王 偉

（上海大屯能源股份有限公司發(fā)電廠 江蘇 沛縣 221611）

提高發(fā)電廠熱控測量設備可靠性的探討

王 偉

（上海大屯能源股份有限公司發(fā)電廠 江蘇 沛縣 221611）

本文通過對測量系統(tǒng)性能、安裝位置、安裝方法、接線方式、操作方式、維護保障、專業(yè)管理等方面分析火電廠熱控系統(tǒng)現場設備故障產生的根源和可能出現的危害，提出了改善測量設備可靠性的方法，對熱控系統(tǒng)測量設備使用、調試和維護有一定的借鑒作用。

火電廠熱控現場設備；可靠性

0 引言

隨著我國火力發(fā)電裝機容量和運行參數的不斷提高，熱控系統(tǒng)扮的作用日趨上升，熱控系統(tǒng)主要實現對熱力設備及其系統(tǒng)的工況進行測量和控制。熱工測量和儀表遍布火力發(fā)電廠的各個部位，它是保障機組安全啟停、正常運行、防止誤操作和及時處理故障等非常重要的技術裝備，是火力發(fā)電廠安全穩(wěn)定運行、提高勞動生產率、減輕運行人員勞動強度等必不可少的設施。測量顯示失準會嚴重威脅機組的安全穩(wěn)定運行，所以非常有必要分析影響熱控系統(tǒng)測量設備可靠性的方方面面因素，并采取措施提高熱控現場設備的安全可靠性和準確性。

測量系統(tǒng)可靠性分析：測量系統(tǒng)一般由檢測元件及取壓部件、檢測儀表、顯示儀表、輔助件等四部分組成。任一部分故障都會或大或小導致測量失準。

1 溫度測量

1.1 安裝位置

測溫元件應安裝在能實際表示被測溫度、盡量不受劇烈振動和沖擊的地方。如出口煙溫，空預器出口一、二次風溫等寬度較大的煙風道溫度測點的布置，布局不合理將導致的溫度測量偏差會很大。另外對于泵、風機本體和電機軸承溫度熱電阻安裝時需保證探頭長度達到被測面,以提高測量的可靠性和準確性.

1.2 保護套管

在高溫、高壓及高速流體沖擊的場合，必須有足夠強度的保護套管以保證測溫元件正常、安全工作。保護套管壁厚的增加會提高應力強度，但壁厚的增加相應會導致傳感器熱惰性的增加，需合理設計和選擇保護套管。保護套管與被測管路連接部位外圍注意防腐，防止出現腐蝕后需要更換時無法取出。磨損較大部位如床溫，應采用抗震耐磨保護管，介質流速較大的低壓管道如汽機循環(huán)水管道要考慮保護管的強度，熱電偶在測量溫度較高時，應選擇合適的保護套管并垂直安裝，以避免保護套管長期工作后變形彎曲，溫度元件無法拔出檢查校驗等。

1.3 屏蔽、系統(tǒng)接地

工作中經常出現風機電機線圈溫度顯示失準，熱電阻阻值正常，只要把線拆下來對地短一下，信號就恢復正常。過一段時間又會出現同樣問題。后來發(fā)現是因為系統(tǒng)接地不良，電纜屏蔽不規(guī)范引起電磁干擾產生感應電荷不斷積累引起信號漂移。規(guī)范的系統(tǒng)接地和電纜屏蔽（避免測溫回路屏蔽線兩端接 地）對測量的可靠性有很大的影響。對一些重要的溫度信號在機組檢修過程中應進行屏蔽線的檢查。

