电力系统中热工仪表自动化安装及运行微探

中电装备山东电子有限公司 王 林

热工自动化技术已在火电厂中广泛应用,利用安装系统、自动化仪表和相关监测设备对电厂发电工作进行自动化的监控与管理，并进行一定程度的自动化调控，可在确保电厂安全、稳定运行的同时提升相关管理工作的效率。具体而言，电力系统热工仪表自动化是指电厂借助自动控制系统实现热工仪表的自动化测量及信息化处理等工作，电厂应用热工仪表构件自动控制管理系统[1]，首先能使电厂运行时进行自动调节，是其安全运行的基础，也是保证机组安全使用的基础，通过仪表的自动调节、控制功能更好的保持稳定的自适应状态；其次，热工仪表自动化是实现控制系统全面自动化检测的前提，热工仪表能很好的发挥电厂生产监控功能，通过检查、测量各类生产参数，从而反应各设备的生产情况，根据温度、电压等数据监测生产机组的运行情况和仪器故障。

另外，热工仪表自动化还是实现系统自动保护、顺序控制的重要前提，若监测热工参数超过标准数值或无法满足生产需求，即会通过保护系统发出警报，提醒管理者及时采取必要防范措施。可见热工仪表自动运行对于提高电厂生产的安全性、经济性和管理水平，实现电厂科学管理、精确管控均具有重要意义。但实际中热工仪表的安装环境较为苛刻，存在诸多技术难题，后期运行过程中的检修、维护也尚存许多疑难杂症，影响着热工仪表自动化运行的质量[2]。而自动新技术已成为电力系统中热工仪表发展的重点方向和必然趋势，因此需对热工仪表自动化安装及运行进行深入、全面的探讨，以改善热工仪表自动化安装技术和其运行期间的检修、维护等工作，助力电力行业更好发展。

1 电力系统热工仪表自动化安装技术微探

1.1 安装及运输基本要求

热工仪表表盘及相关线路铺设是热工仪表自动化安装的重要工作[3]，也是整个自动化控制系统的重要组成，一般有一些基础的安装要求：相关土建设施施工完成、质检合格后，即可着手安装热工仪表盘，安装过程中应采取保护措施，避免仪表盘损坏；在前期的仪表盘装卸及运输过程中应选用合适的包装箱，采取合适的保护材料，避免表盘因车辆颠簸等情况被擦伤或出现性能损坏；表盘到达施工现场后，按采购内容和相关技术要求全面检查设备，包括表盘有无损坏、设备数量是否对等等内容；表盘安装时需在地面采取铺设橡皮垫等措施，避免表盘与地面直接作用出现损坏，或用叉车等将表盘运输至具体安装地点；若表盘电缆安装需挖孔洞，应在表盘安装或线缆铺设完成后立即封堵空洞，避免灰尘等影响设备及管线的安装质量；仪表安装完成后应及时接通所连接的加热器电源开始干燥处理，由专人制定和完成后续定期检查、维护等工作。

1.2 仪表安装技术要点

仪表设备底座安装时[4]，应根据具体设计图纸技术规范，结合实际安装的尺寸环境下料制作尺寸适宜的仪表盘底座。一般仪表盘底座每米的直线长度偏差不得大于1mm，若采用钢底座且长度大于5m，则全长最大偏差应控制在5mm 以内。当二次抹面施工完成后即可开始安装底座，安装施工时应注意底座表面高于地平面，高出幅度应不大于20mm，安装完成后对底座进行加固并使底座顶面处于水平状态，控制顶面倾斜度小于1%，整体的水平高控制在3m 以内。

正式安装仪表盘前需对仪表盘进行检查，如查看盘面尺寸、型号、规格即是否平整、是否有漆层破损等情况，保证其性能符合设计要求。立盘时可在底座上加装厚度合适的橡皮垫后安装仪表盘，用于连接的螺栓、螺母、垫片等材料应采取防锈处理。另外，任何安装过程均不得在热工仪表盘内部进行焊接等施工，应控制仪表盘安装后其正面边线偏斜度在合理范围内，若表盘间有5处以上连接部位，则应控制盘正面的平面度的偏差在5mm 以内，且控制各表盘连接缝在2mm 以内，然后按照要求开展接地施工。

1.3 管路敷设、配线安装技术要点

各类管路、配线的安装也影响热工自动化仪表安装及运行的质量，因此将其纳入热工仪表自动化安装要点之一，主要涉及气源、测量、机械等类型的管路敷设工作。管路敷设需符合热工自动化运行具体要求，针对管路方向和安装要求敷设相应管路，有就地安装、远程安装两种方式，可根据实际操作需求、操作难度选择难度适合、经济性较强的方式，以保证热工仪表管路的敷设质量、效率及经济性符合施工要求。另外，为方便进行仪表运行期间的维护保养工作，管线敷设时应在依据整体设计的同时尽量选择适宜的地位置，保证热工仪表远离干扰源、磁场源，以避免外部因素干扰管路敷设或仪表运行。

