火电厂热工自动化仪表的原理及故障分析

火电厂热工自动化仪表的原理及故障分析

陈东栋

（大连三惠热电有限责任公司辽宁大连116600）

摘要：火电厂的热工仪表自动化系统，其组成十分的复杂，并且涉及的范围也比较广，在安装的过程中，要注意设备与表盘的安装、管路敷设与配线安装等问题，火力发电厂热工仪表自动化技术的发展趋势，向综合自动化、电气热工控制一体化、高性能化等方向发展。本文首先对火电厂热工自动化仪表进行介绍，主要介绍其分类和原理，接着重点就火电厂热工自动化仪表的故障及维护措施进行探究，以供参考。

关键词：火电厂；热工自动化仪表；原理；故障；维护措施

引言

在自动化发展的当今，火力发电也伴随着火电厂热工自动化慢慢发展起来，真正为我国电力事业提供了有效基础保障。随着我国对火力发电的重头技术革新，目前电厂热工自动化已经得到了比较成熟的技术。热工仪表自动化是为了生产工艺而服务的，只有做好热工仪表自动化才能更好的为电厂高效生产打下基础，同时把握好仪表自动化与工艺管道、电气、保温等系统的关系，以此来提高火电机组的安全性与稳定性。

1热工自动化仪表概述

1.1测压仪表

第一，膜盒微压计。在锅炉上被广泛用于送风系统、制粉系统、炉膛负压和尾部烟道的压力测量，当被测介质通过取压管进入薄膜盘，使膜盒的自由端产生位移，带动传动机构，使指针轴偏转，指针即在度盘上指示出压力值；第二，波纹管压力计。用波纹管和弹簧组成的波纹管室作为测量元件，被测压力经由接头、毛细管进入波纹管室，波纹管的底部在压力作用下向上移动，经由传动机构使指针或记录笔偏转，指示或记录被测压力，波纹管压力计常用来指示并记录锅炉蒸汽压力；第三，扩散硅式压力变送器。扩散硅式压力（差压）变送器是电阻应变式变送器的一种，它采用集成电路技术，在半导体材料硅基片上用扩散工艺形成应变电阻，其电阻变化率与被测压力成正比。

1.2测温仪表

第一，热电偶温度计。热电偶温度计可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类，它由感受件热电偶和用来测量热电偶所产生的热电势的二次仪表组成。由于在一定条件下，热电偶工作端的被测温度t与热电偶所产生的热势E之间有确定的函数关系，即E=f（t），所以二次仪表测得的电势数值就代表着被测温度。热电偶温度计一般用于测量锅炉烟气温度、锅炉汽包温度以及汽机主气温度等高温环境。热电偶在使用中应防止过分折伤，避免产生附加应力和寄生电动势，造成测温不准确；第二，热电阻温度计。在用热电偶测量500℃以下温度时，测量精度较低，可采用热电阻温度计进行测量。热电阻测温值可达-200℃之低。热电阻温度计由热电阻、连接导线和测量电阻值的显示仪表组成。热电阻测量温度的原理是利用一些金属在温度变化时其电阻也随着发生变化的特性，主要有铂热电阻和铜热电阻两种。热电阻温度计一般用于测量循环水温度、凝结水温度以及电机轴承温度等较低温的环境。

1.3流量仪表

第一，容积式流量计。容积式流量计是通过仪表壳体中不停转动的具有计量容积的转子的计数来测定体积流量的，若流体流量较大，则其转子转速也越快，从而可测取流量，这类流量仪表有椭圆齿轮流量计、腰轮流量计和旋转活塞式流量计等。容积式流量计可用于锅炉燃油流量的测量；第二，差压式流量计。差压式流量计是利用流体流动中造成的差压与其流速成一定关系，并测取其差压之大小来测流量的。当流体中放入某节流元件时，该节流元件前后分别造成不同的静压力，测取这静压力之差便可以得知流量，这类流量计主要有弯管流量计和皮托管流量计，在锅炉蒸汽流量测量中普遍采用；第三，微机型数字流量计。由于模拟显示仪表测流量时设备多、成本高、精度也不能够满足，因此微机型数字流量计代替传统的模拟仪表进行流量测量成为一种趋势。微机型数字流量计具有以下特点，即能够利用软件实现多个中间变量的运算和补偿；以数字量显示各种单位的流量，并通过网络传递流量信息到主控室或其他设备；显示具有实时性，并能够进行存储及报警。

2火电厂热工自动化仪表故障分析及维护措施

2.1密封问题及维护

密封问题主要是由于自动化仪表的电缆接线密封不良或者是仪表盖密封不良引发的雨水或者是其它液体的进入，而只是仪表润滑不良或者电路故障。针对电缆接线密封不良的问题，要求进行设备订货时加强仪表进线电缆的密封接头的检查，注意选择电缆末径与接头尺寸相匹配的型号。实施安装或者维护的过程中要按照规范进行操作，保证密封接头拧紧。当出现特殊的情况不能可靠密封时要采用玻璃胶或者硅胶对接口进行封堵；密封盖问题作为引发密封问题的又一主要原因，其结果可导致外部进入液体对内部的器件腐蚀。针对于这种情况，维护人员可以通过选取外科防护等级较高的仪表进行准确的仪表盖安装，同时必要时可以为仪表配备保护箱。

2.2人为因素问题及防治

人为因素的故障主要的包括人为破坏以及维护不当引发的故障，故障的发生主要是由于维护人员缺乏责任心或者是技术原因，致使操作中因发生不规范的维护而导致的仪表非正常工作，同时维护的不当也会造成电缆以及仪表部件被盗，使得人为因素引发的故障率达到28％。针对以上问题，要求维护人员必须认真的学习操作的规程以及相关的专业技术，在实际的维护工作中严格的遵照操作规程以及技术要求，树立良好的工作态度、培养爱岗敬业的精神，同时也要加强电厂设备的管理工作，防止仪表、部件的被盗。

2.3非人为问题以及对策

非人为的破坏引发的电厂自动化仪表问题主要是由于设备的流水作业过程所发生的非正常情况，例如异常的工况或者物料等，对于仪表所产生的损伤以及破坏作用，虽然这种故障的发生率较低，但是由于问题的不可预料性以及突发性，致使问题的防止极为的困难。为了避免这一问题，要求现场的的工作人员要工作认真、集中注意力，经常的检查电厂的工作流程，以保证及时的发现问题以及解决问题，保证电厂设备的正常运行。

2.4震动问题及对策

震动问题作为所有引发自动化仪表问题中较为次要的因素，往往导致仪表的接线不良、仪表的固定螺丝或者卡套的松动、焊口裂缝故障等原因导致。针对以上的问题，可以通过相应的配备防松动弹簧垫片、拧紧卡套或者固定螺丝、增设支撑架或者橡胶垫缓解震动等。此外，还可以通过加强日常的检查，将问题消灭于萌芽状态。

结束语

综上所述，火电厂热工自动化装置是错综复杂的，随着使用的不断深入会产生相应的问题，通过这些问题会引发相应的安全事故，所以真正做好火电厂热工自动化的事故防范是真实意义所在。虽然火电厂热工自动化安全技术在我国积累了丰富经验，但是还存在着很多不足，而作为火电厂热工自动化的技术人员更应该提高的自我业务水平，在实践中学习经验、学习事故防范保障。

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