火电厂热控仪表故障类型及检修分析

蔚 焱

（国能陈家港发电有限公司）

0 引言

热控仪表是保证电厂机组运行安全的关键设备之一，其作用在于对机组运行流量、压力、温度等进行全过程控制，保证其运行状态稳定，并提供真实、精准的数据以供相关工作参考。因此，针对电控仪表的检查与维护工作十分重要，要求火电厂相关工作人员能够及时发现仪表异常情况，发现问题后立即解决，保证其运行规范化，对机组稳定运行产生重要影响。

1 典型故障排查方式

1.1 仪表停用排查法

当火电厂热控仪表出现故障后可紧急停用仪表，并对故障范围内的仪表进行拆卸处理，拆卸过程务必保证关闭电源避免发生危险。拆卸时注意记录位置信息，避免后续安装错误。针对不同仪表，拆卸工序具有特定要求，本次研究根据火电厂现有仪表类型分析拆卸注意事项避免安全隐患。其中，电学参数检测仪表的拆卸需保证电缆接头处于绝缘状态，谨防漏电。对于压力参数仪表需避免局部压力过大，切忌压口堵塞，首先控制一次阀门，保证其处于关闭状态，并通过排污管路泄压再拆卸。对于气动参数仪表的拆卸，需要控制气源位置始终处于关闭状态，在此基础上松开过滤器减压阀接头。对于环室孔板，需要明确提示进行方向判别，避免安装错误，尤其针对直管的安装，需要保证管路平直。对于联锁仪表的拆卸，需要先切换手动模式，再进行操作。

1.2 巡回排查法

巡回排查法注重火电厂机组仪表区域的日常管理，对仪表运行结果进行统计，并编写相关档案信息，根据仪表在火电厂的布置位置设置巡查路线，展开定期和不定期的巡查。主要核查DCS 显示值与仪表实际值之间的差异，以及检查调节阀阀位是否正确，整个流程更应用万用表进行电压数值测量，一般情况下，针对参数显示规范性的判断标准为：显示在最大测量值的20%—80%，保证在电源正常工作的情况下，各个热电仪表运行正常。针对仪表的检查，需要确认其零部件是否完整、标牌是否清晰、连接处是否稳固、密封位置是否满足条件等。此外，还需检验辅助设备工作情况，包括保温设备、防水设备。采用视觉检测方式查看仪表表面、内部是否存在腐蚀问题，表面是否有损坏、线路连接牢固性等。

1.3 保温伴热设备检验法

为保证热控仪表能够正常运行，需对保温材料进行检查，确认能够正常保温，加强对设备和线路上材料保温情况的检查，同时检验蒸汽伴热情况。在火电厂经营中，大部分热控仪表采用蒸汽伴热方式，需要检验其疏水器连续排汽情况，并对供气阀门进行调整，控制阀门开口调整蒸汽伴热流量，保证内部介质流动稳定，维护仪表运转。

1.4 定期排污法

热控仪表刚量介质内部有小颗粒杂质，火电厂经营过程中热控仪表长期运作，难免会导致小颗粒杂质堆积，对其液位刚量和导压管带来一定影响，会导致数值出现偏差，需要进行排污处理。在进行排污时需优先切换仪表手动模式，以免排污时对参数造成影响。在处理时需注意，差压变送器排污前需要关闭三阀组的正负取压阀，再开启排污阀，排污后开启正负气压阀，完成排污后将系统切换为自动模式。

2 火电厂热控仪表类型故障分析

2.1 电磁流量表故障分析

2.1.1 流量信号输出问题

本次研究针对某火电厂的电磁流量表故障情况展开分析，部分电磁流量计呈现无流量信号输出问题，经过分析后发现，造成这一问题的主要原因包括电源故障、线路故障、管道内介质不足、流体反向流动等。对电磁流量表内部情况（如图1 所示）分析后发现，其中的传感器安装位置不当，本次研究以此为例对不同安装位置会造成的影响展开分析，总结流量信号输出故障的多种原因。第一，在a 位置安装传感器，位置相对偏高，使得管道内部出现一定量空气；第二，在b 位置安装传感器，会影响管道内介质量，无法充满管道；第三，传感器安装在e 处时，会由于位置偏高而无法保证液体充满管道。而c 和d 位置为传感器正确的安装位置。当出现流量信号输出故障时还会引发空管报警，主要原因在于仪表内传感器、转换器安装位置不当，影响仪表正常运行。

