張春霖（中國能源建設集團西北電力建設甘肅工程有限公司，甘肅蘭州 730070）

火電廠熱工儀表自動化技術的應用研究

張春霖
（中國能源建設集團西北電力建設甘肅工程有限公司，甘肅蘭州 730070）

本文從概述火電廠熱工儀表自動化技術出發(fā)，探討了火電廠熱工儀表自動化技術的應用的幾個技術要點，包括火電廠熱工儀表自動化設備的安裝、調(diào)試運行、對故障參數(shù)開展分析、現(xiàn)場故障的處理等，具體分析了火電廠熱工儀表的自動化趨勢，即先進化、智能化、綜合自動化、電氣熱工的控制一體化以及工作性能的提升化。以期為相關的理論研究和具體的實踐工作提供一定的借鑒。

火電廠 熱工儀表 自動化技術 應用

火電廠熱工儀表自動化是火力發(fā)電廠中不可或缺的一部分內(nèi)容，其中管路儀表、地表計等都是支撐這項技術中的重要設備，而電纜則是將這些設備緊密連接到一個系統(tǒng)中的媒介。這樣組成的回路能夠?qū)崿F(xiàn)火電廠設備性能和安全性的大大提升，實現(xiàn)火電廠生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量的提升。在這個背景下，研究火電廠熱工儀表自動化技術的應用的諸多問題，具有重要的現(xiàn)實意義。

1　概述火電廠熱工儀表自動化技術

火電廠熱工儀表自動化技術是進行智能型火電廠建設的基礎，也是完成火電廠建設目標的重要環(huán)節(jié)之一?；痣姀S熱工儀表自動化技術的順利運用能夠強力推進電力事業(yè)的整個發(fā)展進程，為火電廠的電力生產(chǎn)運行提供了基礎性的保障，保證其眾多功能的發(fā)揮和運用?；痣姀S熱工儀表主要依靠相關的電纜進行科學的設計，保證在連接完整和安裝條件具備的狀態(tài)下進行火電機組的控制。火電廠熱工儀表自動化能夠促進火電廠生產(chǎn)和管理水平的提升，實現(xiàn)更為安全的管控效果，大大提升火電廠的生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟效益，顯著增加火電廠的總體調(diào)節(jié)和管控能力，將火電廠的管控優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，實現(xiàn)火電廠管控工作的精細化和科學化?；痣姀S熱工儀表自動化技術已經(jīng)成為當今火電廠建設與相關管理工作核心內(nèi)容，成為大勢所趨。為了火電廠熱工儀表自動化技術功能的順利發(fā)揮以及火電廠機組運行水平的提升，最終有效提升火電廠的經(jīng)濟發(fā)展水平和安全保障程度，相關人員應該尤其注重火電廠熱工儀表自動化技術的深層探討和運用。

火電廠熱工儀表自動化技術是為火力發(fā)電行業(yè)提供重要動力的技術之一。我國火電廠熱工儀表自動化技術正處于全面改革中，如今這項技術的應用前景仍然十分光明，已經(jīng)成為國內(nèi)外衡量火電廠自動化技術發(fā)展水平的重要指標。在火電廠熱工儀表自動化裝置中，從儀表的組裝到數(shù)字儀表的轉(zhuǎn)變，應用自動化控制技術能夠?qū)崿F(xiàn)設備儀表效率和質(zhì)量、性能等眾多方面的整體提升。在某些火電廠中，已經(jīng)專門設置了小型的計算機，以監(jiān)督火電廠內(nèi)部機組運行狀況，整體上提升火電廠生產(chǎn)的監(jiān)控水平。而火電廠熱工儀表自動化技術的運用需要分布十分分散的熱工測量點，這是由自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復雜以及管理監(jiān)控范圍較為廣泛決定的。因此，這項技術的運用需要利用十分復雜的安裝施工技術，需要較長的建設周期，需要尤其關注安裝施工技術的準確性以及完備性。