1.4 測量回路

為提高測量的準確可靠性要求測量回路做好以下幾點：1）規(guī)范熱電偶、熱電阻接線，注意防止接線柱與蓋子短接造成接地 （必要時在接線柱和蓋子之間加絕緣材料），導線不能剝得太長，引起接地，剝得過短，接在絕緣層上引起開路等；2）規(guī)范溫度引出線位置，杜絕引出線靠近高溫熱源，接觸設備快口或保溫鐵皮等造成熱電偶、熱電阻開路或短路；在風機軸承溫度、汽機推力瓦溫度、金屬溫度等處要引起足夠的重視；3）在相同引線情況下，溫度誤差從大到小依次為三線制熱電阻接成二線制，四線制熱電阻接成二線制度，四線制熱電阻接成三線制；4）DCS中熱電偶的溫度測量，應盡可能采用連接屏蔽補償導線直接進入DCS柜；5）電纜敷設時，熱電偶、熱電阻的信號電纜不應與動力電纜、控制信號電纜走同一線管。

2 壓力和差壓測量儀表

2.1 安裝位置

壓力測點應選擇在管道或煙道的直線段上，不應該設在有渦流或流動死角的地方，應避開各種局部阻力，如閥門、彎頭。測量低于0.1MPa的壓力時，應盡量減少由于液柱高度引起的附加誤差，必要時進行修正；鍋爐一次風母管、二次風母管壓力應考慮各燃燒器的阻力、汽機潤滑油壓從安全角度出發(fā)應選擇在油管路末段壓力較低處等，測量開孔位置應選擇有代表性的地方進行開孔，在同一處的壓力或溫度測孔中，用于自動控制系統(tǒng)的測孔應選擇在前面，測量、保護與自動控制的測點一般不合用一個測孔。

2.2 正確啟動和停運變送器

變送器調校前，腔體內殘存的液體要吹盡，變送器投運后要及時排出變送器腔體內及外部儀表管路的殘留氣體。正確的投用差壓變送器，高低壓側閥門的開啟要按照一定的順序執(zhí)行。開啟的方法是先打開平衡閥，使正、負壓室相通，再打開高壓閥，關閉平衡閥，最后開啟低壓閥，以防止差壓變送器不受單向壓力沖擊。

2.3 汽水系統(tǒng)伴熱

儀表管道的敷設環(huán)境溫度為5～50℃，否則應有防凍措施，伴熱溫度過高造成測量異常，虛發(fā)信號，由于儀表管伴熱溫度過高，或高低壓側伴熱不均勻導致汽包水位差壓式水位測量失準保護拒動。變送器在環(huán)境溫度低于-3℃，儀表管結凍的情況下，容易出現死機，零位出現較大漂移等現象，因此確保儀表管伴熱和保溫柜內加熱正常工作對變送器正常工作是非常重要的。此外，冬季停爐后，測點一次閥后管路的積水都要排空。汽水系統(tǒng)儀表管泄漏時，高溫高壓系統(tǒng)導壓管泄漏一般出現在保溫柜內，主要是接頭和排污閥處泄漏，泄漏除影響自身的測量外，高溫高壓蒸汽對柜內其它變送器也會產生威脅，對那些諸如汽包水位、汽包壓力、給水流量等冗余的變送器最好不要安裝在同一個保溫柜內。

2.4 風煙系統(tǒng)

對于測量含灰塵量較多的氣體壓力（如爐膛壓力）時加裝取樣吹掃裝置防止堵塞。爐膛壓力微吹風裝置的風量要調整合適，要在確保不影響爐膛負壓測量的基礎上達到最好吹掃效果；風煙系統(tǒng)導壓管積液：通過在最低處設置排污閥定期進行冷凝液體的排出；壓力開關：在線的壓力開關應完整無損，緊固件不得有松動現象、可動部分應靈活可靠。內部不得有切削、殘渣等雜物。保護調壓范圍選擇：保護調壓范圍的選擇與壓力開關的設定值有關，選擇的原則是應使設定值大于壓力開關調節(jié)范圍上限的30%，并盡量接近調節(jié)范圍的上限。計量檢定規(guī)程要求設定點可調的控制器，應不小于15%～95%，為提高保護動作的可靠性，這就要求把好壓力開關的選型工作。工作壓力的選擇：應保證最大壓力有足夠的裕度來滿足用戶工作壓力的要求，否則無法保證壓力開關的正常使用。另外以膜盒為彈性感壓元件的壓力開關，量程范圍較小，多用于測量風煙系統(tǒng)的壓力或負壓。

