中電裝備山東電子有限公司 王 林

熱工自動(dòng)化技術(shù)已在火電廠中廣泛應(yīng)用,利用安裝系統(tǒng)、自動(dòng)化儀表和相關(guān)監(jiān)測設(shè)備對電廠發(fā)電工作進(jìn)行自動(dòng)化的監(jiān)控與管理，并進(jìn)行一定程度的自動(dòng)化調(diào)控，可在確保電廠安全、穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)提升相關(guān)管理工作的效率。具體而言，電力系統(tǒng)熱工儀表自動(dòng)化是指電廠借助自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)熱工儀表的自動(dòng)化測量及信息化處理等工作，電廠應(yīng)用熱工儀表構(gòu)件自動(dòng)控制管理系統(tǒng)[1]，首先能使電廠運(yùn)行時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，是其安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，也是保證機(jī)組安全使用的基礎(chǔ)，通過儀表的自動(dòng)調(diào)節(jié)、控制功能更好的保持穩(wěn)定的自適應(yīng)狀態(tài)；其次，熱工儀表自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)全面自動(dòng)化檢測的前提，熱工儀表能很好的發(fā)揮電廠生產(chǎn)監(jiān)控功能，通過檢查、測量各類生產(chǎn)參數(shù)，從而反應(yīng)各設(shè)備的生產(chǎn)情況，根據(jù)溫度、電壓等數(shù)據(jù)監(jiān)測生產(chǎn)機(jī)組的運(yùn)行情況和儀器故障。

另外，熱工儀表自動(dòng)化還是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)、順序控制的重要前提，若監(jiān)測熱工參數(shù)超過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值或無法滿足生產(chǎn)需求，即會(huì)通過保護(hù)系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，提醒管理者及時(shí)采取必要防范措施。可見熱工儀表自動(dòng)運(yùn)行對于提高電廠生產(chǎn)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和管理水平，實(shí)現(xiàn)電廠科學(xué)管理、精確管控均具有重要意義。但實(shí)際中熱工儀表的安裝環(huán)境較為苛刻，存在諸多技術(shù)難題，后期運(yùn)行過程中的檢修、維護(hù)也尚存許多疑難雜癥，影響著熱工儀表自動(dòng)化運(yùn)行的質(zhì)量[2]。而自動(dòng)新技術(shù)已成為電力系統(tǒng)中熱工儀表發(fā)展的重點(diǎn)方向和必然趨勢，因此需對熱工儀表自動(dòng)化安裝及運(yùn)行進(jìn)行深入、全面的探討，以改善熱工儀表自動(dòng)化安裝技術(shù)和其運(yùn)行期間的檢修、維護(hù)等工作，助力電力行業(yè)更好發(fā)展。

1 電力系統(tǒng)熱工儀表自動(dòng)化安裝技術(shù)微探

1.1 安裝及運(yùn)輸基本要求

熱工儀表表盤及相關(guān)線路鋪設(shè)是熱工儀表自動(dòng)化安裝的重要工作[3]，也是整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成，一般有一些基礎(chǔ)的安裝要求：相關(guān)土建設(shè)施施工完成、質(zhì)檢合格后，即可著手安裝熱工儀表盤，安裝過程中應(yīng)采取保護(hù)措施，避免儀表盤損壞；在前期的儀表盤裝卸及運(yùn)輸過程中應(yīng)選用合適的包裝箱，采取合適的保護(hù)材料，避免表盤因車輛顛簸等情況被擦傷或出現(xiàn)性能損壞；表盤到達(dá)施工現(xiàn)場后，按采購內(nèi)容和相關(guān)技術(shù)要求全面檢查設(shè)備，包括表盤有無損壞、設(shè)備數(shù)量是否對等等內(nèi)容；表盤安裝時(shí)需在地面采取鋪設(shè)橡皮墊等措施，避免表盤與地面直接作用出現(xiàn)損壞，或用叉車等將表盤運(yùn)輸至具體安裝地點(diǎn)；若表盤電纜安裝需挖孔洞，應(yīng)在表盤安裝或線纜鋪設(shè)完成后立即封堵空洞，避免灰塵等影響設(shè)備及管線的安裝質(zhì)量；儀表安裝完成后應(yīng)及時(shí)接通所連接的加熱器電源開始干燥處理，由專人制定和完成后續(xù)定期檢查、維護(hù)等工作。

1.2 儀表安裝技術(shù)要點(diǎn)