图1 流量信号输出问题原因

2.1.2 信号不稳定故障

针对火电厂部分电磁流量表进行故障排查，发现存在一些信号不稳定的仪表，具体情况表现为信号逐渐减弱，甚至出现信号忽然快速下降。针对此类问题，经过初步排查后判定为电极绝缘性能问题或内部结构线路短路问题。

2.1.3 无流动时零点显示不稳定

针对无流动状态时零点显示不稳定问题，电磁流量表故障主要原因包括四点：第一，管道内介质含量不足，例如管道内存在气泡、液体不充足或内部存在垢层；第二，仪表绝缘性问题，端子与线路连接情况不佳；第三，管道内液体微小流动，判断存在前端阀门或截止阀门闭合状态不佳问题；第四，接地不良问题，并未遵循仪表接地规范，存在电磁干扰［1］。

2.2 压差流量表故障分析

针对火电厂中压差流量计故障进行检验，本次研究依照能量守恒定律原理进行设计，将节流元件安装在封闭管道中，根据管道内的流体流动情况进行流速、静压力计算，根据其变化能够判断，节流元件附近会形成压力差，计算后发现压力差与流量大小成正比关系，可通过以下公式进行流量计算。

式中，C为流出系数；β为值经济，即节流元件孔径与上游管道内径比值；ε 为气体膨胀系数，△p和p1 分别为压力差和上游管道内流体密度；qm为质量流量。

针对压力差流量表使用过程中的故障展开分析，主要表现为测量误差偏差，根据使用情况进行故障原因分析，可归纳为两个方面。第一，设计不当会使得仪表测量精度受到影响；第二，部分装置的安装位置不当会直接影响仪表精准度，如传感器、节流元件、调节阀等。

2.3 测温表故障分析

为确保火电厂发电机组安全稳定运行，会设有多个测温装置，其作用在于对机组中的轴承、轴瓦温度等进行全过程监控，保证运行参数满足标准条件，一旦发现温度异常，会立刻做出自动报警、停机等行为，保证火电厂经营安全，机组运行稳定。以某火电厂内机组情况为例，其所用的测温点阻为Pt100 铂热电阻，现场采用三线制接线方式，若测温表显示超出标准，会立即发出跳闸动作。根据其去年单月故障次数来看，发现其中元件短路、短路问题相对严重，本次研究对其故障进行排查，汇总为以下两种情况。

第一，测温电阻自身存在质量问题，主要包括：（1）使用测温元件时震动较大，与轴瓦接触部分弹簧失效，或无弹簧；（2）测温导线在特殊环境下会影响其性能，在油浸中变硬变脆而出现断线情况。

第二，测温元件安装工艺问题，主要表现为：元件出线位置较短，需要根据内槽情况适当增设转接点，但在检验过程中发现存在虚焊、脱焊情况，如图2 所示，在测温电阻运作时会出现振动、介质冲击现象，导致脱焊、虚焊位置发生断开。

图2 脱焊图片

3 火电厂热控仪表故障最佳检修方案

3.1 电磁流量表故障检修

针对电磁流量表故障问题，主要由于传感器安装不当而导致故障，可以采用仪表停用办法，检查不同位置传感器对管道带来的影响，确保管道内充满液体介质。同时还需检验转换器是否存在故障，以免影响仪表信号输出，可更换线路板排查故障，调节小信号切除参数，恢复仪表显示功能［2］。针对空管警告问题，可直接核对机组内传感器、转换器等元件位置情况，判断是否能够正常运行，采用短接测试的方式查看不同短接模式下是否会触发报警信号，从而判断维修是否有效。

