工仪表运行时经常出现不同程度的故障，要求工作人员仔细对比故障，分析故障发生前与故障发生后的各项数据，根据仪表安装与设计方案，结合热工仪表功能定位，判断热工仪表故障类型，进而得出故障维修方向。比如，应用热工仪表自动化系统时，人们会记录一些原材料、工艺参数或机组负荷参数，且所有数据带有备份。通过分析参数内容，维修人员基本可以确定故障原因，从而找出发生故障的设备与元件，判断其属于破损还是老化问题。最后，确定更换或维修仪表，解决故障问题。

3.2 分析热工仪表的故障参数

应用热工仪表时，相关参数曲线经常发生变化，但这种变化应有规律可循。如果参数变化程度较大或曲线波动明显，说明热工仪表在运行中可能发生了故障。面对这一情况，要求工作人员积极展开热工仪表的参数评定。当数据波动超出一定范围时，则判定热工仪表处于故障状态，要求火电厂实施仪表维护方案，并按照上文所述方式找出故障原因予以排除。热工仪表自动化技术应用中，死线是最常见的故障，而DSC仪表运行故障也时常发生。故障状态下，建议结合仪表设备显示数据和故障形式判定故障类型。比如，热工仪表上数据产生了无规律波动，手动无法控制仪表，说明仪表可能存在工艺性故障。如果温度仪表出现了滞后性，应分析热电阻、补偿导线或变送器是否出现故障。如果温度仪表的振荡激烈，建议维修人员检查PID调整情况。

4 热工仪表自动化技术的未来发展趋势

随着我国电力行业的发展，电力科技的进步为火电厂热工仪表自动化控制技术的应用提供了保障，但同时对该技术提出了更高的标准与需求。虽然热工仪表自动控制技术已经在电力企业中使用，但技术运行时依然存在故障问题。随着高智能器械仪表技术、电子信息技术、网络技术、计算机技术、热能工程理论技术以及自动控制技术的逐步研发，这些科技成果将与热工仪表自动化控制技术相融合，应用于火电厂日常生产与管理。下面将分析热工仪表自动化技术的未来主要发展趋势。

（1）综合自动化的发展趋势。火电厂应将未来经营与发展目标作为落脚点，做好火电厂生产全过程的质量管控，并为企业经营和管理提供技术支持，结合火电厂过程控制、监控信息和管理信息，实现生产资源的高效配置，提升火电厂的经济效益、社会效益与生态效益。

（2）控制一体化的发展趋势。当前，热工仪表自动化控制技术的应用需要依赖火电厂现场总控制技术，在检测信号时需要使用模式信号形式，将无法发挥热工仪表自动化技术的显著优势。未来，建议将电气控制一体化持续发挥，采用接入执行器与传感器的方式，节省电缆设施和安装成本，提升热工仪表的安装效率。

（3）技术高性能化的发展趋势。如今我国热工仪表自动化控制技术水平还不够高，人机对话界面问题未得到解决。未来，随着火电厂运行与技术的创新，将会有更多功能融入热工仪表自动化控制系统。例如，PC结构为热工仪表控制功能发挥提供了技术支持。

5 结 论

热工仪表自动化控制技术是当前火电厂中应用较为广泛的技术之一，有利于提升火电厂电力生产效率，保证电力安全生产。随着技术的革新与发展，要求火电厂以及其他电力企业不断强化热工仪表自动化控制技术的使用，掌握技术优势与重点，寻找不足加以改进，做好各项故障的排查和处理，以提升企业电力运行质量。