儀表設(shè)備底座安裝時(shí)[4]，應(yīng)根據(jù)具體設(shè)計(jì)圖紙技術(shù)規(guī)范，結(jié)合實(shí)際安裝的尺寸環(huán)境下料制作尺寸適宜的儀表盤底座。一般儀表盤底座每米的直線長度偏差不得大于1mm，若采用鋼底座且長度大于5m，則全長最大偏差應(yīng)控制在5mm 以內(nèi)。當(dāng)二次抹面施工完成后即可開始安裝底座，安裝施工時(shí)應(yīng)注意底座表面高于地平面，高出幅度應(yīng)不大于20mm，安裝完成后對底座進(jìn)行加固并使底座頂面處于水平狀態(tài)，控制頂面傾斜度小于1%，整體的水平高控制在3m 以內(nèi)。

正式安裝儀表盤前需對儀表盤進(jìn)行檢查，如查看盤面尺寸、型號、規(guī)格即是否平整、是否有漆層破損等情況，保證其性能符合設(shè)計(jì)要求。立盤時(shí)可在底座上加裝厚度合適的橡皮墊后安裝儀表盤，用于連接的螺栓、螺母、墊片等材料應(yīng)采取防銹處理。另外，任何安裝過程均不得在熱工儀表盤內(nèi)部進(jìn)行焊接等施工，應(yīng)控制儀表盤安裝后其正面邊線偏斜度在合理范圍內(nèi)，若表盤間有5處以上連接部位，則應(yīng)控制盤正面的平面度的偏差在5mm 以內(nèi)，且控制各表盤連接縫在2mm 以內(nèi)，然后按照要求開展接地施工。

1.3 管路敷設(shè)、配線安裝技術(shù)要點(diǎn)

各類管路、配線的安裝也影響熱工自動(dòng)化儀表安裝及運(yùn)行的質(zhì)量，因此將其納入熱工儀表自動(dòng)化安裝要點(diǎn)之一，主要涉及氣源、測量、機(jī)械等類型的管路敷設(shè)工作。管路敷設(shè)需符合熱工自動(dòng)化運(yùn)行具體要求，針對管路方向和安裝要求敷設(shè)相應(yīng)管路，有就地安裝、遠(yuǎn)程安裝兩種方式，可根據(jù)實(shí)際操作需求、操作難度選擇難度適合、經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)的方式，以保證熱工儀表管路的敷設(shè)質(zhì)量、效率及經(jīng)濟(jì)性符合施工要求。另外，為方便進(jìn)行儀表運(yùn)行期間的維護(hù)保養(yǎng)工作，管線敷設(shè)時(shí)應(yīng)在依據(jù)整體設(shè)計(jì)的同時(shí)盡量選擇適宜的地位置，保證熱工儀表遠(yuǎn)離干擾源、磁場源，以避免外部因素干擾管路敷設(shè)或儀表運(yùn)行。

在儀表管路敷設(shè)施工前需清理導(dǎo)管內(nèi)部并臨時(shí)封閉兩端。儀表管敷設(shè)時(shí)需結(jié)合現(xiàn)場情況開展二次施工設(shè)計(jì)，確保管路鋪設(shè)、安裝能夠順利進(jìn)行。若設(shè)計(jì)圖未明確標(biāo)明管路敷設(shè)的位置，可遵循路徑最短、易維護(hù)等原則結(jié)合現(xiàn)場情況敷設(shè)。此外，導(dǎo)管不允許安裝在容受機(jī)械損傷或振動(dòng)幅度大或可能受到腐蝕的位置。若以水平方式敷設(shè)管路，應(yīng)控制普通管路坡度大于1:100、控制差壓管路坡度大于1:12，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求于管路最高或最低點(diǎn)安裝排水排汽閥門。施工完成后核對導(dǎo)管尺寸、全面檢查其外觀有無損壞，應(yīng)在兩端設(shè)置標(biāo)志牌，標(biāo)明管線名稱、編號及用途等施工內(nèi)容。