在仪表管路敷设施工前需清理导管内部并临时封闭两端。仪表管敷设时需结合现场情况开展二次施工设计，确保管路铺设、安装能够顺利进行。若设计图未明确标明管路敷设的位置，可遵循路径最短、易维护等原则结合现场情况敷设。此外，导管不允许安装在容受机械损伤或振动幅度大或可能受到腐蚀的位置。若以水平方式敷设管路，应控制普通管路坡度大于1:100、控制差压管路坡度大于1:12，并根据设计要求于管路最高或最低点安装排水排汽阀门。施工完成后核对导管尺寸、全面检查其外观有无损坏，应在两端设置标志牌，标明管线名称、编号及用途等施工内容。

1.4 管路吹扫、仪表调试

电力系统热工自动化建设中，管路吹扫、仪表调试的质量会影响热工仪表后续的安装与运行。为避免造成管路、仪表的数据失真等问题，保证电力系统运行安全，需根据系统数据的设置及热工仪表管路敷设的具体标准合理调试热工仪表，保证管路通畅、稳定运行，避免因外部环境或单个设备的问题干扰联动设备，对电力系统造成严重干扰。首先应根据设计要求进行热工仪表的单体调试工作，根据系统建设和热工系统运行的要求进行管路吹扫工作，然后依据实际工程需求，借助检测设备和合理的校验方案二次联校热工仪表，通过检查仪表相关数据，检测各仪表的运行质量和自动化热工系统联锁回路的情况及预警示等功能的实现状况，保证热工仪表自动化系统的运行质量符合相关需求。

2 取源部件安装及检测技术要点

2.1 流量检测

流量取源部件在安装前需对节流件外观、节流孔直径等进行检查及相关记录，保证这些参数符合国家规定及项目设计标准[5]。管道冲扫合格后，在管道内安装节流件，应确保节流件前端与管道轴线垂直且控制倾斜度在±10mm 以内。热工仪表安装时都需要进行检测，其中流量仪表的检测最难，仪表安装位置和管路设置等因素都将影响流量测量准确度，孔板方向或介质流向的方向未核实，或经流量计安装反向都将影响检测结果。因此要求技术人员熟练掌握仪表测量原理，安装均速管流量计时应保证其安装位置宽度与管内径相同，安装涡流流量计时应用蒸汽式流量计水平安放，排空流量压差装置盒内空气并检查密封。

2.2 压力检测

应在测温元件的前方安装压力取源部件，可在直线段的管道内选择压力测点，不得在存在涡流的位置安装，避免涡流影响压力取源部件的功能[6]。风压取压孔直径应与取压装置外径一致以防止取压孔堵塞，并加装管接头。压力部件安装时应控制其端部在主设备或管道内壁以内。导致压力误差的原因较多，如仪表安放位置错误、系统误差等原因。为减少出现压力测量误差的几率，应保证取压口位置、导管位置、仪表位置均正确安装，取压口应避免在管道弯曲、管道分叉处安装，仪表校准区应避开障碍物，取压口最好安装工艺流程的位置安防，水平导管倾斜度应根据被测介质性质确定，如介质为气体导管应向上倾斜，若为液体导管应向下倾斜。

2.3 温度检测

温度取源部件安装时，应避免安装在管道死角、设备死角等位置，避免安装在容易受冲击或振动幅度较的位置；若安装在隐蔽位置应引出接线端，以便于后续的检修工作，安装时保持元件水平，若插入深度大于1m 应采取相应措施防止套管出现弯曲等情况。检测发电机等设备的温度元件时，应彻底分析热电阻、电偶等元件管道的内外径及管道厚度。进行校验前，应用游标卡尺检查元件电极位置是否平直、电极表面有无裂痕及焊接口是否牢固、有无气孔、夹渣等情况，然后根据电偶丝的材料和直径决定鉴定点温度，一般设置400℃、600℃、700℃三个鉴定点。校验结束及时切断电源。另外一些热工仪表需进行液位校验，应在保证温度、压力、流量等关键检测变量的基础上校验仪表燃料进料量和蒸汽出口流量等数据，可采用数据推算等方法手动调节仪表液位参数直至其趋于稳定。

3 电力系统热工仪表运行期间的检修及维护探究

热工仪表的检修、维护工作是电力企业生产运行管理中较重要的内容，对于生产线而言，科学检修仪表能最大限度提升生产线运行效果，为生产线正常运行提供基本保障。一般由专业检修技术人员及团队科学规划生产线热工仪表的处理方案及具体检修技术，实践表明，只有采取科学、合理的检修技术及维护管理工作，才能真正提升仪表的应用效率，提升企业生产效率和质量。

3.1 热工仪表常见故障分析

数码管故障。热工仪表经常出现数码管故障，基于数码管对于仪表控制的重要性，应及时处理热工仪表数码管故障以保证仪表控制运行工作正常进行，保证热工仪表检测的准确性。处理热工仪表数码管故障一般从明亮程度开始着手故障分析和诊断工作；仪表显示故障。若热工仪表存在信号显示等故障，可能导致仪表显示的信号与实际数据存在偏差，因此若未能准确判断和处理将影响故障诊断的效果，持续的降低后续热工仪表监测工作的准确性。常见的信号显示故障有信号差异、不能进行信号调节或接收等形式，导致仪表不能与系统设备形成完整链路。

