熱工系統(tǒng)安裝中的典型問題分析與處理

【摘要】由于熱工系統(tǒng)中儀表的安裝會影響整個系統(tǒng)的安全，熱工儀表安裝的問題應(yīng)得到火電廠的重視。一旦熱工儀表安裝有問題出現(xiàn)，熱工系統(tǒng)就無法正常的運(yùn)行，更甚者會導(dǎo)致整個控制系統(tǒng)的設(shè)備被破壞，給火電廠帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，必須要深入剖析熱工系統(tǒng)的安裝過程，找出發(fā)生問題的根源，及時(shí)采取有效措施，進(jìn)而從根本上提高熱工系統(tǒng)儀表的安裝水平，使全機(jī)組正常工作。本文首先分析了熱工系統(tǒng)儀表安裝的典型問題，然后介紹了流量檢測和溫度檢測元件的安裝要點(diǎn)、熱工儀表安裝前的準(zhǔn)備和安裝特點(diǎn)，最后對熱工儀表安裝中的問題和處理方法做了詳細(xì)的分析。

【關(guān)鍵詞】熱工系統(tǒng)；儀表安裝；問題分析

1、引言

近幾年，由于熱工系統(tǒng)在火電廠的實(shí)際生產(chǎn)中占主要地位，所以熱工系統(tǒng)的安全性直接影響著全機(jī)組的正常運(yùn)行和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。系統(tǒng)的安裝不僅要注重整體設(shè)計(jì)的合理性、電源的持久性、電線的安全性和設(shè)備外部環(huán)境匹配性，還有設(shè)計(jì)人員、安裝人員、設(shè)備維護(hù)人員和監(jiān)督管理人員的能力和技術(shù)。如果任何一點(diǎn)出現(xiàn)故障，將會影響到整個機(jī)組系統(tǒng)的正常運(yùn)行。所以，在實(shí)際電力生產(chǎn)中，從熱工系統(tǒng)的設(shè)計(jì)到安裝，再到調(diào)試和運(yùn)行，以及運(yùn)行過程中的檢查和維修都需要保證質(zhì)量合格。

2、熱工系統(tǒng)儀表安裝的典型問題

常出現(xiàn)的問題有儀表的導(dǎo)線接口接觸不良，密封性不好等。這點(diǎn)問題的后果較嚴(yán)重，例如雨水、灰塵和氣體易通過接口處進(jìn)入儀表里，使儀表因潮濕發(fā)生損壞。其次，在實(shí)地安裝過程中，造成儀表故障的因素還有很多。例如有的接點(diǎn)未接通，呈斷路狀態(tài)，有的接點(diǎn)呈短路狀態(tài)，任何一種情況出現(xiàn)，都會影響整個電路的通暢。再次，有時(shí)，處于火電廠的環(huán)境下，周圍環(huán)境的震動無法避免，熱工儀表的安裝過程一般要求震動少。所以強(qiáng)烈的震感易使螺絲發(fā)生松動，甚至脫落，還會造成接線不牢和焊口出現(xiàn)裂縫等問題。

3、流量檢測和溫度檢測元件的安裝要點(diǎn)

3.1流量檢測

一般，在機(jī)組試運(yùn)行時(shí)，流量檢測設(shè)備被裝反的頻率較高，原因在于兩個部分的配合不密切。在安裝過程中，一方面要保證介質(zhì)的流淌方向和板上孔洞方向一致，另一方面要在安裝前清洗流量計(jì)，避免安裝時(shí)裝反。通常，管道流量的計(jì)算器件是截流孔板。截流孔板要滿足不同的系統(tǒng)管道和不同的流體的要求。在實(shí)際工程中，管道的安裝工作靠專業(yè)技術(shù)人員完成，流量的計(jì)量靠專業(yè)熱工元件測量。

