火力發(fā)電廠熱工儀表自動化的安裝及現(xiàn)場故障分析

李晨暉

摘 要 現(xiàn)階段，機(jī)械化、自動化作業(yè)逐步取代了傳統(tǒng)的人力，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的高效率，尤其是自動化儀表在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用，更是提高了整體生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與安全性，確保了對生產(chǎn)的有效控制，為企業(yè)創(chuàng)造了更大的價(jià)值。但是，其中的熱工儀表安裝使用還存在一定問題，嚴(yán)重阻礙著火電廠熱工自動化系統(tǒng)的健康運(yùn)行，所以需要對熱工儀表涉及的相關(guān)內(nèi)容多加研究與了解，從而把握儀表安裝要點(diǎn)，有效安裝儀表，并對儀表使用過程中的相關(guān)故障問題進(jìn)行有效處理。

關(guān)鍵詞 火力發(fā)電廠;熱工儀表;自動化;安裝;現(xiàn)場故障

1火電廠熱工儀表技術(shù)特點(diǎn)分析

1.1 具有高新化的技術(shù)

熱工儀表的自動化技術(shù)采用較多的高科技技術(shù)，其融入了計(jì)算機(jī)信息化技術(shù)、電子控制技術(shù)、熱能工程技術(shù)等，在以上先進(jìn)技術(shù)的輔助下，使得火電廠正常運(yùn)行，并不斷向高新化的方向發(fā)展。

1.2 設(shè)備智能化

在科學(xué)技術(shù)和信息化技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，火電廠熱工儀表設(shè)備自動化，基本上完成了智能化的監(jiān)視和控制，與此同時(shí)，在先進(jìn)電子計(jì)算機(jī)的技術(shù)支持下，逐漸實(shí)現(xiàn)了火電廠生產(chǎn)的智能化與高效化，這對電力能源的高效生產(chǎn)具有重要的促進(jìn)性作用[1]。

2熱工儀表自動化安裝分析

火力發(fā)電廠的熱工控制系統(tǒng)所涉及的范圍較廣，且較為復(fù)雜，通常熱工測點(diǎn)分散的距離較遠(yuǎn)，需要通過較長的施工周期來完成安裝，而且受到工藝系統(tǒng)的制約，熱工系統(tǒng)中管道系統(tǒng)在完成全部進(jìn)度的七成之后，熱工儀表才開始進(jìn)入安裝的高峰期，投產(chǎn)前留給熱工專業(yè)的安裝調(diào)試時(shí)間并不多，如何高效可靠不留隱患的安裝是熱工專業(yè)工作的一項(xiàng)難點(diǎn)。

2.1 設(shè)備與表柜安裝

在安裝自動化熱動儀表前，務(wù)必確認(rèn)設(shè)備完好之后才能夠進(jìn)行自動化熱工儀表的安裝，同時(shí)還應(yīng)校驗(yàn)遠(yuǎn)傳信號儀表的定值，測試的結(jié)果需要符合專業(yè)規(guī)范和設(shè)計(jì)原則。儀表電源柜和DCS系統(tǒng)的安裝是重中之重，在安裝的過程中，對于不符合系統(tǒng)工藝標(biāo)準(zhǔn)的，要及時(shí)進(jìn)行整改，確保一次安裝成功。

2.2 管路敷設(shè)技術(shù)分析

（1）施工準(zhǔn)備。在對熱工儀表管路進(jìn)行敷設(shè)前，應(yīng)當(dāng)對管內(nèi)部進(jìn)行清洗，并將管端臨時(shí)封閉。儀表管敷設(shè)前，應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行二次設(shè)計(jì)，以此來確保管路安裝的順利進(jìn)行。需要注意的是，導(dǎo)管不得安裝在容易受到機(jī)械損傷或是振動幅度較大且容易受到腐蝕的地方。要對導(dǎo)管的尺寸進(jìn)行核對，并對其外觀進(jìn)行全面檢查。

（2）安裝技術(shù)要點(diǎn)。管路必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙給出的指定位置進(jìn)行敷設(shè)，如果設(shè)計(jì)圖中未對管路敷設(shè)位置進(jìn)行明確規(guī)定，則應(yīng)按照路徑最短、便于維護(hù)的原則并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行敷設(shè)。當(dāng)管路以水平的方式進(jìn)行敷設(shè)時(shí)，普通管路的坡度應(yīng)當(dāng)>1：100，差壓管路則應(yīng)>1：12，管道不要存在U型布置。針對不同性質(zhì)測點(diǎn)，取源部件的布置還需考慮直管段距離、就近閥門距離、管道橫截面上的安裝方位、液柱修正、系統(tǒng)上的布置位置等。與此同時(shí)，要在管路的最高或是最低點(diǎn)加裝排水或排氣閥門，真空壓力和凝汽器水位測量回路不得裝設(shè)排污閥。管路敷設(shè)完畢后，應(yīng)在其兩端掛標(biāo)志牌，并在牌上正確標(biāo)明名稱、編號及其用途等內(nèi)容。熱工儀表自動化管路的安裝流程如圖1所示[2]。