2　火電廠熱工儀表自動化設備的安裝

2.1相關設備和表盤的安裝

在進行火電廠熱工儀表自動化儀表等相關設備的安裝過程中，設備安裝人員應該首先對設備的整體功能進行全方位的清晰把握，清點操作現(xiàn)場范圍內(nèi)的施工設備的數(shù)量，進行相關設備儀表的校驗，保證施工現(xiàn)場中所有的設備都完整、無損壞。其次，要進行信號儀表的定值測試工作，保證信號儀表滿足整體系統(tǒng)功能的設計要求。在這個過程中，安裝控制室內(nèi)部的表盤臺柜需要引起尤其的重視。最后，在進行設備的安裝時，要尤其重視安裝工藝的科學性和合理性，進行安裝設備的及時更新和升級。

2.2管路的鋪設和相關配線的安裝

在火電廠熱工儀表自動化技術的運用過程中，在線路的鋪設和相關配線的安裝環(huán)節(jié)中包含的內(nèi)容較多，比如信號管理、電源管理、測量管理等，所以施工人員要尤其注重緊密結(jié)合具體的施工環(huán)境，盡量避免返工現(xiàn)象的出現(xiàn)。安裝人員要對設備進行全方位的檢查，進行設備可維護性的檢測，盡量選擇合理科學的安裝設備，盡量避開磁場和干擾源所在地區(qū)，減少不良環(huán)境對于儀表的影響。在進行儀表的接線時，要尤其重視接線工作的完整性和安全性。

2.3吹掃管路以及調(diào)試儀表在安裝火電廠熱工儀表設備時，為了保證數(shù)據(jù)傳輸不失真，要在安裝的過程中進行細致的吹掃和試壓，以保證設備的正常、連續(xù)和穩(wěn)定運行。在開展安裝實踐時，除了需要進行細致和吹掃和試壓，還要根據(jù)對管道的具體要求，把握好高溫和高壓的標準，進行獨立試壓。除此之外，在進行儀表的總體調(diào)試完畢之后，還要緊密結(jié)合施工工藝，進行單體的調(diào)試，在這個過程中，二次聯(lián)校檢測設備可以幫助提升運行數(shù)據(jù)的完整性，盡量保證二次聯(lián)校工作在控制室內(nèi)完成。

3　火電廠熱工儀表自動化設備的調(diào)試運行

在火電廠熱工儀表自動化技術的運用過程中，對于電廠儀表進行調(diào)試測驗是其中較為關鍵的一個環(huán)節(jié)。這個環(huán)節(jié)主要包括安裝工藝以及二次聯(lián)校。對于大型裝置來說，在進行相關的調(diào)試運行時，還需要進行設備連鎖系統(tǒng)的檢查。為了為系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性作出保障，調(diào)試運行的整個過程都需要確保在系統(tǒng)設備完全啟動的狀態(tài)下進行，而且要保障在系統(tǒng)運行之后七十二小時后，進行相關的調(diào)試運行工作。首先，進行單體單系統(tǒng)的運行測試，針對傳動設備的相關運行情況，進行相關數(shù)據(jù)值的檢測。相關的數(shù)據(jù)值包括出口壓力值、入口壓力值和軸承溫度等。在數(shù)據(jù)值的檢測之后，要保證全部的自動系統(tǒng)處于投入運行狀態(tài)，包括控制室的儀表、溫度儀表、液位儀表以及DDCS儀表、傳感器數(shù)值儀表等，繼而進行聯(lián)動試運行。

4　火電廠熱工儀表自動化設備現(xiàn)場故障的處理探討

4.1進行火電廠熱工儀表自動設備故障的前后分析

當火電廠熱工自動化儀表出現(xiàn)故障的時候，故障檢修人員要根據(jù)發(fā)生故障前后的相關數(shù)據(jù)，進行細致的對比和分析。在進行設備的開啟使用時，要詳細分析儀表的性能，進行合理方案的設計和實施，并且在進行系統(tǒng)的運行時，要準確記錄與系統(tǒng)正常運行相關的眾多參數(shù)。一旦相關設備出現(xiàn)各種各樣的故障，檢修人員就要詳細分析機組負荷和原料產(chǎn)生的巨大變化，進行故障產(chǎn)生前后的數(shù)據(jù)對比，爭取找到故障發(fā)生的根本原因。最后，還要進行熱工儀表的及時更新和升級。