输出、输入信号故障。这两种信号故障也较为常见，输出故障主要表现为仪表信号出现跳字等问题，影响了信号输出的结果及后续信号生成和控制等工作。一些企业在应用热工仪表建设自动化控制系统时，很容易忽略仪表输出信号故障问题，不利于热工仪表运行中的检修维护处置工作。输入信号的故障主要表现为信号输入控制偏差等形式，将影响整个自动化系统的检测工作及相关仪表检修工作。通常情况下，若热工仪表的信号输入故障是因保险丝故障等问题引起的，如保险丝处置不当使设备实际运行效果与控制指令产生差异。

3.2 热工仪表检修方法

观察法。需结合仪表检修需求检修元件的接触情况，该方法以肉眼直观判断为基础，分析各元件接触状况、导线走向及设备运行状况，是热工仪表检修处理中的基础性技术，只用于简单的故障诊断；电压法。该方法较为常用，主要以检测热工仪器的电压波变化做为诊断基础分析设备故障，常采用的设备有万能表，通过与其他故障诊断技术结合查明元器件具体的故障所在，如在仪表中接入万能表，若信号灯不亮则表明电源状况不良，需按仪表的故障处理要求修理。

敲击法。以敲击为主分析热电仪表内部接触不良等故障，如热工仪表内部存在漏焊等问题，通过故障检测发现仪表内部电源指示不明确，影响其他诊断技术的事实，可利用敲击法处理，若热工仪表存有水雾也可敲击排除水雾；信号法。该处理技术对仪表的故障控制有较大影响，因此只适应于可转变仪表诊断方法等情况下，借助设备检测仪器信号的传输情况及信号波动情况，以判断仪器信号输入、输出的具体状况，评估信号传输及控制的效果。处理时需结合热工仪表指针的变化判断信号波动情况，调整信号控制方式。

电阻法。以电阻控制为基础，分析仪表故障、控制仪表电阻传输的效果，若仪表诊断时需调整不同的电阻控制频率，对应元器件阻值会有偏差，因此需要改进电阻控制方法；短路法。利用设备检测热工仪表的短路情况，根据显示结果判断短路位置，排查短路原因以查明仪表具体故障，若元器件损坏需按照仪表诊断处理要求更换仪表中故障的元件。

3.3 热工仪表检修措施

在热工仪表的检修处置工作中处理数码管故障最重要，需以合适的诊断技术，分析仪表具体故障，检查数码管电源状态，判断电源是否有接触不良等问题，然后检测数码管电源两端稳定性，并借助仪表信号判断故障情况对仪表信号进行SV 输出分析，若显示信号不明确，应借助A/D 转换器进一步判断仪器信号转换效果，实施信号控制；信号调节应根据系统要求做出科学控制、合理调控，保障信号调节符合仪表检修的需求。检测信号输入、输出故障可以电阻法为基础技术，以过载检查为主要分析手段判断信号故障的具体原因。

3.4 热工仪表运行维护与管理

首先，应在热工仪表日常运行时加强热工仪器的检修与管理工作，安排专业人员进行定期的设备巡检工作，要求其认真观察、准确记录巡检时仪表的参数，一旦发现部件损坏或参数异常等情况，及时汇报给维护人员；维护人员要依照维修规范、标准开展维修工作，并定期进行仪表保养，检查和保养易出故障的仪器。

其次，应及时更新信息化的检修记录，为电厂热工自动化系统的管理提供准确的数据，为后续的维护及管理工作提供依据。因此在巡检、维护等工作后，相关人员应及时、全面、详细、准确录入和更新检修数据。通过检修数据及时推断异常数据，从而给维护人员更多的处理时间，制定更合理维护方案。

最后，强化仪表环境温度等方面管理，根据热工仪表自身运行的环境要求进行环境管理。热工设备在长期运行后其所处环境温度较高，可能对仪表产生损坏，因此需强化仪器环境温度的管理，室外锅炉表易冻住，需做好仪器的保温工作，对不宜移位的设备应尽量避开热源，保证仪表处在相对稳定的环境中。另外还应根据设备环境需求进行适应性技术改造，如采取加装保温箱、气动除尘器、防尘罩等措施，降低环境因素对仪表性能的影响。

综上，电力资源是人们日常生活、生产不可或缺的资源，电力生产环节的安全稳定性也受到广泛重视。火电厂作为我国主要的发电场所正广泛应用热工自动化技术，热工仪表作为火电厂热工自动化系统中的重要设备，其安装技术和运行管理的质量将影响到这些热工仪表自动化工作的质量。因此需相关管理人员及技术人员熟练掌握各类热工仪表的安装技术、检修及维护技术，合理的安装、调试热工仪表，准确的设置仪表参数，及时的排除仪表故障，为电力系统安全稳定运行奠定坚实基础。