浅谈热工仪表选型及安装问题

浅谈热工仪表选型及安装问题

闵兆俭

（国能内蒙古呼伦贝尔发电有限公司）

摘要：大型火力发电厂，在我国国民经济生产中仍然扮演着重要的角色，是不可或缺的能源支柱产业之一。因此发电机组的可靠性就变得极为重要了，其中热工仪表的可靠性又是其中重要的一环，那么如何才能让热工仪表的可靠性得以提高呢？本文从电厂热工仪表的选型、配置、安装等角度阐述一些观点和经验做法，希望能给从事热工专业的人员提供一些帮助。

关键词：热工仪表、可靠性、选型、安装

1、一般规定

热工仪表种类繁多，在火力发电厂主要有测量物位、压力、流量、温度等几个方便，根据测量原理的不同又有多种不同的表现形式，如液位测量有导播雷达液位计、超声波液位计、磁感应式液位计，温度测量有热电阻、热电偶、双金属温度计等等，在此不在赘叙。我们将结合现场实际经验及《电力建设施工技术规范》的要求进行说明。《电力建设施工技术规范》的第四部分-热工仪表及控制装置给出了一般规定——“热工仪表及控制装置的安装应保证测量与控制系统能准确、灵敏、安全、可靠工作，避免受振动、高温、低温、灰尘、潮湿、腐蚀等的影响。热工仪表及控制装置应安装整齐，安装地点应采光良好，便于操作、维护，不影响运行检修通道”。
2、就地式仪表的取源问题
    对于管道振动比较大的情况，如真空泵入口管道，发电机冷却水管道，这些管道在运行中振动都比较大或者说振频比较高，如果使用双金属温度计、就地压力表等，使用一段时间就会发现，温度表表盘变黑，甚至指针脱落无法继续使用。要想规避这样的问题，建议选择测量与指示部分分离的方法，将传感器部分安装在测量管道上，而将显示仪表单独安装在平稳的仪表架上，通过专用的传感器导线连接。显示仪表可以是指针式的也可以是数字式的，数字式的要考虑电池寿命问题。另外，如果是振动管道上的压力开关，建议尽量改成压力变送器，由DCS系统来完成坎值的判断，这样既可以避免压力开关因振动定值偏移的问题还有利于压力趋势的分析，而且可以节约不少备件费用，否则一旦有问题热工专业就要重新校验仪表，增加工作量。
3、油系统仪表安装需要注意的几个问题

对于油系统而言最怕的，最影响可靠性的问题就是渗漏问题，特别是高压的EH有系统，一旦渗漏不可控就必须停机处理。对此提四点建议：第一要尽量减少活接头的设计和使用，多一个密封点就多一分隐患，建议只要不影响检修时拆装，就务必进行焊接处理，但要保证焊接质量，做好渗透检查；第二要尽量使用标准φ14的取样管，这样的取样管对应的标准垫片不容易渗漏，如果要是φ6或φ8的取样管使用了密封圈的形式，那么要注意防止密封圈老化和安装的质量问题，值得一提的是一定要使密封圈所在的两个结合面对正，否则紧固时密封圈极易脱落或偏斜而且观察不到。试运过程中渗漏还好说，可以及时处理，有些时候是在机组启动几天以后才发生渗漏情况，就相当于危险了，因此仪表安装好以后，要联系运行人员尽量启动油泵，花费更长的时间来试运，吧问题尽早暴露出来，以便及时处理；第三要设计焊接形式的一次门、二次门，同样要注意焊接质量和工艺问题；第四要保证仪表安装空间足够，便于操作和观察，这也是影响仪表安装质量的重要因素，空间狭小检修人员不易操作，用不上力量，接头则安装不紧固，同时黑暗的狭小空间也不利于巡检及时发现缺陷。
4、热工设备设施受高温环境影响的问题
    在火力发电厂热工设备设施处于高温区域是比较常见的情况，如汽轮机缸温，主汽温度，抽汽管道壁温等等，危害极大。某电厂高缸排汽温度1、3测点补偿导线进入同一电缆护管，且被包在保温内，电缆护管与#2主汽门高压漏汽管路距离较近，长期高温环境导致电缆绝缘逐步碳化脱落，线芯与电缆护管短接，致使温度测量值异常升高至427℃，最终导致机组跳闸。为了保温效果，目前电厂保温都比较厚，在这样的背景下，热工元件就要适当的做出改变，否则电缆焦化、短路，后果难以想象，而且不利于检修维护，检修检查时容易发生烫伤。我们可以考虑延长温度元件支撑套管的高度，使其超过保温层，把电缆架空。如果对外观要求不高的情况下，也可以使用铠装卡套式热电偶（阻），将接线盒引致常温的仪表架等易于维护检查的地方。另外，要加强隐患排查，避免穿线管（尤其的尼龙材质的）直接与热体接触。
5、热工电源的可靠性问题
  热工电源是保证控制系统正常工作的绝对因素，在日常维护当中的检查手段是极其有限的，因此就要求必须在设计阶段保证可靠性。首先对电源回路空气开关或熔丝的额定参数要认真复核，确保设备的用电容量不超过空气开关或熔丝的额定容量，同时核算上下级电源匹配功耗，防止因空气开关或熔丝越级跳闸或熔断导致失电事故范围扩大。其次对于使用短联排形式的空气开关组，应尽量改为短接线并联形式。原因一，短联排覆盖了所有空气开关的上口，日常巡查无法发现在检修时可能留下的金属异物，随着时间的推移，异物会移动导致短路，致使空开上级电源跳闸；原因二，如果某个空开故障，因为有短联排存在就无法更换故障空开，不便于检修和日常检查。