4.2對火電廠熱工自動化儀表的故障進行參數(shù)分析

在進行火電廠的生產(chǎn)運行時，各項技術參數(shù)都處于不斷的變化的狀態(tài)下。比如，如果記錄的曲線發(fā)生驟然變化，那么就很有可能已經(jīng)出現(xiàn)了一定的儀器故障。所以，在進行故障的分析時，要詳細分析其中發(fā)生的參數(shù)變化，以此為依據(jù)進行技術分析，判斷故障發(fā)生的根源以及故障類型，爭取及時找到補救措施。而在故障發(fā)生之前，火電廠熱工儀表的反映曲線是有序且波動的。而如果發(fā)生了故障，那么所反映出來的曲線就是無序的。除此之外，如果僅僅通過手動操作，不能進行火電廠熱工儀表設備的有效控制，那么這些故障就不會是因為系統(tǒng) 工藝不當造成的。在一般情況下，在火電廠熱工儀表自動化技術的運用過程中，如果是儀表自身存在問題，那么死線是其中最常見的問題。

而在某些情況下，DCS儀器的工作不正常也是促成故障產(chǎn)生的原因。如果出現(xiàn)這種情況，儀器設備的相關檢修人員要密切關注儀表顯示出來的數(shù)據(jù)。如果數(shù)值出現(xiàn)差距較大的現(xiàn)象，那么就要及時進行相關儀表系統(tǒng)的故障檢修。在進行溫度控制儀表系統(tǒng)的故障分析時，檢修人員要注重數(shù)字智能儀表的測量作用，將這類儀表設備的數(shù)據(jù)滯后性考慮在內(nèi)。如果遇到溫度儀表系統(tǒng)指示值出現(xiàn)極大或者極小的現(xiàn)象，那么一般來說是儀表發(fā)生了故障，而這些故障通常是由熱電偶、補償導線斷開、變送器放大器、熱電阻等設備部件失靈造成的。如果在經(jīng)檢修人員檢查之后，發(fā)現(xiàn)溫度控制的儀表中出現(xiàn)快速震蕩的情況，那么就很有可能是某些干擾因素存在，檢修人員要進行控制參數(shù)PID的調(diào)整。而如果是系統(tǒng)指示中發(fā)生很大幅度的較為緩慢的波動，那么就很有可能是工藝操作發(fā)生的變化引起的。在進行溫度控制儀表的控制時，要對調(diào)節(jié)閥進行輸入信號變化的檢查，然后進行調(diào)節(jié)閥定位器以及調(diào)節(jié)器的檢查，實現(xiàn)逐一排查。

在對溫度控制系統(tǒng)的故障進行分析處理時，要遵循以下的步驟。首先，要檢驗調(diào)節(jié)閥信號的輸入是否發(fā)生非常劇烈的變化。如果輸入信號沒有發(fā)生劇烈的變化，而調(diào)節(jié)閥也沒有發(fā)生相應的動作，那么就可以基本判定是調(diào)節(jié)閥的膜片發(fā)生損壞。其次，要檢驗定位器輸入的信號是否發(fā)生異常，如果定位器的輸入信號沒有發(fā)生異常變動，而輸出信號發(fā)生了劇烈的變化，那么調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障的可能性較高。

總體來說，在火電廠熱工儀表自動化技術的運用過程中，產(chǎn)生故障是十分正常的現(xiàn)象，是很難避免的問題。一旦檢修人員發(fā)現(xiàn)設備出現(xiàn)故障，要對被測控對象和控制閥曲線發(fā)生的變化進行檢測和前后對比，檢測熱工儀表系統(tǒng)存在的問題。所以，檢修人員要全面考慮儀表系統(tǒng)和工藝操作等方方面面的內(nèi)容，爭取找到故障原因和類型，找出補救方案。

5　火電廠熱工儀表和相關設備故障的處理

在火電廠開展生產(chǎn)工作時，檢修人員一旦發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生，就需要及時進行相關數(shù)據(jù)的調(diào)出和對比，合理、科學開展維護工作。而在具體的火電廠熱工儀表自動化技術實施實踐中，要進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的曲線圖的建立，要注重以下兩個問題。首先，火電廠中的熱工儀表的測量大多利用數(shù)字智能儀表。其次，要注重火電廠熱工儀表測試的滯后性。在發(fā)現(xiàn)故障之后，檢修人員要及時進行針對性對策的制定，以自動化技術為基礎，迅速排除處理熱工儀表的設備故障。