1.4 管路吹掃、儀表調(diào)試

電力系統(tǒng)熱工自動(dòng)化建設(shè)中，管路吹掃、儀表調(diào)試的質(zhì)量會(huì)影響熱工儀表后續(xù)的安裝與運(yùn)行。為避免造成管路、儀表的數(shù)據(jù)失真等問題，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行安全，需根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的設(shè)置及熱工儀表管路敷設(shè)的具體標(biāo)準(zhǔn)合理調(diào)試熱工儀表，保證管路通暢、穩(wěn)定運(yùn)行，避免因外部環(huán)境或單個(gè)設(shè)備的問題干擾聯(lián)動(dòng)設(shè)備，對電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重干擾。首先應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行熱工儀表的單體調(diào)試工作，根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)和熱工系統(tǒng)運(yùn)行的要求進(jìn)行管路吹掃工作，然后依據(jù)實(shí)際工程需求，借助檢測設(shè)備和合理的校驗(yàn)方案二次聯(lián)校熱工儀表，通過檢查儀表相關(guān)數(shù)據(jù)，檢測各儀表的運(yùn)行質(zhì)量和自動(dòng)化熱工系統(tǒng)聯(lián)鎖回路的情況及預(yù)警示等功能的實(shí)現(xiàn)狀況，保證熱工儀表自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量符合相關(guān)需求。

2 取源部件安裝及檢測技術(shù)要點(diǎn)

2.1 流量檢測

流量取源部件在安裝前需對節(jié)流件外觀、節(jié)流孔直徑等進(jìn)行檢查及相關(guān)記錄，保證這些參數(shù)符合國家規(guī)定及項(xiàng)目設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[5]。管道沖掃合格后，在管道內(nèi)安裝節(jié)流件，應(yīng)確保節(jié)流件前端與管道軸線垂直且控制傾斜度在±10mm 以內(nèi)。熱工儀表安裝時(shí)都需要進(jìn)行檢測，其中流量儀表的檢測最難，儀表安裝位置和管路設(shè)置等因素都將影響流量測量準(zhǔn)確度，孔板方向或介質(zhì)流向的方向未核實(shí)，或經(jīng)流量計(jì)安裝反向都將影響檢測結(jié)果。因此要求技術(shù)人員熟練掌握儀表測量原理，安裝均速管流量計(jì)時(shí)應(yīng)保證其安裝位置寬度與管內(nèi)徑相同，安裝渦流流量計(jì)時(shí)應(yīng)用蒸汽式流量計(jì)水平安放，排空流量壓差裝置盒內(nèi)空氣并檢查密封。

2.2 壓力檢測

應(yīng)在測溫元件的前方安裝壓力取源部件，可在直線段的管道內(nèi)選擇壓力測點(diǎn)，不得在存在渦流的位置安裝，避免渦流影響壓力取源部件的功能[6]。風(fēng)壓取壓孔直徑應(yīng)與取壓裝置外徑一致以防止取壓孔堵塞，并加裝管接頭。壓力部件安裝時(shí)應(yīng)控制其端部在主設(shè)備或管道內(nèi)壁以內(nèi)。導(dǎo)致壓力誤差的原因較多，如儀表安放位置錯(cuò)誤、系統(tǒng)誤差等原因。為減少出現(xiàn)壓力測量誤差的幾率，應(yīng)保證取壓口位置、導(dǎo)管位置、儀表位置均正確安裝，取壓口應(yīng)避免在管道彎曲、管道分叉處安裝，儀表校準(zhǔn)區(qū)應(yīng)避開障礙物，取壓口最好安裝工藝流程的位置安防，水平導(dǎo)管傾斜度應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)性質(zhì)確定，如介質(zhì)為氣體導(dǎo)管應(yīng)向上傾斜，若為液體導(dǎo)管應(yīng)向下傾斜。

2.3 溫度檢測

溫度取源部件安裝時(shí)，應(yīng)避免安裝在管道死角、設(shè)備死角等位置，避免安裝在容易受沖擊或振動(dòng)幅度較的位置；若安裝在隱蔽位置應(yīng)引出接線端，以便于后續(xù)的檢修工作，安裝時(shí)保持元件水平，若插入深度大于1m 應(yīng)采取相應(yīng)措施防止套管出現(xiàn)彎曲等情況。檢測發(fā)電機(jī)等設(shè)備的溫度元件時(shí)，應(yīng)徹底分析熱電阻、電偶等元件管道的內(nèi)外徑及管道厚度。進(jìn)行校驗(yàn)前，應(yīng)用游標(biāo)卡尺檢查元件電極位置是否平直、電極表面有無裂痕及焊接口是否牢固、有無氣孔、夾渣等情況，然后根據(jù)電偶絲的材料和直徑?jīng)Q定鑒定點(diǎn)溫度，一般設(shè)置400℃、600℃、700℃三個(gè)鑒定點(diǎn)。校驗(yàn)結(jié)束及時(shí)切斷電源。另外一些熱工儀表需進(jìn)行液位校驗(yàn)，應(yīng)在保證溫度、壓力、流量等關(guān)鍵檢測變量的基礎(chǔ)上校驗(yàn)儀表燃料進(jìn)料量和蒸汽出口流量等數(shù)據(jù)，可采用數(shù)據(jù)推算等方法手動(dòng)調(diào)節(jié)儀表液位參數(shù)直至其趨于穩(wěn)定。