6、小型水池的液位控制问题

小型水池的液位控制存在诸多不利条件，例如泵坑水温高，污泥多，空间狭小等，有的不足1立方米。水池内有排污水泵、液位计及其附件根本布置不开，浮球开关式液位计经常出现卡涩情况，高温水进入后塑料浮球易开裂进水，钢制浮球虽然防烫但是线缆根部也很难密封，经常导致联锁开关失灵，缺陷多，每年大量耗费人力物力。为此就需要找到一种适合于狭小泵坑液位测量的开关，可靠性要高，最好是使测量的核心部件不要接触到热水，减少维护量，降低备件消耗量，最终解决长期困扰检修班组的问题。

一般的接触式测量有几个缺点，浮球易卡涩，而且导线不耐高温环境，投入式静压液位计对水环境空间又有要求。也有一些非接触式如导波雷达或者超声波液位测量，但是模拟量居多且探头易结露，出现液位跳变的情况，为了做到对环境的强大适用性必须使用一种非接触测量方式，且安装方便。建议考虑非接触式磁性开关液位计，原理简单：利用浮球推动水面以上的磁铁，从而吸合安装在固定高度的磁性开关，当磁铁离开时，开关又能自动复位，效果很好。电气原理图如下：

液位控制电气原理图

6、除了以上几种情况，实际工作中还应避免受低温、灰尘、潮湿、腐蚀等等各种因素的影响。才能保证热工仪表及控制装置准确、灵敏、安全、可靠的工作，比如室外低温可以选用不带变送器部分的液位计、灰尘、潮湿、腐蚀环境可以给设备加装防护罩、狭小泵坑可以使用非接触式磁性开关液位计等方法加以解决。另外热工仪表处于高处时，应加装作业平台。总之从设备选型、配置到安装，要全程合理设计，对维护人员要做到本质安全，提高设备可靠性就会变成一件非常容易的事情。

7、 参考文献：

[1]刁小军,孟庆博,陆海洋.发电厂热工仪表的安装技术分析[J].集成电路应用,2021,38(10):108-109.

[2]武斌.火力发电厂热工仪表安装技术研究[J].电子测试,2021,No.465(12):93-94.

[3]王林.电力系统中热工仪表自动化安装及运行微探[J].电力设备管理,2021,No.54(03):202-205.

[4]瞿宏业.火力发电厂热工仪表安装技术研究[J].智能城市,2018,4(22):101-102.

[5]李海楼.火力发电厂热工仪表自动化的安装及现场故障分析[J].智能城市,2018,4(17):166-167.

作者简介：

闵兆俭（1983-）、男、东北电力大学学士学位、工作单位：国能内蒙古呼伦贝尔发电有限公司、从事热工检修工作。工程师、主要研究热工测量、程控保护。内蒙古呼伦贝尔市陈巴尔虎旗宝日希勒镇、邮编021025、邮箱297446273@qq.com。