通常，熱工流量計(jì)有三點(diǎn)基本標(biāo)準(zhǔn)：（1）流量導(dǎo)出管的方向應(yīng)和介質(zhì)流動方向一致；（2）種類不同的流量計(jì)需要放在不同的位置；（3）實(shí)際安裝時(shí)還應(yīng)同時(shí)保證管道內(nèi)徑和流量滿足管長要求。因此，需要安裝人員和熱工專業(yè)人員共同來完成流量檢測裝置的工作。

3.2溫度檢測

熱工儀表中的溫度檢測元件主要有熱電偶和熱電阻兩種。這兩種元件很難受到安裝環(huán)境、安裝位置和冷卻介質(zhì)等因素的影響，因此只要按照目前的規(guī)范要求不易產(chǎn)生不好的影響。但有時(shí)即使各項(xiàng)指標(biāo)都滿足規(guī)范的要求，仍出現(xiàn)超限額的誤差，傳到信號有差異，導(dǎo)致系統(tǒng)自動報(bào)警的情況發(fā)生。據(jù)分析，這種問題的原因是安裝前未考慮管道內(nèi)、外徑的變化、管道壁厚的改變、管道內(nèi)介質(zhì)的大熱影響區(qū)變化以及未溫度梯度的變化等。處理的辦法有：通過對實(shí)際管道的內(nèi)徑和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑的對比，選取一個合理放置位置；再把將熱電偶和熱電阻的深度相加求和得到安裝的總深度。根據(jù)流體力學(xué)經(jīng)驗(yàn)，斷面寬的位置介質(zhì)流速最大，溫度也最高，在這個位置放置溫度元件，測量的結(jié)果準(zhǔn)確度最高。最后，還要考慮周圍水蒸氣和混合氣體的壓強(qiáng)。

4、熱工儀表安裝前的準(zhǔn)備和安裝特點(diǎn)

4.1安裝前的準(zhǔn)備

安裝前的準(zhǔn)備工作與安裝工作一樣十分重要，因?yàn)樗前惭b的第一個步驟，這個工作的完成情況直接影響著后續(xù)的工作安排。通常，安裝前的準(zhǔn)備工作有：準(zhǔn)備設(shè)備、準(zhǔn)備材料和準(zhǔn)備人力。準(zhǔn)備材料主要包括準(zhǔn)備安裝資料和施工技術(shù)。安裝資料指的是安裝圖紙。通常使用標(biāo)準(zhǔn)的圖紙和儀表設(shè)備生產(chǎn)商的標(biāo)準(zhǔn)圖紙來驗(yàn)收熱工儀表安裝。同時(shí)，火電廠也有自己的專業(yè)安裝標(biāo)準(zhǔn)和評定機(jī)制。待圖紙被審核完成后，圖紙就成為項(xiàng)目結(jié)束后驗(yàn)收的根據(jù)和工程結(jié)算的參考。同時(shí)，在獲得最終安裝圖紙前，圖紙的測繪工作十分重要。必須有兩個部門分別來審核圖紙的可行性。一方面是建設(shè)部門來審核牽頭，主要針對的是設(shè)計(jì)中的問題，包括設(shè)備和材料的選擇，圖紙是否完整，安裝說明書是否齊全等；另一方面是安裝部門的項(xiàng)目總工程師，他領(lǐng)導(dǎo)所有的技術(shù)主管和各專業(yè)技術(shù)人員，針對熱工系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行全面研究和分析。通過各專業(yè)技術(shù)人員的合作，盡可能的發(fā)現(xiàn)更多的問題，減少安裝時(shí)的困難。

4.2安裝特點(diǎn)

由于熱工系統(tǒng)的十分復(fù)雜，涉及到的專業(yè)方面較多，設(shè)備安裝的位置也復(fù)雜，導(dǎo)致安裝工作有以下特點(diǎn)：安裝地點(diǎn)多、涉及面廣、安裝線路長、工期緊張；高空作業(yè)占的比例較多；安裝工作覆蓋到火電廠的所有系統(tǒng)，施工范圍很廣；安裝的設(shè)備工作條件不同，安裝種類較繁雜，安裝的要求不盡相同。例如，管道的服役條件有的是常溫常壓，有的卻是高溫高壓；介質(zhì)分別有水蒸汽、液態(tài)水、油、空氣和氫氣；管道有的是碳鋼管，有的是合金管；有的儀表安裝地點(diǎn)集中在控制柜里，有的就地取材。以上這種因素使熱工儀表的安裝具有復(fù)雜性和多樣性的特點(diǎn)。同時(shí)，施工的進(jìn)度需要配合其它安裝的進(jìn)度。在進(jìn)行實(shí)際安裝工作前，先計(jì)劃好安裝時(shí)間，配合好其它安裝工作，與其它部門積極交流，全系統(tǒng)合作完成熱工儀表安裝工作。

