火電廠熱控裝置的故障問題與維護(hù)方案

朱樹健

[摘要]熱控裝置是火電廠的最重要的組成部件，能夠保證發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行。本文主要分析了火電廠熱控自動化保護(hù)裝置中的問題，并簡明闡述了有效的解決辦法，以供參考。

[關(guān)鍵詞]火電廠;熱控自動化;保護(hù)裝置;維護(hù)

火電廠的供電技術(shù)在不斷改革，熱控裝置保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，其主要應(yīng)用目的在于減少主輔機(jī)設(shè)備故障發(fā)生幾率，從而有效緩解了供電設(shè)備故障而造成的停止供電現(xiàn)象，減少了故障發(fā)生給設(shè)備和工作人員帶來的損害。

1 溫度元件故障現(xiàn)象及處理方法

火電廠使用的溫度元件多為K型、E型熱電偶及PT100三線制、四線制熱電阻，某些機(jī)組發(fā)電機(jī)溫度部分采用T型熱電偶。當(dāng)DCS畫面上溫度測點顯示壞點時應(yīng)該先判斷溫度元件類型，DCS側(cè)找到相應(yīng)的輸入通道甩開信號線，如果故障溫度為熱電偶則使用萬用表mV檔測量電壓，若電壓為無窮大或跳變則說明就地元件存在斷路或短路接地等現(xiàn)象。

同時也可以根據(jù)元件安裝位置溫度及電偶類型反算當(dāng)前熱電勢應(yīng)該為多少，使用萬用表測量相應(yīng)通道顯示與推算熱電勢不一致則說明測量元件故障，若一致多為DCS輸入通道故障。判斷完DCS輸入通道沒問題后要去測溫元件接線處甩開補(bǔ)償導(dǎo)線使用上述方法測量熱電偶熱電勢，若熱電勢正常則要檢查補(bǔ)償導(dǎo)線是否存在短路或斷路故障。

此外由于熱電偶采用補(bǔ)償導(dǎo)線傳輸熱電勢，使用過程中也會出現(xiàn)中間接線箱端子排處補(bǔ)償導(dǎo)線氧化現(xiàn)象，會導(dǎo)致溫度不準(zhǔn)。此時應(yīng)用砂紙打磨氧化部分再接線觀察。

熱電偶測溫元件故障應(yīng)該將元件從套管中拔出進(jìn)行判斷，損壞嚴(yán)重時更換熱電極。注意拔熱電偶時一定要先確定安裝處有無套管，若沒有套管需要將相應(yīng)系統(tǒng)切除后方可拆卸，以免造成高溫蒸汽、水等介質(zhì)泄漏。

若DCS溫度測點顯示偏低且就地測量元件為熱電偶時大多由于安裝松動，熱電偶從套管退出。少數(shù)情況是元件測量不準(zhǔn)，誤差較大。判斷故障就用一個合格的同分度熱電偶插到套管里測一下熱電勢和使用的熱電偶是否一致。

當(dāng)熱電阻測溫元件故障時首先從輸入通道測量（三線制為三根，四線制為四根信號線）信號電纜相間電阻是否正常。以三線制PT100熱電阻元件本體為例，A、B、C三根導(dǎo)線B、C為公共線，B、C之間阻值為0Ω，A、B與A或C之間阻值為溫度元件輸出。正常情況下A、B與A或C之間電阻應(yīng)該在100Ω以上，粗略計算方法為當(dāng)前電阻減去100Ω后4Ω對應(yīng)10℃。比如當(dāng)前顯示120Ω，則對應(yīng)溫度為（120-100）/4*10=50℃。帶信號線測量，BC顯示的信號線回路電阻值，一般為5Ω以內(nèi)，信號線長度越長，阻值越大。

熱電阻測溫元件故障一般為短路及斷路，有以下原因：內(nèi)部短路、積水、鐵屑積灰、接線端子及內(nèi)部測量部分接地、接線端子接觸不良、信號線斷開。若溫度顯示與實際工況存在偏差基本為插入深度不夠或元件測量誤差大，若為后者只能更換新元件。

2 變送器故障現(xiàn)象及處理方法

當(dāng)DCS上位機(jī)顯示壞點時首先要判斷該測點是否參與保護(hù)及聯(lián)鎖，單點保護(hù)還是多點保護(hù)，若為保護(hù)、聯(lián)鎖測點應(yīng)在DCS上位機(jī)強(qiáng)制后在進(jìn)行處理。

壓力及差壓測點顯示不準(zhǔn)多為取樣管路存有氣泡導(dǎo)致，少數(shù)情況為元件測量偏差大。當(dāng)存氣泡時將壓力變送器二次門關(guān)閉，排污門打開直至氣泡排凈為止，再次投入變送器觀察是否正常。

差壓變送器測量水位時高壓側(cè)一般設(shè)計有冷凝罐，系統(tǒng)投運(yùn)前（或機(jī)組檢修后）冷凝罐沒水，會出現(xiàn)測量偏差大甚至滿量程現(xiàn)象，此時應(yīng)該將冷凝罐頂部注水螺絲打開，從頂部注水至差壓變送器正壓側(cè)排污門水樣正常后關(guān)閉排污門，旋緊螺絲再觀察水位是否正常。