6　火電廠熱工儀表的自動化趨勢

火電廠熱工儀表自動化技術是一種電子計算機技術，將高智能器械儀表、電子計算機技術以及熱能工程理論有機結(jié)合，對火電廠熱能的相關參數(shù)進行更為準確、穩(wěn)定的監(jiān)控，有效規(guī)避火電廠事故風險，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的提升?；痣姀S熱工儀表自動化技術在火電廠中進行運用時，主要的應用方向是控制鍋爐蒸汽設備，將火電廠的機組置于正常、穩(wěn)定的工作狀態(tài)中。

6.1技術的先進化

在火電廠熱工儀表自動化技術中，包含了眾多先進科學技術，比如網(wǎng)絡技術、控制技術、熱能工程技術、計算機技術等，為火電廠熱工儀表自動化的實現(xiàn)提供有力的技術保障。

6.2設備的智能化

隨著信息技術和高新技術的廣泛運用，火電廠熱工儀表自動化技術的智能化程度也越來越高。在網(wǎng)絡技術和先進的智能化監(jiān)控技術的促進下，現(xiàn)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)控火電廠的生產(chǎn)，實現(xiàn)智能化管理。

6.3綜合自動化

在火電廠的生產(chǎn)實踐中，技術密集、資產(chǎn)密集以及數(shù)據(jù)密集等都是其顯著特點。而且為了迎合火電廠即產(chǎn)即銷的生產(chǎn)銷售特點，火電廠的生產(chǎn)管理人員需要對整個生產(chǎn)過程進行全面的把控。這就需要火電廠熱工儀表綜合自動化技術的運用。在這種技術環(huán)境下，企業(yè)的業(yè)務管理和運轉(zhuǎn)流程等必要信息具備之后，火電廠的廠級監(jiān)控等信息數(shù)據(jù)的管理就能夠順暢的運行，還能夠開展實時的過程控制。在這種背景下，資源優(yōu)化的綜合管理就能實現(xiàn)，火電廠的整體經(jīng)濟效益就能夠得到顯著提升。

6.4電氣熱工的控制一體化

從我國的火電廠熱工儀表自動化技術應用實踐來看，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是這項技術的重要支撐系統(tǒng)。然而，在對現(xiàn)場的狀態(tài)進行檢測時，模擬信號是被廣泛采用的一種方式，而這種方式卻不能全面診斷、管理和維護現(xiàn)場的熱工儀表，所以自動化控制技術的進一步運用受到了非常大的限制。而如果能夠通過現(xiàn)場總線，進行傳感器和執(zhí)行器的接入，就能夠大大節(jié)省線纜，豐富信息，簡化安裝調(diào)試工作。

6.5工作性能更高

從火電廠熱工儀表自動化技術的應用實踐來看，仍受到相關技術層面的限制。比如，人機交互界面的工作效率不高，對自動化監(jiān)控技術的效率起到制約的作用。然而，從目前來看，一些新概念、新技術下的技術應用層出不窮，比如實時數(shù)據(jù)庫、先進的控制軟件、流程監(jiān)控軟件等，在火電廠中進行嘗試運用，逐漸打破技術限制。這些技術都為火電廠熱工儀表的性能的提升奠定技術基礎。

7　結(jié)語

火電廠熱工儀表自動化技術的運用是當下火電廠熱工儀表的發(fā)展方向。在自動化火電廠中，熱工儀表能夠為火電廠機組性能的提升以及運行效率的增加提供強勁的保障，現(xiàn)在已經(jīng)成為火電廠經(jīng)濟效益提升的基礎。在進行自動化火電廠熱工儀表系統(tǒng)的建立工作中，需要進行及時的技術更新和升級，做好相應的管理工作，爭取能夠通過合理科學的方案以及精妙的設計實現(xiàn)火電廠熱工儀表自動化控制目標的達成。除此之外，還要爭取在實現(xiàn)智能化和自動化的基礎上提升火電廠生產(chǎn)運行的可靠性和安全性。總的來說，火電廠熱工儀表自動化控制技術擁有著十分廣闊的發(fā)展前景，但是需要在科學和合理的系統(tǒng)設計下才能保證自動化控制系統(tǒng)的順利運行，這就需要相關的技術人員投入更多的精力，實現(xiàn)火電廠熱工儀表自動化技術的提升。

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