电厂热控仪表故障及预防措施研究

王建军

（陕西德源府谷能源有限公司，榆林 719400）

随着能源需求量的增长，社会对电厂运行的可靠性和稳定性要求越来越高。热控仪表作为电厂运行监控和控制的重要设备，其故障可能会导致设备停机、发生安全事故、能源浪费等一系列问题，对电厂的正常运行和效益产生准确影响。因此，要通过分析电厂热控仪表的故障问题，深入了解电厂热控仪表的故障机理，提出预防措施。这样才能不断改进和优化仪表，提升其可靠性，降低故障发生的可能性，保障热控系统可靠运行。

1 电厂电磁流量计故障问题

1.1 电磁流量信号输出异常

1.1.1 故障问题分析

管道内介质不足是电厂电磁流量计常见的故障类型，当管道内介质不足时，电磁流量计无法正常工作，无法正确测量流体的流量。其故障原因包括3 点。

第一，介质供应问题。因供应系统故障、泵站问题或供应管道堵塞等原因，导致管道内的流体介质供应不足，造成介质无法充分流入测量装置。

第二，进口段设计不当。电磁流量计通常要求在一定长度的直管段内进行流量测量，以确保流体的稳定和均匀。进口段设计不当，如进口段太短或存在转弯、突然扩大或缩小等情况，会使得流体无法充分展开，导致介质不足[1]。

第三，测量装置安装问题。测量装置内部的传感器安装位置不当，导致管道内介质不足。如果传感器安装位置偏离流体中心轴线，或与管道壁面距离过近，均会导致流体无法充分经过传感器，进而影响测量的准确性。图1 为电磁流量计传感器安装构造，若在a点位置安装传感器，则标高较高，管道内部容易有空气堆积；若在b点安装传感器，则液体难以在管道内充满；若在e点安装传感器，则同样会出现因标高过高而无法充满液体的情况。

图1 电磁流量计传感器安装构造

1.1.2 故障检修处理措施

针对这一故障，需要通过故障现象、报警信息等，确定可能的故障部位。例如，若仪表无法正常输出信号，说明元器件或传感器可能存在故障。根据故障判断，进行必要的检查和测试。在检修过程中，仔细检查传感装置的零部件，包括连接线路、插头、传感元件等，确保其外观完好无损，且没有明显变形或破损的现象。同时，还需检查管道内壁，确保管道内壁光滑，无积聚物或损坏的情况[2]。

选择正确的安装位置（图1 中c点、d点），重新安装传感器。确保传感器与被测介质接触良好，且连接稳固可靠。根据具体情况，使用密封件或垫片，确保传感器与管道连接处的密封性能。在正确安装传感器后，将管道内充满液体介质，确保仪表能够正常感知和测量介质参数，并输出正确的信号。根据具体要求，进行相应的校准或调试操作，以确保仪表输出准确、可靠。

1.2 电磁流量计零点不稳定

1.2.1 故障问题分析

电磁流量计零点不稳定的原因可从4 个方面进行分析。第一，如果液体未充满管道，则管道内的液体流动会受到影响，进而导致电磁流量计测量值不准确。此外，管道内可能存在气泡或垢层等物质，这些物质会阻碍液体流动，进而影响流量计的测量精度。第二，电磁流量计在工作过程中需要通过电磁感应原理来进行流量测量，而仪表的绝缘性能会直接影响电磁信号的传递和测量的准确性。若仪表的绝缘性能较差，会导致电磁信号受到干扰或衰减，进而引起零点不稳定现象。第三，在实际生产中，尤其是在液体流量变化较小时，管道内的液体可能存在微小流动或涡流现象，微小流动会对电磁流量计的测量结果产生影响，使得零点不稳定[3]。第四，电磁流量计作为电子设备，其产生接地问题会导致仪表与周围环境的电位差较大，从而引起测量误差。接地不良会影响电路的稳定性和准确性，进而影响电磁流量计的零点表现。

1.2.2 检修处理措施

针对故障问题，可采取如下措施进行处理。首先，确保管道内充满介质，并通过调整流体进入位置、使用过滤器等方式，避免管道内存在气泡或垢层。其次，更换新的绝缘材料，重新连接端子，确保其与线路之间接触良好。在连接时要注意清洁接线端子和线路表面，确保没有杂物或氧化物影响接触；正确固定接线端子，避免松动或摇晃造成接触不良；将接线端子与线路正确对齐，确保其完全接触并紧密连接[4]。再次，采取有效措施，如在安装时合理设置流动阻力、减少管道转弯、调整流速等，降低管道内的微小流动或涡流现象。最后，确保仪表良好接地，采取必要的接地措施，如选择合适的接地线材料、选择良好的接地点和保持接地系统的完好性等，避免电磁干扰。

2 电厂压差流量计故障问题

2.1 故障问题分析

电厂压差流量计测量误差偏大的原因包括设计和安装两个方面。从设计方面来看，选择不合适的流量计型号、规格或量程范围，会导致测量误差增大。流道设计中存在阻力过大的部位，如弯头、节流装置等，会引起流体压降增大，进而影响测量结果。设计中未考虑温度和压力对流量计测量结果的影响，没有进行合适的补偿处理，也会导致测量误差增大。

从安装方面来看，在安装时未考虑流体的紊动、回旋和不稳定因素，或安装位置与其他设备太近，会使流量计受到干扰，影响测量的准确性。流量计的安装姿态与设计要求不符，如倾斜、不水平等，会对测量结果产生较大的影响。进口和出口管道的流动条件差异较大，也会导致测量误差增大。

