分析火力發(fā)電廠熱工儀表常見典型故障

白銀娥

【摘 要】熱工儀表測量在火力發(fā)電廠中的使用很廣泛，主要有溫度測量、壓力差壓測量、壓力開關(guān)、流量測量、料位測量、成分分析等。通過儀表的測量，不僅可以預(yù)防和正確判斷事故的發(fā)生，保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，還可以通過儀表的記錄和計(jì)算來分析機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，從而改進(jìn)機(jī)組的操作、運(yùn)行方式，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率。作為一名熱工儀表檢修工，熟練掌握熱工儀表檢修中的典型故障尤為重要。

【關(guān)鍵詞】熱工儀表；壓力；溫度；流量；故障

熱工儀表測量在火力發(fā)電廠中的使用非常廣泛，包頭第二熱電廠有兩臺200MW和兩臺300MW火電機(jī)組。用到的熱工測量儀表主要有熱電偶溫度測量、熱電阻溫度測量、壓力開關(guān)、壓力變送器、差壓變送器、差壓開關(guān)等。通過儀表的測量，可以準(zhǔn)確反映出機(jī)組各參數(shù)的運(yùn)行情況，不僅可以預(yù)防和正確判斷事故的發(fā)生，保證機(jī)組的連續(xù)安全運(yùn)行，還可以通過儀表的記錄和計(jì)算來分析機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，從而改進(jìn)機(jī)組的操作、運(yùn)行方式，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，火力發(fā)電廠日漸趨向于高度自動化，我廠的四臺機(jī)組均采用DCS分散控制系統(tǒng)。為了提高設(shè)備的可靠性與安全性，就必須做好各類儀表的檢查及維護(hù)。因此對于從事火力發(fā)電廠的熱工檢修人員來說，不僅要熟練地掌握機(jī)組的操作技能，了解常用儀表的構(gòu)造原理，還要求能夠正確地使用和維護(hù)。電廠熱工儀表的使用及維護(hù)不正確極有可能造成主要設(shè)備誤動跳閘，影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。下面分別對壓力測量儀、溫度測量儀、流量測量儀等熱工儀表測量中出現(xiàn)的典型故障進(jìn)行分析并提出解決方案。

一、壓力測量儀表典型故障分析

壓力測量儀表的典型故障及原因主要有以下方面：

（1）由于環(huán)境溫度變化引起的誤差變化。就地壓力表的設(shè)計(jì)使用環(huán)境溫度一般在-40—60℃，當(dāng)使用環(huán)境不滿足要求時(shí)會造成彈簧管材料力學(xué)性能變化，無法正確顯示被測介質(zhì)壓力，如大型火電機(jī)組的鍋爐頂棚罩殼、汽輪機(jī)本體下部抽汽管道密集處等溫度較高的部位，為準(zhǔn)確測量，一般需要將表計(jì)引至環(huán)境溫度適宜的位置。

（2）由于安裝位置引起的測量誤差。對介質(zhì)的壓力取源點(diǎn)位置設(shè)計(jì)一般根據(jù)生產(chǎn)工藝流程的需要，由于表計(jì)的安裝環(huán)境、集中布置等造成壓力感受部件與取源點(diǎn)的高度不一致，導(dǎo)壓管路中的液柱差形成附加誤差，特別是低壓系統(tǒng)，如汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)，因取源點(diǎn)設(shè)計(jì)最遠(yuǎn)端軸承位置，油壓在0.6MPa左右，變送器集中布置在運(yùn)轉(zhuǎn)層下油箱附近，一般200MW 機(jī)組有2m-3 m左右的油柱高度，很容易造成測量誤差。為確保機(jī)組安全，一般油系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、凝結(jié)水負(fù)壓系統(tǒng)等采用就近布置在取壓點(diǎn)同一水平高度。

（3）引壓管施工不合要求引起的誤差。壓力測量安裝導(dǎo)壓管路過長造成反應(yīng)遲滯，不能準(zhǔn)確反應(yīng)壓力變化，在施工時(shí)導(dǎo)壓管路應(yīng)該盡可能的短以加快響應(yīng)速度，對于信號管路應(yīng)有一定坡度，以方便在投用時(shí)排污和放氣。

（4）未定期校驗(yàn)、量程設(shè)置不正確及接線錯(cuò)誤。彈簧管壓力表發(fā)生變差大、跳躍轉(zhuǎn)動等故障是由于長期使用未進(jìn)行定期校驗(yàn)造成的；采用DCS控制系統(tǒng)的電廠，壓力變送器初次投用顯示數(shù)值偏差大，多數(shù)是由于變送器量程和DCS內(nèi)部量程設(shè)置不一致造成的，一般核對二者的量程是否一致即可解決；變送器已正確投用，DCS顯示壞點(diǎn)一般是由于DCS內(nèi)部跳線未正確設(shè)置，造成無24 v電源。例如，我廠200MW機(jī)組是XDPS系統(tǒng)，需查看端子板的跳線；300MW機(jī)組需查看AI卡件的的跳線。

壓力測量儀表主要有彈簧管壓力表、電容式壓力（差壓）變送器、壓力開關(guān)等，壓力表主要用于就地指示，變送器主要實(shí)現(xiàn)壓力的遠(yuǎn)傳與信號標(biāo)準(zhǔn)化，壓力開關(guān)主要用于介質(zhì)壓力超限時(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)警、聯(lián)鎖保護(hù)。由于安裝的不盡合理，維護(hù)及校驗(yàn)方法的不正確均可引起示值誤差，以致引起調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)無法正確工作、故障報(bào)警等。重要表計(jì)如主蒸汽壓力、汽包壓力、過熱壓力等需定期校驗(yàn)，其余壓力測量設(shè)備一般一個(gè)大修周期進(jìn)行一次全面檢修校驗(yàn)。