针对信号不稳定故障问题，需要采用巡回排查法进行故障排查，可预先检查导管部分，并清理内部中的污垢排除其故障原因，利用软刷、棉签等对电极表面进行轻轻擦拭，避免破坏表面结构，若发现存在破损情况需要及时进行更换，恢复绝缘衬里功能。针对一些工况恶劣的问题，例如酸碱液体介质的影响，则需重点检验信号接线端子，及时更换端子、O 型圈等部件，做好密封、防腐处理。

针对零点不稳定这一故障，对电磁流量表实际情况展开分析后总结出问题，分析解决方案。其一是管道内介质含量问题，可以采用巡回排查法对仪表内各个装置的位置进行核验，确定器件安装位置是否会影响管道运行情况，并根据工况参数加以调节，恢复零点状态［3］。其二，对于绝缘性问题，需要检验端子与线路接触情况。其三，针对管道内液体存在微小流动问题，需要从阀门闭合检验角度入手，确认阀门关闭且无泄漏现象。其四，对于接地不良问题，需对接地电缆线、端子连接状况进行检查，降低电磁干扰现象。

3.2 压差流量表故障检修

压差流量表故障问题主要总结为设计和安装两个部分。其中，由于设计而造成的表示数不精准问题，可引用全补偿公式确保精度，公式如下：

其中Q1、Q2 分别表示补偿前的流量和补偿后的流量；KP表示液体与蒸汽密度的补偿系数；KC表示流出系数的补偿系数；Kε表示气体膨胀系数的补偿系数。

针对安装因素对仪表精准度带来的影响，需要明晰故障排查要点，详细了解元件安装位置，检验液体在管道中的状态，是否存在空气，尤其针对不同走向管道的介质流向情况，并核实一些上游管道中是否按照标准条件安装扰动元件。针对直管段仪表，可采用仪表停用排查方式，并调节直管段长，实现节流控制。检查同心度和去牙口位置，保证误差控制在5%以内。在安装环节，还应注意螺栓力矩情况，控制垫片厚度，可在管道内部进行预先镶嵌，保证同心度一致。进行引压管路敷设时注意尺寸合理性，且无毛刺、直角弯情况。

3.3 测温表故障检修

针对测温表的故障，主要来源于元件自身质量和安装工艺两个部分。其中，针对自身质量方面的检修，可检验元件与轴瓦之间弹簧状态，及时更换或增设，降低机组运行振动对焊点的影响，起到缓冲作用降低元件、线路的损坏。在测温导线选材方面需保证外层包裹性能的绝缘性、耐腐蚀性、耐油浸性等。还可根据元件和导线情况增设波纹管，延长导线使用寿命。

针对元件安装问题，包括元件出线较短，且转接点虚焊、脱焊问题，则需做好电阻安装质量的把关，以介质冲击方向为依据来布线，避免管道内介质流动所导致的根部冲击，科学调节其走线状态。可在油槽内绑扎白布带，间隔控制在50cm，并涂抹绝缘漆降低介质冲突的影响［4］。对油槽出线装置进行检测，根据情况选择更换出线装置，本次研究对现有装置检测后发现有必要更换，选择304 不锈钢材质，并布设穿线孔，将导线旋紧，避免其出现油液泄露问题。

4 结束语

本文结合火电厂热控仪表运行情况展开分析，总结电磁流量表、压差流量表以及测温装置这三类仪器在应用过程中的常见故障类型、原因以及检修办法。综合来看，想要保证火电厂机组运行稳定，需要进一步加强对热控仪表的管理维护，建立常态化管护机制，落实巡检机制，投入更多人力、物力资源进行对仪表的检验与控制。尤其针对仪表导线连接、内部装置安装位置、元件安装规范性等。如此一来，能够有效提高仪表测量数据的精准度，保证运行数据在规范范围内，实现稳步运行。