完整的熱工儀表安裝順序如下：

a）清點(diǎn)施工地點(diǎn)所有設(shè)備的數(shù)量，分別檢驗(yàn)每臺設(shè)備；

b）先安裝控制室的儀表系統(tǒng)，包括控制盤和各儀表的電源盤；

c）進(jìn)行元件的安裝工作，同時(shí)進(jìn)行取樣工作；

d）現(xiàn)場進(jìn)行安裝儀表，注意設(shè)備的服役環(huán)境，避免強(qiáng)磁場的干擾和腐蝕物質(zhì)；

e）儀表內(nèi)外部導(dǎo)線的連接，控制箱和儀表的連接，保護(hù)管的架設(shè)和電纜的鋪設(shè)等工作；

f）儀表設(shè)備的試用：對儀表進(jìn)行試壓和試吹，需要對每臺設(shè)備單獨(dú)試壓和試吹，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)找出問題并解除麻煩。

5、熱工儀表安裝中的問題和處理方法

5.1儀表管自身的缺陷

盡管外國的儀表管質(zhì)量和材質(zhì)比國內(nèi)的好，但因?yàn)閮r(jià)格過高，火電廠一般采用國內(nèi)生產(chǎn)的儀表管。儀表管的材質(zhì)有許多種類，但以不銹鋼為主，國內(nèi)幾乎所有的火電廠都使用1Cr18Ni9Ti材質(zhì)的鋼管，核電單位使用不銹鋼管。通常使用的儀表管已經(jīng)通過了光譜檢查，滿足了金屬的使用標(biāo)準(zhǔn)，然而通過光譜檢查只可以分析鋼管的化學(xué)成分，無法看到材料內(nèi)部裂紋等缺陷和尺寸上的偏差。

因此，在儀表管自身易出現(xiàn)以下問題：

a） 1Cr18Ni9Ti材質(zhì)的儀表管易出現(xiàn)冷裂紋，且裂紋程度很嚴(yán)重；

b） 儀表管在安裝時(shí)易變形，從圓形變?yōu)闄E圓形，造成連接不緊密，甚至出現(xiàn)30%的接口漏洞。

采購部門在進(jìn)行采購時(shí)，需要在生產(chǎn)線上采取抽查的方式調(diào)查儀表管的質(zhì)量。同時(shí)，當(dāng)材料入庫時(shí)，采購人員根據(jù)管材的使用標(biāo)準(zhǔn)和工作需求，運(yùn)用精密的測量儀器對管材綜合測量，嚴(yán)格規(guī)范管材的尺寸。一旦發(fā)現(xiàn)不合格的管材，應(yīng)馬上更換合格的管材。

此外，對于管材內(nèi)部無法探測的細(xì)微裂紋，一般采用著色方法和渦流方法進(jìn)行抽檢，只有滿足一定的合格率，管材才可以正式投入使用。因?yàn)闇u流檢驗(yàn)的花費(fèi)很高，一般需要上報(bào)批準(zhǔn)，安裝單位提前把費(fèi)用列入預(yù)算估計(jì)中。

