热工自动化仪表应用原理及其故障维护初探

热工自动化仪表应用原理及其故障维护初探

许小龙

(大唐华银攸县能源公司湖南株洲412307)

摘要：热工自动化仪表作为热工自动化系统的关键环节，基于温度、压力、流量等热力学参数，可以及时反映设备运行状态，提供数据分析，为操作人员和工厂控制提供依据，为信号分析系统提供准确的信号。本文从几种不同类型的热工设备的原理出发，分析了热工仪表的常见故障及相应的维修方案，以保证电厂自动化的安全高效运行。

关键词：热工自动化；仪表；原理；故障；维护

引言：热工自动化仪表在热工自动化系统中占有十分重要的地位，通常是由三个部分组成的，分别是传感器、变送器以及显示器。这三个部分可以结合在一起形成一个完整的热工自动化仪表，任何一部分的缺失，都有可能使得热工系统无法正常运转。热工自动化仪表的具体参数，可以及时反映火力发电厂控制系统设备的运行状况，为其生产运行提供最可靠的信息数据，而要保证热工自动化仪表的正常运行，就必须高度重视系统设备的安全问题。就目前来说，有四种典型的热工自动仪表，即温度测量仪、压力测量仪、流量计和材料级仪表。本文研究了热工自动化仪表的应用原理及其故障维护。

1热工自动化系统现状

我国电力工业在中国经济发展的几十年里发生了飞速的变化，目前处于一个较高的水平，从原来的局部控制到现在分散的系统(DCS)应用阶段。

目前，国内发电厂已进入市场竞争，开始出现电厂与电网分开管理的局面，信息化建设在电厂的运行中使用更加普遍，生产操作再一次升级到较新的高度。电厂在实际的运转过程中，已经很好地实现了单元机组与车间的数字化实时监管，使得自身所推行的信息管理系统运行技术更偏向于市场经济运行模式，逐步实现以经济为主的市场发展目标。这样的一个过渡，使得发电企业的经济成本得以有效降低，市场管理水平大幅度提高，市场经济竞争的综合实力更是大幅度增强。

2主要热工自动化仪表介绍

2.1物位仪表

物位仪表主要有超声波物位计以及电容热点式物位计两种。超声波物位计一次探头向测量介质表面发射超声波脉冲信号，超声波信号满足测量介质回到物位计后通过电子检测模块和特殊的软件，和超声回波时间差异的分析，结合超声波传播速度、可以计算出反射物质与探测点的距离，电容式液位传感器由两个电极组成，并由杆子的位置决定气体和固体或液体的变化。由于传感器的简单性，传感器广泛应用于水箱、洁净水箱等水平面的测量。

2.2测温仪表

测温仪表大致的可以分为热电偶温度计以及热电阻温度计。热电偶温度可分为标准热电偶和非标准热电偶两种，主要由两种仪器和热电偶元件组成。一般来说，热电偶产生的热势与温度测量有一定的函数关系。因此，测量的温度可以由热势显示。热电偶温度计广泛应用于锅炉汽包温度、锅炉烟气温度和涡轮主蒸汽温度等。此外，应采用热电偶温度计来避免过度的断裂，从而避免了寄生电动势和额外的应力，从而影响温度测量的准确性。

常用热电偶主要有铂铑10-铂（S分度），镍鉻-镍硅（K分度），镍鉻-铜镍（康铜）（E分度）等。由于热电偶温度计的温度测量精度低于500度，这时你可以考虑使用电阻温度计来测量。热阻温度计由连接线、热电阻和显示器组成。温度由金属电阻随温度变化而成，电阻主要由铜热阻和铂热阻组成。该电阻在循环水温度测量、电机轴承温度和冷凝温度等方面应用最为广泛。

2.3流量仪表

流量仪表主要由差压式流量计、容积式流量计以及微机型数字流量计，这里主要介绍微机型数字流量计。以微机型流量计为例，在其组成框图结构下，此流量计通过三个变送器DBW、DBY、DC对温度、压力以及差压进行测量，然后经过压力转换器将电信号转化为数字量，处理后的数据经运算并显示在屏幕。