3 電力系統(tǒng)熱工儀表運(yùn)行期間的檢修及維護(hù)探究

熱工儀表的檢修、維護(hù)工作是電力企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行管理中較重要的內(nèi)容，對于生產(chǎn)線而言，科學(xué)檢修儀表能最大限度提升生產(chǎn)線運(yùn)行效果，為生產(chǎn)線正常運(yùn)行提供基本保障。一般由專業(yè)檢修技術(shù)人員及團(tuán)隊(duì)科學(xué)規(guī)劃生產(chǎn)線熱工儀表的處理方案及具體檢修技術(shù)，實(shí)踐表明，只有采取科學(xué)、合理的檢修技術(shù)及維護(hù)管理工作，才能真正提升儀表的應(yīng)用效率，提升企業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

3.1 熱工儀表常見故障分析

數(shù)碼管故障。熱工儀表經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)碼管故障，基于數(shù)碼管對于儀表控制的重要性，應(yīng)及時(shí)處理熱工儀表數(shù)碼管故障以保證儀表控制運(yùn)行工作正常進(jìn)行，保證熱工儀表檢測的準(zhǔn)確性。處理熱工儀表數(shù)碼管故障一般從明亮程度開始著手故障分析和診斷工作；儀表顯示故障。若熱工儀表存在信號顯示等故障，可能導(dǎo)致儀表顯示的信號與實(shí)際數(shù)據(jù)存在偏差，因此若未能準(zhǔn)確判斷和處理將影響故障診斷的效果，持續(xù)的降低后續(xù)熱工儀表監(jiān)測工作的準(zhǔn)確性。常見的信號顯示故障有信號差異、不能進(jìn)行信號調(diào)節(jié)或接收等形式，導(dǎo)致儀表不能與系統(tǒng)設(shè)備形成完整鏈路。

輸出、輸入信號故障。這兩種信號故障也較為常見，輸出故障主要表現(xiàn)為儀表信號出現(xiàn)跳字等問題，影響了信號輸出的結(jié)果及后續(xù)信號生成和控制等工作。一些企業(yè)在應(yīng)用熱工儀表建設(shè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí)，很容易忽略儀表輸出信號故障問題，不利于熱工儀表運(yùn)行中的檢修維護(hù)處置工作。輸入信號的故障主要表現(xiàn)為信號輸入控制偏差等形式，將影響整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的檢測工作及相關(guān)儀表檢修工作。通常情況下，若熱工儀表的信號輸入故障是因保險(xiǎn)絲故障等問題引起的，如保險(xiǎn)絲處置不當(dāng)使設(shè)備實(shí)際運(yùn)行效果與控制指令產(chǎn)生差異。

3.2 熱工儀表檢修方法

觀察法。需結(jié)合儀表檢修需求檢修元件的接觸情況，該方法以肉眼直觀判斷為基礎(chǔ)，分析各元件接觸狀況、導(dǎo)線走向及設(shè)備運(yùn)行狀況，是熱工儀表檢修處理中的基礎(chǔ)性技術(shù)，只用于簡單的故障診斷；電壓法。該方法較為常用，主要以檢測熱工儀器的電壓波變化做為診斷基礎(chǔ)分析設(shè)備故障，常采用的設(shè)備有萬能表，通過與其他故障診斷技術(shù)結(jié)合查明元器件具體的故障所在，如在儀表中接入萬能表，若信號燈不亮則表明電源狀況不良，需按儀表的故障處理要求修理。

敲擊法。以敲擊為主分析熱電儀表內(nèi)部接觸不良等故障，如熱工儀表內(nèi)部存在漏焊等問題，通過故障檢測發(fā)現(xiàn)儀表內(nèi)部電源指示不明確，影響其他診斷技術(shù)的事實(shí)，可利用敲擊法處理，若熱工儀表存有水霧也可敲擊排除水霧；信號法。該處理技術(shù)對儀表的故障控制有較大影響，因此只適應(yīng)于可轉(zhuǎn)變儀表診斷方法等情況下，借助設(shè)備檢測儀器信號的傳輸情況及信號波動(dòng)情況，以判斷儀器信號輸入、輸出的具體狀況，評估信號傳輸及控制的效果。處理時(shí)需結(jié)合熱工儀表指針的變化判斷信號波動(dòng)情況，調(diào)整信號控制方式。