2.2 检修处理措施

针对因设计因素导致的故障问题，首先可以引入气体可膨胀性系数。在计量过程中，温度和压力变化会导致气体体积发生变化，进而影响流量测量结果。为消除影响，可以计算出相应气体的可膨胀性系数，将其用于准确计算气体的实际流量。其次，可以引入气体的压缩系数。当气体通过管道或仪表时，由于流动和压缩效应，气体的密度会发生变化，进而影响流量的测量。为解决此问题，可根据气体的压缩系数进行补偿。通过使用正确的压缩系数，消除由气体压缩引起的测量误差，提高仪表的准确度[5]。最后，根据蒸汽的热力学性质和流体状态方程，计算出相应的密度参数，并将其用于准确计算蒸汽的实际流量。

针对安装因素导致的故障问题，首先根据实验室标定的结果，调整直管段长度，满足流量计对于直管段长度的要求。合理选择直管段长度可以减小流动阻力和湍流产生的影响，保证测量结果的准确性。其次，确保节流元件的安装同轴度误差不超过5%。在安装过程中，应该仔细检查节流元件与管道的同心度，避免偏心安装导致的测量误差。同时，确认法兰取压孔板处仪表的直径比不小于0.6，以减小测量误差，提高测量精度。再次，在选择安装位置时，注意上游管道的内径。上游管道的内径小于150 mm，可以减少流速变化的影响，提升测量的准确性[6]。最后，注意控制垫片的厚度和紧固螺栓的力矩。垫片厚度过大或过小以及紧固螺栓力矩不合适，都会引起仪表的不稳定、泄漏等问题，进而影响测量结果的准确性。

3 电厂热控仪表故障预防措施

3.1 定期检修维护

为预防电厂热控仪表出现故障，需落实定期检修维护工作。第一，定期清洁。定期清洁热控仪表，确保其表面无灰尘、油污或其他杂物。第二，紧固连接部件。检查所有连接部件，包括螺钉、螺母、接头等，确保它们处于良好的工作状态，并加以紧固。第三，更换老化零部件。定期检修时，应检查并更换老化零部件，确保设备的可靠性和精度。第四，检查电源和线缆连接。检查热控仪表的电源线和信号线连接情况，确保连接稳定可靠。如果发现有松动、损坏或老化的情况，应及时修复或更换。第五，测试和记录。在检修维护过程中，要进行必要的测试，并记录测试情况。使用标准校准设备测试热控仪表的功能和性能，并记录测试结果，便于查证和后续分析[7]。通过定期检修维护，可以最大限度保证热控仪表的稳定性和可靠性，提高生产效率，降低故障风险。

3.2 控制仪表安装条件

热控仪表是测量和控制的关键设备，为保证其正常运行和准确性，需要对环境条件进行管理。在安装仪表时应选择清洁、干燥、无尘的环境，并做好仪表的密封保护，避免污染物的进入。有害气体或腐蚀性气体可能会损害热控仪表，因此应使用适当的压力调节和流速控制装置，确保气体的压力和流速维持在安全范围内，减少对仪表的腐蚀。采取必要的绝缘措施，如使用绝缘外壳、绝缘材料等，保护仪表免受外界电磁场的干扰[8]。热控仪表对周围环境的温度和湿度比较敏感，温湿度过高或过低都可能影响其工作性能。因此，在选择安装位置时要考虑环境的温湿度条件，并根据要求适当进行调节和控制，确保仪表在适宜的温湿度条件下运行。通过控制污染物、腐蚀性气体等物质的含量、采取相应的保护措施以及定期检测维护，能够最大限度避免环境因素对热控仪表的影响。

3.3 定期校准仪表

为了预防仪表故障，确保其准确性，应定期进行仪表校准，具体校准流程如下。第一，设定校准周期。根据仪表使用说明书，确定校准周期。通常情况下，校准周期根据仪表的稳定性和精度要求来确定，一般为6 个月至1 年[9]。第二，选择合适的校准标准器。根据具体的仪表类型和参数要求，选择合适的校准标准器，标准器的准确性要高于被测仪表的精度要求，以确保校准的准确性。第三，准备校准程序。根据仪表的校准要求和标准器的使用说明书，准备校准程序，包括校准的步骤、校准点的选择以及记录校准结果表等内容。第四，进行校准操作。按照校准程序，使用标准器来校准仪表。校准操作要严格按照要求进行，确保在标准条件下校准仪表。第五，记录校准结果。在校准过程中，记录每个校准点的实测值和标准值，并计算偏差值[10]。第六，分析校准结果。对校准结果进行分析，判断仪表的准确性和稳定性。如果偏差较大或仪表存在故障，应及时采取修复措施或更换设备。第七，完善校准记录。记录校准结果并进行保存，建立校准管理系统，定期复查和分析校准结果，根据校准结果制定仪表的维护、保养和更换计划。通过定期校准，可以及时发现仪表的偏差和故障，预防因仪表不准确导致的操作失误和设备故障，提高电厂的运行安全性和效率。

4 结语

热控仪表是保障电厂正常运行和安全生产的关键设备。通过分析热控仪表的故障原因，可以深入了解仪表的工作原理和使用特点，提出有针对性的预防措施，包括定期检查、定期校准等。提前采取仪表故障预防措施，有助于电厂安全运行，提升设备的可靠性和稳定性，降低维修和更换设备所需的费用，延长设备的使用寿命，对于推进热电厂可持续发展发挥重要作用。