淺談電廠熱工儀表及控制裝置安裝中存在的問題與解決措施

黃中林

（貴州電力建設第一工程公司，貴州 貴陽 550003）

電廠熱工儀表施工包括就地表計、程控儀表、儀表管路、連接電纜的安裝，即把各個獨立的部件按設計要求組成回路或系統(tǒng)，完成檢測或調節(jié)任務。各獨立部件的連接包括儀表與儀表之間、儀表與工藝管道、現(xiàn)場儀表與中央控制室、現(xiàn)場控制室之間的種種連接。

當前，熱工控制系統(tǒng)已成為決定發(fā)電機組安全行及經濟指標的主導系統(tǒng)之一，它以復雜的軟件實現(xiàn)協(xié)調控制、系統(tǒng)保護等功能。而信號測量與反饋的真實與準確程度，是控制系統(tǒng)保證機組安全、穩(wěn)定運行的關鍵。

1 熱功儀表安裝中存在的問題及處理措施

1.1 儀表安裝與儀表檢驗

儀表經校驗后安裝，現(xiàn)場實際檢測信號仍出現(xiàn)較大偏差。解決的方法是對于檢測、保護等儀表管路無法實現(xiàn)安裝坡度要求時，由施工技術負責人現(xiàn)場測量可達到的實際坡度，計算出與規(guī)范要求的偏差值，將數(shù)據(jù)反應給儀表校驗人員，通過儀表二次儀的整定，以使控制系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)即為被測介質的實際數(shù)據(jù)。系統(tǒng)嚴密性與安裝嚴密性普遍采用在系統(tǒng)完成嚴密性后，關閉儀表管道的工作順序。這種工作順序安排不合理，原因是當取源部門與儀表管道在嚴密性試驗中出現(xiàn)缺陷時，需要在主系統(tǒng)安裝試驗結束后進行處理，影響工程總體進度。關閉管道閥進行系統(tǒng)嚴密性試驗是不妥的，原因是儀表不能承受超壓，另外管道閥在安裝前不要求進行100%的嚴密性試驗，不能保證管道閥100%完好，可能損壞儀表。解決以上問題出現(xiàn)的方法是：在于主系統(tǒng)嚴密性試驗前單獨進行儀表管道閥的嚴密性試驗，可將儀表管道缺陷的處理與主系統(tǒng)嚴密性試驗同步進行，并利用主系統(tǒng)嚴密性試驗的系統(tǒng)壓力進行缺陷處理后的再次試驗，這樣可以降低儀表損壞的概率。

1.2 熱功儀表安裝安裝工作的系統(tǒng)性

發(fā)電機組安裝工程的分部試運以熱工自動控制系統(tǒng)的投入為分系統(tǒng)調試完畢的標志。單純以安裝驗收完成作為安裝工程具備分部試運條件的方法并不完善，原因是機務專業(yè)驗收標準是按系統(tǒng)及設備驗收，而熱工專業(yè)驗收標準是分塊按設備類別驗收。當前的現(xiàn)實情況是對熱工安裝工程的驗收不以熱力系統(tǒng)或設備為依托，且將熱工安裝工程安排在后期，使其工期特別緊張，難以保證工藝質量。所以在進行施工策劃時，在滿足熱工安裝需要的基礎上，應以分部試運階段的系統(tǒng)投運順序組織施工；質量專業(yè)進行質量檢驗計劃時，應結合熱力系統(tǒng)、設備策劃熱工安裝工程驗收項目。通過技術策劃、施工組織實現(xiàn)在單體或分部試運時100%自動控制，不留系統(tǒng)，既可保證施工工藝，又可保證工期。

2 熱功儀表安裝前的準備及安裝特點

2.1 安裝前所需要的準備

安裝前的準備是安裝的一個重要階段，它的工作充分與否，直接影響安裝的進度和任務的完成。安裝前的準備包括資料準備、設備材料準備，人力資源，驗收表格準備資料準備是指安裝資料和施工技術的準備。安裝資料包括安裝圖、常用的標準圖、儀表設備廠家安裝圖、《工業(yè)自動化儀表安裝工程施工驗收規(guī)范》和電力行業(yè)《火電施工質量檢驗及評定標準》熱工儀表篇等。施工圖是施工、竣工驗收的依據(jù)，也是施工圖預算和工程結算的依據(jù)。安裝單位向建設單位領取圖紙前，必須進行兩個重要的圖紙會審。一個是由建設單位牽頭，以設計單位為主，安裝單位參加的設計圖紙會審，主要解決設計存在的問題。特別是設備、材料的缺項和提供的圖紙、院標、作業(yè)指導書是否齊全。另一個圖紙會審是由安裝單位自行組織。通常由技術總負責人(項目總工程師)牽頭，主管工程技術的部門具體組織，各專業(yè)技術負責人和各安裝隊技術人員參加熱控專業(yè)在這個會審中解決的重點是其他專業(yè)可能會影響儀表安裝的問題。這些問題要盡可能地提出來，在安裝以前解決。安裝圖紙要根據(jù)圖紙目錄數(shù)量進行核對。