3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障現(xiàn)象及處理方法

執(zhí)行機(jī)構(gòu)按動作類型分氣動、電動兩種，按使用類型又分為開關(guān)型、調(diào)節(jié)型。

當(dāng)氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)無法操作時要先明確是開關(guān)型還是調(diào)節(jié)型，開關(guān)型氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置有電磁閥，同時要明確電磁閥是單作用還是雙作用。先要檢查電磁閥電源是否正常，如果沒問題去就地檢查電磁閥線圈電阻是否正常。如果空開跳閘不能立即將空開合上，使用萬用表測量電源空開下口相間、對地電壓及電阻是否正常，沒問題再送上電源在上位機(jī)操作一下看閥門是否動作。

若閥門仍不動作則去就地執(zhí)行機(jī)構(gòu)處檢查過濾減壓閥壓力是否正常，氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)供氣不能低于0.5Mpa，若低于該值執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能正常工作。若氣源壓力正常詢問運(yùn)行人員是否能就地操作該執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如果可以試驗甩開電磁閥線圈（甩開線圈要在線圈中間插一個鐵質(zhì)物體防止帶電線圈燒壞），手動旋轉(zhuǎn)電磁閥機(jī)械按鈕（各個類型電磁閥機(jī)械旋鈕不同）看執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否動作。如果動作正常則要檢查電磁閥線圈，將線圈插頭甩開測量電阻值是否正常，無窮或0Ω則線圈一定損壞。線圈無問題要檢查插頭接線是否松動，此時一定要斷電檢查防止觸電。

運(yùn)行中電磁閥本體故障、線圈燒壞故障居多。氣動調(diào)節(jié)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)多出現(xiàn)指令反饋偏差大缺陷，遇見該問題時也要到設(shè)就地檢查氣源壓力是否正常，若壓力沒問題需要檢查定位器設(shè)置，再使用定位器自整定功能整定閥門后再進(jìn)行遠(yuǎn)方傳動試驗。有些氣動調(diào)節(jié)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)也設(shè)置快開或快關(guān)電磁閥，出現(xiàn)故障時要先檢查電磁閥工作是否正常。

氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)按動作方向分為氣開型和氣關(guān)型，兩種類型都是充氣的膜片克服彈簧力做功，所以當(dāng)膜片破損漏氣時會導(dǎo)致閥門不能正常工作。判斷是否出現(xiàn)上述現(xiàn)象應(yīng)從氣缸外部設(shè)置的出氣孔（一般是一個小孔）是否有漏氣溢出，如果有漏氣說明氣缸串氣，要將膜片更換。

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)問題多為閥門卡澀、電源板、控制板故障。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不動作時先檢查電源是否正常。電源空開跳閘不能立即送電，先測量空開下口U、V、W三相相間電阻、對地電阻是否正常，沒問題后方可送電，送電后去就地設(shè)備處查看指示燈狀態(tài)。若具備就地操作該門條件，旋轉(zhuǎn)手輪操作該門看能否轉(zhuǎn)動，若操作不了為閥門卡澀，若能操作則需要斷電檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部電源板、控制板等部件是否正常。

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能操作還存在閥門接收不到DCS控制指令現(xiàn)象，缺陷處理過程中要考慮這一狀況。

4運(yùn)行維護(hù)

要在火電廠的正常運(yùn)行中，實施對自動化熱控保護(hù)裝置的維護(hù)策略，實施全面而系統(tǒng)的保證策略。如在進(jìn)行設(shè)備維護(hù)時，需要以熱控信號為依據(jù)，對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，當(dāng)其出現(xiàn)不穩(wěn)定、報警等信號時，說明裝置運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常或者是周邊有關(guān)設(shè)備出現(xiàn)了異常，導(dǎo)致熱控裝置難以正常工作。在進(jìn)行火電廠熱控維修時，需要結(jié)合使用強(qiáng)化措施，監(jiān)督裝備的運(yùn)行狀態(tài)，對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行周期性檢查，當(dāng)出現(xiàn)報警信號時及時記錄其時間與內(nèi)容，并以此制定下次維護(hù)的內(nèi)容與時間。應(yīng)當(dāng)以邏輯為主導(dǎo)進(jìn)行熱控的維護(hù)，實現(xiàn)對熱控維護(hù)裝置進(jìn)行規(guī)范化操作，值得注意的是，電磁干擾會導(dǎo)致測量熱控單點的信號狀態(tài)不穩(wěn)定，此時可借助容錯邏輯方法進(jìn)行優(yōu)化降低或排除電磁影響，保障熱控裝置可對火電廠的實際運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行監(jiān)督，有效縮減誤動率，保證有效的維護(hù)熱控自動化保護(hù)裝置。

結(jié)語

在處理缺陷時應(yīng)該先判斷設(shè)備點是否為熱控保護(hù)及聯(lián)鎖信號，如果是則應(yīng)該及時強(qiáng)制防止缺陷處理過程中設(shè)備誤動，再按照上述思路排查故障原因。

參考文獻(xiàn)

[1]王新舉，趙興華，盧愛玲.熱控設(shè)備安裝與檢修問答[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2017.