2.4测压仪表

测压仪表主要由扩散硅式压力变送器、波纹管压力计、膜盒微压计三种，这里介绍一下扩散硅式压力变送器。扩散硅压力变送器是集成电路技术的应用，在半导体衬底形成应变电阻的扩散过程中，电阻变化率和测量值与压力值之间的关系成比例。特别是单晶硅材料具有蠕变小、弹性滞后、压阻效应高、弹性性能好等优点，使压力测量的转换效率非常高。目前主要用于高压蒸汽压力测量。为了考虑到测量仪器测量精度和保护压力，压力并不是通常允许上限的规模，选择的范围，以确保测量压力在压力表量程的2/3以内。

3热工自动化仪表故障分析及维护

在热工自动化仪表的使用中，会出现各种各样的故障和问题，如：维修不当、振动问题、密封问题等，这些都会直接降低仪器的可靠性。首先，最关键的部分是密封的问题，由于自动化仪表的封盖，密封效果不好，所以经常会有雨水或其他液体进入室内，导致后果很严重。所以应该针对电缆密封出现的问题，采取相应的措施进行处理，严格检查仪器的订购流程，并注意电缆之间的连接器的大小及其相应的模型匹配问题，在安装及其维护的过程中，要根据实际情况来操作，以确保密封效果不够好，如果有什么特殊情况影响密封的效果，此时需要使用硅胶或胶玻璃块，也可以选择相应的仪器配备保护盒，以有效地保证其密封性能。

3.1密封问题及维护

密封问题主要是由于仪器的电缆连接不佳，或由于仪器盖的密封不良而导致的雨水或其他液体进入，但只有仪器或电路故障的润滑不佳。为了解决电缆接头密封不良的问题，需要在设备订购时检查电缆引入电缆的密封接头，并注意选择与电缆终端直径和接头尺寸相匹配的模型。在安装或维护过程中，必须按照标准进行操作，以确保密封接头的拧紧。当有特殊情况时，应在使用接口玻璃胶或硅胶进行封盖。由于密封问题可能导致内部液体的外部腐蚀进入装置。在这种情况下，维修人员可以选择具有较高技术水平的人员来进行准确的仪器盖安装，同时还可以为仪器配备保护盒

3.2人为因素问题及防治

人为因素的破坏主要包括人为破坏和维护不当。故障主要是由于维修人员缺乏责任心或技术原因造成的，导致仪器异常运行，造成设备不规范维护。与此同时，维护不当会导致电缆和仪器部件被盗，导致人为因素造成的失败率为28%。为解决上述问题，维修人员必须认真研究操作及相关专业技术，同时严格按照操作规程和技术要求进行实际的维护工作，树立良好的工作态度，培养敬业精神。同时应加强对电厂设备的管理，防止仪器和部件的被盗。

3.3非人为问题以及对策

非人为的破坏引发的电厂自动化仪表问题主要是由于设备的流水作业过程所发生的非正常情况，如异常条件或其他材料，仪器产生的损失和伤害，虽然故障率很低，但由于不可预知的意外，导致很难避免的问题。为了避免这一问题，现场工作人员需要认真工作，集中精力，经常检查电厂的工作流程，确保及时发现问题，解决问题，确保电厂设备正常运行。

3.4振动问题及对策

振动是自动化仪表引起的所有问题的次要原因，经常导致不良的配线仪表、仪表固定螺丝或松动套管、焊缝裂纹等原因。针对上述问题，相应的防松弹簧垫圈，拧紧夹套或固定螺丝，增加支撑架或橡胶垫，以减轻振动等。此外，通过加强常规检查可以消除问题。

结束语：通过对几种自动仪表的原理和应用的讨论，阐述了自动化仪表的重要功能和自动仪表维修的方法。由于振动、维护不当、密封性不强，造成仪器故障，影响正常使用，探讨其维修方法具有重大的现实意义，为电厂自动化提供了有力保障。

参考文献：

[1]蔡成闻.热工自动化仪表出现故障的原因及维护思路构建[J].电子测试.2016(07):11-11.

[2]赵志新.热工自动化仪表故障原因及维护措施研究[J].电子技术与软件工程.2014(03):20-20.

[3]周义人.热工自动化仪表出现故障的原因及维护措施[J].科技创新与应用.2013(26):69-69.