電阻法。以電阻控制為基礎(chǔ)，分析儀表故障、控制儀表電阻傳輸?shù)男Ч魞x表診斷時(shí)需調(diào)整不同的電阻控制頻率，對應(yīng)元器件阻值會(huì)有偏差，因此需要改進(jìn)電阻控制方法；短路法。利用設(shè)備檢測熱工儀表的短路情況，根據(jù)顯示結(jié)果判斷短路位置，排查短路原因以查明儀表具體故障，若元器件損壞需按照儀表診斷處理要求更換儀表中故障的元件。

3.3 熱工儀表檢修措施

在熱工儀表的檢修處置工作中處理數(shù)碼管故障最重要，需以合適的診斷技術(shù)，分析儀表具體故障，檢查數(shù)碼管電源狀態(tài)，判斷電源是否有接觸不良等問題，然后檢測數(shù)碼管電源兩端穩(wěn)定性，并借助儀表信號判斷故障情況對儀表信號進(jìn)行SV 輸出分析，若顯示信號不明確，應(yīng)借助A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步判斷儀器信號轉(zhuǎn)換效果，實(shí)施信號控制；信號調(diào)節(jié)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)要求做出科學(xué)控制、合理調(diào)控，保障信號調(diào)節(jié)符合儀表檢修的需求。檢測信號輸入、輸出故障可以電阻法為基礎(chǔ)技術(shù)，以過載檢查為主要分析手段判斷信號故障的具體原因。

3.4 熱工儀表運(yùn)行維護(hù)與管理

首先，應(yīng)在熱工儀表日常運(yùn)行時(shí)加強(qiáng)熱工儀器的檢修與管理工作，安排專業(yè)人員進(jìn)行定期的設(shè)備巡檢工作，要求其認(rèn)真觀察、準(zhǔn)確記錄巡檢時(shí)儀表的參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)部件損壞或參數(shù)異常等情況，及時(shí)匯報(bào)給維護(hù)人員；維護(hù)人員要依照維修規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)開展維修工作，并定期進(jìn)行儀表保養(yǎng)，檢查和保養(yǎng)易出故障的儀器。

其次，應(yīng)及時(shí)更新信息化的檢修記錄，為電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的管理提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為后續(xù)的維護(hù)及管理工作提供依據(jù)。因此在巡檢、維護(hù)等工作后，相關(guān)人員應(yīng)及時(shí)、全面、詳細(xì)、準(zhǔn)確錄入和更新檢修數(shù)據(jù)。通過檢修數(shù)據(jù)及時(shí)推斷異常數(shù)據(jù)，從而給維護(hù)人員更多的處理時(shí)間，制定更合理維護(hù)方案。

最后，強(qiáng)化儀表環(huán)境溫度等方面管理，根據(jù)熱工儀表自身運(yùn)行的環(huán)境要求進(jìn)行環(huán)境管理。熱工設(shè)備在長期運(yùn)行后其所處環(huán)境溫度較高，可能對儀表產(chǎn)生損壞，因此需強(qiáng)化儀器環(huán)境溫度的管理，室外鍋爐表易凍住，需做好儀器的保溫工作，對不宜移位的設(shè)備應(yīng)盡量避開熱源，保證儀表處在相對穩(wěn)定的環(huán)境中。另外還應(yīng)根據(jù)設(shè)備環(huán)境需求進(jìn)行適應(yīng)性技術(shù)改造，如采取加裝保溫箱、氣動(dòng)除塵器、防塵罩等措施，降低環(huán)境因素對儀表性能的影響。

綜上，電力資源是人們?nèi)粘Ｉ?、生產(chǎn)不可或缺的資源，電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全穩(wěn)定性也受到廣泛重視?；痣姀S作為我國主要的發(fā)電場所正廣泛應(yīng)用熱工自動(dòng)化技術(shù)，熱工儀表作為火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)中的重要設(shè)備，其安裝技術(shù)和運(yùn)行管理的質(zhì)量將影響到這些熱工儀表自動(dòng)化工作的質(zhì)量。因此需相關(guān)管理人員及技術(shù)人員熟練掌握各類熱工儀表的安裝技術(shù)、檢修及維護(hù)技術(shù)，合理的安裝、調(diào)試熱工儀表，準(zhǔn)確的設(shè)置儀表參數(shù)，及時(shí)的排除儀表故障，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。