控制儀表在電廠中的故障性探討

摘 要:隨著電力行業的高速發展，常規電廠對DCS控制系統的應用，對控制儀表智能化、準確化的高強度及故障率降低的甚至消失的要求，本文從一些常用的儀表的介紹到對儀表容易產生的故障及預防作了詳細的闡述。

關鍵詞:控制儀表 DCS系統 儀表故障

中圖分類號:TH86文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(b)-0106-01

隨著現代科技進步，自動化得到了越來越廣泛的應用，已成為衡量各行各業一個重要標志。為了保證生產過程安全、可靠的運行，控制儀表的檢測準確性、實用性提出了很大的要求。而我國電力行業的逐步改革，實行競爭機制“廠網分開、競價上網”，其競爭日趨激烈。在這種發展前景下，國內熱力發電廠必須改變觀念，在機組安全穩定運行的前提下，把機組效益的提高也作為工作的重點。在這種情況下，對設備性能的實時監測顯得至關重要，控制儀表的作用就更加的顯示出來。

1 控制儀表的介紹

1.1 儀表的發展歷史

電廠的控制儀表由早期的電子管、晶體管、集成電路、智能型儀表，到20世紀70年代初，一臺小型機需接收幾千臺變送器或別的傳感器來的信號，完成幾百個回路的運算——集中控制系統，后有人提出把控制和顯示分開，把顯示、操作、打印等管理功能集中在一起，用網絡把上述完成控制和顯示的兩部分連成一個系統——集散系統，隨著電子、計算機及信息通信技術的發展DCS系統替代以PID運算為主的模擬儀表完成電廠熱力系統參數的調節及系統的保護控制。

1.2 控制儀表的組成

傳感器，利用各種信號檢測被測模擬量;變送器，將傳感器所測量的模擬信號轉變為4～20mA的電流信號，并送到可編程序控制器(PLC)中;顯示器，將測量結果直觀地顯示出來，提供結果。這三部分有機地結合在一起，缺少其中的任何一部分，則不能稱為完整的儀表。

1.3 主要的控制儀表及作用

1.3.1 測溫儀表

熱電偶溫度計:由感受件熱電偶和用來測量熱電偶所產生熱電勢的二次儀表組成，主要測量500℃以上的高溫介質。熱電阻溫度計:由感受件、連接導線和顯示儀表組成，利用一些金屬在溫度變化時其電阻也隨著變化的特性進行測量溫度。主要應用于500℃以下介質的測量。

1.3.2 測壓儀表

就地壓力表:膜盒微壓計、波紋管壓力計等。遠傳壓力計:擴散硅式壓力變送器，采用集成電路技術，在硅基片上用擴散工藝形成應變電阻，其電阻變化與北側壓力成正比。為了保護測壓儀表，一般不允許壓力計指針經常處于刻度上限處，單選用測量范圍大的儀表又影響測量精度。

1.3.3 流量儀表

容積式流量計，通過儀表殼體中不停轉動的具有計量容積的轉子的計數來測定體積流量的。差壓式流量計，利用流體流動中造成的差壓與其流速成一定的關系，并測取其差壓之大小來測流量的。

微型數字流量計，以數字量顯示各種單位的流量，并通過網絡傳遞信息到主控室或其他設備。

1.3.4 物位儀表

電容式物位傳感器，可以采用微機控制，實現自動調整靈敏度，并且具有自診斷的功能。超聲波物位傳感器，工作時發出一束超聲波，被反射后測其時間，從而計算出距離。

2 控制儀表的在電廠的常見故障

2.1 電廠對控制儀表的要求

(1)可靠性高、有很強的抗干擾能力;(2)滿足精度和速度的要求;(3)使用和維護方便，適合電廠的特殊環境;(4)成本低。

2.2 控制儀表的優勢

常規儀表控制功能單一、接線復雜、控制精度低等缺陷。在電廠需要高精度控制的情況下，必然會成為歷史。采用新原理、新材料、新工藝、具有高智能性，與DCS系統的結合，實現傳感器變送器一體化、小型化、智能化，其測量精確、顯示清晰、操作簡單等特點，克服了常規儀表的缺陷，同時系統還有更改控制策略簡單，維護工作量小的優點，故DCS取代常規儀表是科學技術發展的大勢所趨。