2.2 安裝特點

熱工控制系統(tǒng)涉及范圍廣，安裝位置分散，點多、面廣、線長、工期緊；施工中的交叉作業(yè)、高空作業(yè)多；安裝工作涉及到了電廠的每一個系統(tǒng),工作面幾乎覆蓋了所有的施工區(qū)域；在施工中面對的對象、介質參數(shù)不同，對工作的要求也就不同。譬如，有的管道的工況條件是常溫常壓，有的則是高溫高壓的工況條件；取樣的介質有蒸汽、水、油、空氣、氫氣等等；有的取樣點開孔是在一般碳鋼管道上取樣，有的卻需要在合金管道上開孔；有的只需熱工儀表安裝在就地，有的則要求將熱工信號引至集控室或控制柜，這些差異導致了熱控安裝工作的復雜性和多樣性。而且，在施工過程中，易受其它安裝專業(yè)進度的影響。所以，熱控安裝工作必須仔細策劃，合理安排好工期，在工作過程見縫插針，主動與其它專業(yè)溝通配合，才能保證工作的圓滿完成。熱工儀表安裝過程具體如下:(1)設備到達施工現(xiàn)場清點數(shù)量后，先進行單體校驗。(2)控制室儀表盤臺柜安裝，包括 DCS系統(tǒng)控制盤和各儀表電源盤安裝。(3)根據(jù)現(xiàn)場進度配合工藝進行一次取源部件安裝，主要是取樣和一次門安裝。(4)現(xiàn)場儀表設備安裝。包括就和遠程的，設備應安裝便于維護、避開磁場源、干擾源及腐蝕場所。(6)現(xiàn)場儀表配線。包括保護箱、控制箱、接線箱，電纜橋架，保護管、電纜敷設、控制室儀表安裝和配線、校線。(7)儀表管路吹掃和試壓?，F(xiàn)場儀表安裝、配合工藝管道進行吹掃、試壓、對高溫高壓的儀表管路需進行單獨試壓。3熱工檢出元件和取源部件常見問題及解決方法。

3.1 流量檢測

在電廠使用各類流量儀表時，經常會遇到流量不準，這時需要檢查的問題就比較多，需要準確判斷問題出在哪兒？具體原因也是多方面的；測量裝置的安裝，儀表的設置，取樣管路的問題等等都要檢查。其中流量檢測裝置方向安裝反較常見，在機組試運過程中切割調整現(xiàn)象很頻繁，其主要是由于機務與熱工在安裝過程中配合不夠所致。（1）是機組與熱工二個專業(yè)在安裝前未核實孔板方向與介質流向。（2）是在清洗管道或進行嚴密性試驗前拆下流量計，在復裝時將流量計裝反。當然，管道安裝是由機組本身完成，而流量計是熱工專業(yè)的檢測元件，熱工專業(yè)技術規(guī)范對流量計的安裝有個性化的要求。（3）流量計的結構不同在安裝時管道內的安裝位置就不同，例如：均速管流量計，插入管內的長度和管的內徑就相同，那么渦流流量計在安裝時管內的長度與管道內的安裝位置就不同。（4）安裝時要根據(jù)系統(tǒng)管道內徑及流量計插入管內的長度和安裝位置與管內介質流向相同方向來確定。例如：蒸汽的流量測量裝置必須水平安裝，且直管段需達到規(guī)定的要求，其取樣管需朝上45度，這樣以免取樣管的冷卻水倒流影響測量和損壞測量儀表。而液體的測量其流量裝置剛好和蒸汽的相反，這些都需要在安裝的時候注意。在投用流量差壓裝置時，我們還需把其膜盒內的空氣排空，并檢查其密封性?？傊?，在使用流量儀表時我們需要努力學習流量測量理論，掌握測量原理，把握正確的安裝方法，就會使流量測量裝置得到很好的應用，且?guī)磔^好的經濟效益。