2.5 水位測量

相對于溫度、壓力的測量，水位測量的準確可靠性要難很多，汽包水位，加熱器水位、熱井水位都有不同的技術要求。為了提高差壓式汽包水位測量系統(tǒng)的可靠性，鍋爐汽包水位控制取自3個獨立的差壓變送器進行汽包壓力修正及邏輯判斷后的信號，構成三冗余測量系統(tǒng)的每套差壓式汽包水位測量系統(tǒng)均采用獨立的測量孔、單室或雙室平衡容器、取樣管路、獨立的差壓變送器（及對應的壓力變送器）、獨立輸入/輸出模件、獨立的水位計算和修正回路。引入分散控制系統(tǒng)，（DCS）的冗余控制器。鍋爐汽包水位控制和保護分別設置了獨立控制器，一旦在水位控制的控制器中計算出的水位超過保護定值，則通過硬接線送到水位保護的控制器中，進行邏輯處理。從日常維護角度出發(fā)汽包水位測量系統(tǒng)的維護主要包括以下內容：1）利用停爐機會根據汽包內水痕跡核對水位計的“零位”；2）鍋爐啟動前后對水位測量容器進行水平衡校驗，確保安裝位置合格；3）鍋爐正常運行中定期核對各個汽包水位測量裝置間的示值偏差，當偏差超過30mm時應盡快找出原因，進行消除；4）機組啟動過程中進行汽包水位實際動試驗；5）鍋爐啟動升壓到一定壓力進行變送器排污；6）設置水位變送器校驗、安裝質量監(jiān)督點，確保一次原件可靠準確；7）規(guī)范測量筒、閥門、保溫、伴熱的安裝。此外，除氧器水位、熱井水位要考慮到真空吸走平衡容器參比水柱的影響等方面。

3 輔助件

為提高測量系統(tǒng)的可靠性，就輔助件而言需做好以下幾點：1）完善現場設備的標識標牌，根據現場設備的功能和重要性，選擇不同的標牌顏色加以區(qū)分；2）規(guī)范電纜的敷設，尤其是熱電偶、熱電阻、4～20mA信號電纜與控制電纜、電源電纜的分層敷設，杜絕走同一管線。3）做好現場“五箱”的防水，杜絕由于進水導致信號短路。4）根據現場環(huán)境，選擇耐高溫電纜，耐高溫補償電纜?？拷邷毓艿赖葻嵩吹碾娎|需做好隔熱措施。5）定期檢查現場控制柜冷卻風扇的運行情況。6）電纜、導線、補償導線的規(guī)范屏蔽；7）規(guī)范接線工藝，無用的裸線應包扎好放入接線槽中。8）熱控系統(tǒng)接插件主要存在的問題有接觸不良、固定不良、絕緣不良等。在DCS端子板與I/O模件、振動探頭與前置器或卡件、火檢探頭與卡件、部分熱電阻回路中多次出現由于接插件接觸固定不良引起的信號測量故障。為提高接插件的可靠性，一方面需采取機械鎖緊，另一方面接插件的固定方式，安裝環(huán)境也要引起重視。

4 結束語

熱控現場設備可靠性的提高要從方方面面考慮，任一細小的疏忽都可能導致嚴重的后果，相信通過從技術上、管理上采取相應有效的措施，現場設備的可靠性必然會有一個大大的提升。

［1］熱工儀表檢修[M].3 版.中國電力出版社，2003，9.

［2］熱工儀表及自動裝置[M].2 版.中國電力出版社，1999，9.

王偉（1978.9.28—），男，2007年7月畢業(yè)于上海電力學院，現工作于上海大屯能源股份有限公司發(fā)電廠，工程師，熱控專業(yè)。

尹雪梅］