2.3 控制儀表的相關故障及預防

2.3.1 密封問題所造成的儀表故障

(1)儀表蓋密封不好，可導致水或者其他腐蝕物質進入儀表對其內部器件進行腐蝕。預防辦法:使用外殼保護措施，準確安裝保護蓋，并擰緊固定螺絲，必要時可為儀表安裝保護箱。(2)電纜接線密封不良，導致雨水或者其他液體進入儀表內部，從而使儀表內部電路故障或機械部分潤滑不良。預防辦法:訂貨時不要疏忽儀表進線電纜的密封接頭;選型上要注意接頭尺寸與電纜外徑相匹配;安裝、維護時要按照規范安裝并擰緊密封接頭;因特殊情況不能可靠密封時可采用硅膠，玻璃膠等封死接口。

2.3.2 非人為因素故障

在電廠的自動化作業過程中，由于非正常情況對控制儀表產生的破壞或者損傷而引起的故障.如振動問題引起的儀表的固定螺絲或者卡套松動、儀表接線不良、焊口裂縫等故障現象等。預防辦法:這種情況出現具有突發性和不可預測性，防治比較困難，這種情況對現場人員素質要求要高，工作時必須集中注意力，且充分熟悉電廠作業流程，及時發現異常并采取措施以保證作業的正常進行。

2.3.3 人為因素故障

由于維護人員個人技術或者責任心不強對儀表進行了不規范的維護，使儀表產生故障或者由于儀表部件、電纜被盜而造成的儀表不能正常工作。預防辦法:維護人員必須樹立敬業愛崗的精神，認真學習專業技術和操作規程，并嚴格按照技術要求和操作規程進行操作;同時必須加強電廠的設備監控及防盜管理。

2.4 影響熱控儀表測量的因素

2.4.1 熱工測量設備問題

(1)設備本身的質量問題。火電廠在建設階段，由于控制投資或對熱工設備的認識不足，采購的熱工設備精度等級較差，質量低劣，其工作時，就會形成較大誤差、測量不穩定等情況。(2)設備老化。控制儀表使用太久，造成測量精度下降，誤差增大。(3)測量參數與設備選型不匹配。如量程的選用上，如用高量程的表計測量低量程的參數;測量參數波動范圍較大，表計量程與實測參數不相適應。

2.4.2 環境因素對控制儀表的影響

環境因素主要包括溫度、濕度、振動、防雨、防塵等。長時間的運行過程中，這些因素都會對控制儀表產生影響，引起測量誤差，更嚴重的會使表計遭到損壞，失去檢測能力。如泵出口壓力、磨煤機出口壓力等參數的測量等。

2.4.3 基建遺留問題對控制儀表的影響

基建時期會因各種原因給控制儀表帶來誤差，一方面由于施工單位存在短期行為，未考慮機組的長遠運行需要，有應付試運的心理，造成對表計調校不全或不準;另一方面，基建調試期間校驗精度未能真正得到保證，除對重要參數的表計進行了嚴格的校驗外，其他表計會有不同程度的忽視。

2.5 熱控儀表對測量系統的影響

系統信息的測量往往是由一次檢測元件、傳輸電纜、信號處理器及顯示裝置組成，控制儀表作為其控制手段，在檢測系統運行信息中必須，準確無誤。

3 結語

總而言之，控制儀表在電廠的應用越來越重要，隨之其所面臨的問題也會不斷的出現，從控制儀表的出廠驗收，到安裝單位的安裝校驗，到電廠移交進入持續的運行，都面臨著測量準確性、調動及時等問題。準確的掌握故障發生的原因、特征及可能發生故障的狀態，對生產運行都有著重要的作用。

參考文獻

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