2.3 管路吹掃與儀表調(diào)試

在自動化熱工儀表安裝的過程中還有一個(gè)重要方面，那就是管路的吹掃以及試壓，在安裝的過程中，如果沒有進(jìn)行管路吹掃和試壓，若管道存在異物，通過管路傳輸?shù)膲毫π盘柧蜁霈F(xiàn)失真的情況，這會對儀表測量的實(shí)效性造成不利影響;若管道存在泄漏，輕則測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，重則高溫高壓測點(diǎn)泄漏直接會造成設(shè)備人身傷害。在調(diào)試完儀表的單體之后，還應(yīng)該在系統(tǒng)工藝的指導(dǎo)之下對單體進(jìn)行試運(yùn)行，檢測設(shè)備完整性時(shí)需要通過熱工連鎖試驗(yàn)的方式來進(jìn)行，主要是檢測預(yù)警提示、設(shè)備系統(tǒng)保護(hù)以及連鎖回路正確性，注意盡量在就地測點(diǎn)側(cè)實(shí)發(fā)或模擬發(fā)信，保證試驗(yàn)通道的完整性。

3熱工儀表自動化的試運(yùn)行分析

對儀表和系統(tǒng)工藝進(jìn)行檢驗(yàn)的重要方式就是通過熱工儀表自動化的試運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)，一般在設(shè)備安裝完成以及熱工連鎖試驗(yàn)之后進(jìn)行試運(yùn)行。首先要對單體單系統(tǒng)試運(yùn)行，儀表的數(shù)據(jù)值是通過傳動設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)來檢測的，出口壓力值、入口壓力值、泵出口數(shù)據(jù)值軸承溫度值是檢測的主要方面。其次，在除了檢測大型機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)過程中必要的數(shù)據(jù)外，還要測試連鎖系統(tǒng)，這是為了確保自動化熱工儀表能夠在日后的生產(chǎn)過程中可以遠(yuǎn)程操作和就地操作，同時(shí)測試系統(tǒng)保護(hù)有效。所有的自動控制系統(tǒng)包括控制室緊急按鈕、DCS系統(tǒng)、就地儀表等設(shè)備在聯(lián)動運(yùn)行時(shí)都需要在運(yùn)行狀態(tài)，參照系統(tǒng)工藝和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，確保設(shè)備在聯(lián)動運(yùn)行時(shí)安全運(yùn)行規(guī)定小時(shí)后才能通過試運(yùn)驗(yàn)收[3]。

4熱工儀表使用期間的現(xiàn)場故障分析

4.1 常見故障分析

破壞故障。該種故障多發(fā)生在熱工儀表運(yùn)行期間，由于儀表本身的質(zhì)量性能缺陷、設(shè)計(jì)選型安裝不當(dāng)及外部因素影響，就會出現(xiàn)該種故障，致使儀表參數(shù)異常，不能正常反應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。例如，脈動壓力測量系統(tǒng)，未選用耐震壓力表、二次閥后未加裝緩沖管，此壓力表其使用壽命將大大縮短;火電廠給煤機(jī)測量給煤量，稱重傳感器處，若掉入具有一定的沖擊力的煤塊，傳感器會在沖擊力影響下直接出現(xiàn)跳變或?qū)е虑腥莘e故障，若煤粉積存堵塞也會致使儀表發(fā)生測量偏差情況，所以，此種具有較強(qiáng)破壞作用的故障具備突發(fā)性特征，問題出現(xiàn)后需要檢修人員快速找到故障地點(diǎn)進(jìn)行解決，以此來讓系統(tǒng)可以繼續(xù)正常的進(jìn)行電能生產(chǎn)。

密封故障。主要指在安裝過程，儀表設(shè)備的電纜線孔沒有很好的封堵，最終導(dǎo)致液體、潮氣、粉塵沿著密封不嚴(yán)處進(jìn)入儀表內(nèi)部，短路儀表電氣回路，最終引發(fā)故障;設(shè)備安裝開孔位置不當(dāng)，例如接線盒或設(shè)備存在上進(jìn)線設(shè)計(jì)，不符合安裝設(shè)計(jì)規(guī)范;具備一定防水等級的設(shè)備組件之間的密封圈在長期高溫運(yùn)行期間也較易老化，造成防水等級下降而影響設(shè)備可靠性。

回路故障。熱工就地設(shè)備分散，就地儀表信號傳輸至DCS機(jī)柜通常距離較遠(yuǎn)，部分中途存在一個(gè)甚至多個(gè)中間接線盒，越多的轉(zhuǎn)接造成更多的故障環(huán)節(jié)，線路存在沒有進(jìn)行正確連接、接觸不良、接地、串入強(qiáng)電等情況，或者電纜屏蔽非連續(xù)造成多點(diǎn)接地而引入干擾，從而導(dǎo)致設(shè)備受損，出現(xiàn)回路故障，影響儀表數(shù)據(jù)的有效讀取。