5.2儀表安裝中的問題

在發(fā)電廠建設(shè)過程中，設(shè)計(jì)單位不提供用于儀表管安裝的設(shè)計(jì)圖紙，火電機(jī)組施工單位一般將其作為現(xiàn)場工藝設(shè)計(jì)項(xiàng)目。熱工專業(yè)技術(shù)規(guī)范也沒有明確的管線、支吊架（熱工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中只有支吊架制作的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)）、膨脹、管間間隔等設(shè)計(jì)要求。通常出現(xiàn)的問題有：膨脹彎過大浪費(fèi)材料或膨脹達(dá)不到管系數(shù)膨脹需求而撕裂；不同坡度要求的儀表管并入同一并行管路，部分轉(zhuǎn)彎處間隔小，導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差；因儀表管堵塞，導(dǎo)致變送器誤發(fā)信號而使機(jī)組整套試運(yùn)停機(jī)等。

按照現(xiàn)行施工技術(shù)規(guī)范，儀表管安裝應(yīng)滿足熱工儀表安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，流量與液位的源頭部件與二次儀表間的儀表管坡度應(yīng)大于1∶12，但是壓力測量表的安裝應(yīng)滿足技術(shù)規(guī)范中其他管路應(yīng)大于1∶100的坡度要求；儀表管的設(shè)計(jì)需要參考管道設(shè)計(jì)規(guī)范，結(jié)合熱工安裝技術(shù)規(guī)范綜合考慮，支吊架間距及型式（固定或可移動）應(yīng)按管道或相關(guān)行業(yè)的施工、設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)后再安裝。發(fā)電機(jī)靜子冷卻水流量變送器因儀表管堵塞誤發(fā)信號這一案例，實(shí)際反映施工規(guī)范中提及的“管子安裝前應(yīng)進(jìn)行清理，達(dá)到清潔暢通。安裝前管線的兩端應(yīng)臨時(shí)封閉，避免雜物進(jìn)入的要求沒有達(dá)到。因此，開始安裝儀表管前，應(yīng)采用壓縮空氣吹掃等手段對內(nèi)壁進(jìn)行清理，并在系統(tǒng)連通后、嚴(yán)密性試驗(yàn)前進(jìn)行系統(tǒng)性吹掃或沖洗，確保清潔、嚴(yán)密性試驗(yàn)合格后與二次儀表連接。

5.3儀表校驗(yàn)中的問題

如果當(dāng)儀表全部安裝好后，熱工系統(tǒng)收到的信號與標(biāo)準(zhǔn)的信號仍有很大的差距，就需要開始校驗(yàn)的工作。處理辦法有以下幾點(diǎn)：若問題出在檢測儀表管路的坡度和標(biāo)準(zhǔn)坡度不在同一水平，同時(shí)達(dá)不到安裝的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)需專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行實(shí)地的坡度測量，得到兩者的差距，計(jì)算出合理的坡度，再把準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)傳達(dá)給儀表檢驗(yàn)人員。通過對儀表的調(diào)整，使實(shí)際的信號在實(shí)測物理量的合理范圍內(nèi)。檢驗(yàn)成功后，熱工系統(tǒng)儀表的工作得以正常工作，整個火電站的生產(chǎn)才能正常進(jìn)行。

6、結(jié)語

火電廠熱工儀表的安裝一直影響著火電廠熱工系統(tǒng)的運(yùn)行，只有儀表系統(tǒng)的正常運(yùn)行才能確保系統(tǒng)機(jī)組的正常工作。然而熱工系統(tǒng)儀表的安裝一直有各種問題出現(xiàn)，是很繁瑣的工作。因此，技術(shù)人員不僅要有強(qiáng)烈的責(zé)任感，還要學(xué)會培養(yǎng)安裝知識和實(shí)際操作水平，近而從各方面保證火電廠熱工儀表的正常安裝和熱工系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行，提高火電廠的整體水平。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭鳳苓.熱工系統(tǒng)安裝中的典型問題分析與處理[J].電力建設(shè).2010，31（7）

[2]黃中林.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[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（2）

[3]楊麗鵬.電廠熱工儀表的安裝技術(shù)探析[J].科技技術(shù)應(yīng)用

[4]鄭鳳苓.發(fā)電機(jī)組熱工系統(tǒng)安裝過程典型問題分析與對策[J].天津電力技術(shù).2012（1）