二、 溫度測量儀表典型故障分析

在火力發(fā)電廠中，溫度測量儀表主要有雙金屬溫度計(jì)、熱電偶、熱電阻、玻璃管水銀溫度計(jì)（使用相對較少）等，熱電偶、熱電阻主要用于自動控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其他兩種主要是進(jìn)行就地顯示。

（1）安裝位置

取源點(diǎn)不能代表工藝介質(zhì)的實(shí)際溫度往往是造成溫度測量系統(tǒng)故障的主要原因，如爐膛溫度測點(diǎn)選在煙氣流動不暢、有渦流的邊角處，安裝位置磨損嚴(yán)重，造成熱電偶套管損壞、偶絲斷路等故障；插入深度不夠也是造成溫度不準(zhǔn)的重要原因，如汽包壁溫、汽機(jī)缸溫的測量熱電偶未插入測點(diǎn)底部造成接觸不緊密，傳熱方式主要依靠空氣對流而非傳導(dǎo)，一般會造成溫度偏低。熱電阻測溫也存在相同現(xiàn)象。

（2） 線路連接問題

補(bǔ)償導(dǎo)線型號與熱電偶的型號不對應(yīng)一般溫度顯示偏差會很大，甚至超量程；正負(fù)極錯(cuò)誤一般溫度示值與實(shí)際值相差一固定值；補(bǔ)償導(dǎo)線絕緣降低造成信號回路接地、接線盒密封不好造成內(nèi)部潮濕接殼，一般會造成溫度偏低。熱電阻測量應(yīng)采用三線制，采用兩線制會造成由于環(huán)境溫度改變造成線路電阻改變，造成測量誤差。線路連接處螺絲松動也會造成測量誤差。電纜屏蔽層接地不良儀表或DCS柜內(nèi)接地不良，或多點(diǎn)接地，此類故障極易造成電荷在信號線上積累，引起溫度示值晃動，測量偏差大。

三、 流量儀表典型故障分析

在電廠對液體介質(zhì)流量測量一般采用的是孔板（噴嘴）配差壓變送器組成流量測量儀表、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)；對氣體介質(zhì)采用的一般是差壓測量裝置配差壓變送器組成的流量測量儀表，其差壓測量裝置有多種型式。

（1）超聲波流量計(jì)常見故障分析

超聲波流量計(jì)的管道振動大，存在渦流等情況，會造成超聲波流量計(jì)出現(xiàn)示值晃動；超聲波流量計(jì)安裝在水平管道的頂部、流量計(jì)管道下部長期運(yùn)行后會產(chǎn)生沉淀物造成錯(cuò)誤的測量信號，一般流量顯示會偏大，應(yīng)根據(jù)運(yùn)行時(shí)間和介質(zhì)情況進(jìn)行判斷，超聲波流量計(jì)管道內(nèi)未充滿被測介質(zhì)，安裝在彎頭、閥門等附近導(dǎo)致介質(zhì)流態(tài)改變較大也容易造成示值波動。管道內(nèi)徑與流量計(jì)內(nèi)徑相差不大時(shí)會產(chǎn)生一定的誤差，一般超聲波流量計(jì)均為智能儀表，調(diào)整儀表的修正系數(shù)，就能滿足要求，管徑相差較大時(shí)需要重新選型或修改管道?？臻g電磁波干擾，大功率馬達(dá)磁場干擾等造成流量無規(guī)則變化、偏大偏小不固定，一般采取單獨(dú)接地保護(hù)。

（2） 差壓流量計(jì)典型故障分析

差壓式流量計(jì)是使用廣泛的一種流量計(jì)，主要有孔板、噴嘴、翼型風(fēng)速測量裝置等各種型式。儀表示值偏小主要是由于差壓偏小，造成差壓偏小的原因一般有平衡閥未全部關(guān)閉，正負(fù)壓側(cè)凝結(jié)水位不一致，導(dǎo)壓管未完全冷凝，高壓側(cè)管路不嚴(yán)密及高壓側(cè)管路中空氣未完全放掉。儀表示值偏大主要是由于差壓偏大造成的，主要原因是低壓側(cè)管路不嚴(yán)密或低壓側(cè)管路積存空氣。儀表示值無變化一般是由于防凍伴熱設(shè)施未投用，導(dǎo)至管內(nèi)液體凍住或平衡閥全開。儀表顯示值不準(zhǔn)，也可能是差壓變送器經(jīng)過長期使用誤差增大，或校驗(yàn)數(shù)據(jù)中最大差壓和最大流量之間的對應(yīng)關(guān)系與孔板、噴嘴流量設(shè)計(jì)說明書不吻合所致，這樣需要查閱與差壓流量計(jì)對應(yīng)的一次元件孔板、噴嘴的流量設(shè)計(jì)說明書，算出流量與差壓的對應(yīng)關(guān)系，重新校驗(yàn)差壓變送器的差壓與mA的對應(yīng)關(guān)系。

四、結(jié)語

綜上所述，火力發(fā)電廠熱工儀表測量是機(jī)組正常運(yùn)行和安全的基礎(chǔ)保障，為了保證熱工各測量儀表的正常運(yùn)行，熱工儀表檢修人員需具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn)與精湛的檢修技術(shù).了解熱工儀表的理論基礎(chǔ)以及工作原理，并且能夠根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)正確地發(fā)現(xiàn)問題，排除故障，使發(fā)電機(jī)組運(yùn)行更加穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]《熱工儀表及自動裝置專業(yè)》中國電力出版社.

[2]《熱工檢修工藝規(guī)程》包頭第二熱電廠標(biāo)準(zhǔn)化委員會發(fā)布.