3.2 溫度檢測

發(fā)電機組管道內介質的溫度檢測元設計是由電偶和熱電阻二種溫度計為主。關于熱電偶和熱電阻在設備與管道上的安裝環(huán)境、取點與位置（不同的介質和不同的位置）、冷端溫度補償按照現(xiàn)有設計及規(guī)范安裝未發(fā)現(xiàn)不良影響。而在溫度計插入管道內深度滿足規(guī)定要求時，仍發(fā)現(xiàn)測量誤差超過規(guī)定范圍，出現(xiàn)信號報警，影響試運行的情況。出現(xiàn)以上問題的主要原因是安裝過程中未分析管道內、外徑的區(qū)別未計算管道的壁厚。其解決的方法為：分析管道內、外徑的區(qū)別和計算管道的壁厚，選擇具有代表性的管道測量部位，將熱電偶、熱電阻按要求插入深度與管道壁厚之和作為安裝要插入深度。在校驗測溫元件時，應知道其測溫原理，怎么校驗，首先要熟讀作業(yè)指導書，會使用校驗設備，在校驗時，利用鋼卷尺、游標卡尺以及目測等方法，檢查熱電偶的電極是否平直、無裂痕，直徑是否均勻，測量端的焊接是否牢固、呈球狀，表面是否光滑、無氣孔、無夾渣。檢定點溫度選擇：熱電偶的示值檢定點溫度，按熱電偶絲材及電極直徑粗細決定。檢定點統(tǒng)一為400℃、600℃、700℃三點。將二等標準熱電偶套上保護管，與被檢熱電偶用細鎳鉻絲捆扎成圓形一束，其直徑不大于20mm。捆扎時應將被檢熱電偶的測量端圍繞標準熱電偶的測量端均勻分布一周，并處于垂直標準熱電偶同一截面上。每次捆扎的被檢熱電偶應不多于5支。將捆扎成束的熱電偶裝入管式爐內，熱電偶的測量端應處于管式爐最高溫區(qū)中心；標準熱電偶應與爐軸線位置一致。管式爐爐口沿熱電偶束周圍，用絕緣耐火材料堵好。檢定順序，由低溫向高溫逐點升溫檢定，爐溫偏離檢定點溫度不應超過5℃。校驗完畢以后注意切斷電源，避免發(fā)生火災。

3.3 壓力檢測

壓力檢測，要做到準確測量，除對儀表進行正確選擇和檢定（校準）外，還必須注意整個系統(tǒng)的正確安裝。如果只是儀表本身準確，其示值并不能完全代表被測介質的實際參數(shù)，因為測量系統(tǒng)的誤差并不等于儀表的誤差。

系統(tǒng)的正確安裝包括取壓口的開口位置、連接導管的合理敷設和儀表安裝位置的正確等。

取壓口的位置確定：(1)避免處于管路彎曲、分叉及檢測儀表的檢定和校準渦流的區(qū)域。（2）當管路中有突出物體（如測溫原件）時，取壓口應取在其前面。（3）當必須在調節(jié)閥門附近取壓時，若取壓口在其前，則與閥門距離應小于2倍管徑。（4）對于寬廣容器,取壓口應處于流體流動平衡和無渦流的區(qū)域?？傊诠に嚵鞒躺洗_定的取壓口位置應能保證測得說要選取的工藝參數(shù)。連接導管的敷設：連接導管的水平段應有一定的斜度，以利于排除冷凝體或氣體。當被測介質為氣體時,導管應向上傾斜，當被測介質為液體時,導管則應向下傾斜，當被測參數(shù)為較小的差壓值時，傾斜度可再稍大一點。此外，如導管在上下拐彎處,則應根據(jù)導管總的介質情況，以保證在相當長的時間內不致因在導管中積存冷凝液體或氣體而影響測量的準確度。冷凝液體或氣體要定期排放。

儀表在下列情況使用時應加附加裝置，但不應產生附加誤差,否則應考慮修正。（1）為了保證儀表不受被測介質侵蝕或粘度太大、結晶的影響，應加裝隔離裝置，（2）為了保證儀表不受被測介質的急劇變化或脈動壓力的影響，加裝緩沖器。尤其在壓力劇增和壓力陡降，最容易使壓力儀表損壞報廢,甚至彈簧管崩裂，發(fā)生泄漏現(xiàn)象，（3）為了保證儀表不受振動的影響，壓力儀表應加裝減震裝置及固定裝置，（4）為了保證儀表不受被測介質高溫的影響,應加裝充滿液體的彎管裝置，(5)專用的特殊儀表,嚴禁做其它使用，也嚴禁在沒有特殊可靠的裝置上進行測量，更嚴禁用一般的壓力表作特殊介質的壓力測量，（6）對于新購置的壓力檢測儀表，在安裝使用之前，一定要進行計量檢定,以防壓力儀表運輸途中震動、損壞或其它因素破壞準確度。

結語

本文主要闡述的問題是發(fā)電廠熱工儀表安裝應該嚴格按照設計提供的施工圖、設計方案、儀表安裝使用說明書上的規(guī)定進行安裝。當設計無特殊規(guī)定時，要符合GBJ93-86《工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》和電力行業(yè)《火電施工質量檢驗及評定標準》熱工儀表篇的規(guī)定。儀表和安裝材料的型號、規(guī)格和材質要符合設計規(guī)定。修改設計必須要有設計部門簽發(fā)的設計變更。儀表安裝中電氣設備、電氣線路、防爆、接地等要求要符合GNJ93-86《工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》的規(guī)定。當 BGJ93-86規(guī)定不明或沒有規(guī)定時，要符合現(xiàn)行電力行業(yè)《火電施工質量檢驗及評定標準》熱工儀表篇中的有關規(guī)定。

[1]葉江祺，熱工測量和控制儀表的安裝（第二版），中國電力出版社，1997.10.