腐蝕故障。熱工儀表金屬外殼的耐腐蝕性較差，長期在火電廠進(jìn)行生產(chǎn)應(yīng)用極易發(fā)生腐蝕問題，若金屬殼被嚴(yán)重腐蝕且沒有重新更換時(shí)，就會發(fā)生儀表外蓋及螺絲松脫問題，從而導(dǎo)致儀表內(nèi)部故障;熱工儀表大部分采用直接測量法，儀表與所測介質(zhì)存在局部接觸，而火電廠中所測部分介質(zhì)存在腐蝕、結(jié)垢特性，得不到適當(dāng)?shù)木S護(hù)同樣也會影響測量可靠性[4]。

5故障處理措施分析

5.1 破壞故障

由于此種故障難以提前預(yù)防，故在設(shè)計(jì)時(shí)，就一定要考慮好所測介質(zhì)的特性，務(wù)必做到選型正確，嚴(yán)格按照行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝。同時(shí)還需考慮設(shè)備安裝周邊的環(huán)境，對如有煤塊沖擊的傳感器加裝防護(hù)罩蓋，在容易發(fā)生煤粉堵塞的區(qū)域加裝儀用氣吹掃，以降低破壞性故障所致的不良影響。

5.2 密封故障

針對該問題則可以要求儀表設(shè)備采購人員在購買儀表時(shí)，對儀表質(zhì)量性能多加重視，選購性價(jià)比高、質(zhì)量合格的產(chǎn)品，安裝時(shí)重點(diǎn)檢查電纜、密封頭的安裝質(zhì)量及開孔方向，要求儀表與密封頭以及電纜要實(shí)現(xiàn)完全的匹配，以此才可以有效地密封電纜和密封頭，不會出現(xiàn)兩者之間的連接松動現(xiàn)象，密封性能滿足儀表設(shè)備運(yùn)行要求;對于惡劣環(huán)境運(yùn)行的設(shè)備需要在檢修項(xiàng)目中列入檢查密封圈工作，及時(shí)更換老化的密封圈。

5.3 回路故障

儀表信號回路故障，故障點(diǎn)通常較為隱蔽，可采用分段法，逐段排查來確認(rèn)故障段，從線到點(diǎn)再確認(rèn)故障點(diǎn);此類故障通常為安裝階段埋下的隱患，故設(shè)備安裝人員需要注重儀表安裝與檢修的過程，嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝作業(yè)，避免出現(xiàn)漏接、錯(cuò)連、不重視抗干擾工作等錯(cuò)誤，影響儀表回路正常工作。

5.4 腐蝕故障

在處理此種故障問題時(shí)，要求檢修人員對于火電廠生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)工作環(huán)境做好了解，尤其注重設(shè)備防水工作，盡量遠(yuǎn)離腐蝕性介質(zhì)周邊;加強(qiáng)日常設(shè)備巡檢工作，若發(fā)現(xiàn)儀表設(shè)備表面出現(xiàn)裂紋、縫隙等問題，及時(shí)進(jìn)行修復(fù)更換，以此減少腐蝕故障的頻繁發(fā)生;若所測介質(zhì)存在腐蝕、結(jié)垢特性，需要做好設(shè)備選型，同時(shí)在檢修項(xiàng)目中增加檢查清垢等定期工作[5]。

6結(jié)束語

火力發(fā)電廠的儀表自動化安裝不僅關(guān)系到各設(shè)施的正常運(yùn)行和儀表的使用壽命，而且關(guān)系到工作人員的人身安全和發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，其重要性不言而喻?？傊詣踊瘍x表在如今的工業(yè)生產(chǎn)中是比較常見的裝置，其實(shí)際安裝的過程有著一定的復(fù)雜性，企業(yè)在自動化儀表的實(shí)際安裝中要注意質(zhì)量以及進(jìn)度的控制，各方面設(shè)備需要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，做好安裝前的各類準(zhǔn)備工作，并對人員展開嚴(yán)格的培訓(xùn)，提升自動化儀表的整體質(zhì)量，滿足相關(guān)的技術(shù)要求，這是需要各個(gè)部門進(jìn)行嚴(yán)格配合的。

參考文獻(xiàn)

[1] 王丙寅.火電廠熱工儀表中自動化技術(shù)的應(yīng)用探析[J].科技風(fēng)，2018（13）：181.

[2] 呂巍.火力發(fā)電廠的儀表自動化安裝與故障探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（5）：143.

[3] 葉麗芳.火力發(fā)電廠熱工儀表自動化的安裝及現(xiàn)場故障分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（35）：131.

[4] 應(yīng)向陽.電力系統(tǒng)中熱工儀表自動化的安裝運(yùn)行要點(diǎn)分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（12）：70-71.

[5] 張定宇.電廠熱工儀表典型故障分析[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2019（4）： 44-46.