火电厂热工设备检修与维护策略研究

火电厂热工设备检修与维护策略研究

李志远

天津国能盘山发电有限责任公司   天津301900

摘要：随着我国经济快速发展，电力需求持续增长，火电厂热工设备稳定运行至关重要。本文首先阐述了火电厂热工设备检修与维护研究背景及目，介绍了热工设备分类和重要性。接着分析了传统检修维护方法及存在问题，提出了智能化检修维护策略，最后总结了智能化检修维护策略优势和成果，并对未来研究方向进行了展望，实现火电厂热工设备检修维护更加智能化、高效化和安全化。

关键词：火电厂；热工设备；检修维护；智能化策略

1.引言

随着我国经济快速增长，电力需求不断攀升，火电厂作为关键电力供应源，其稳定运行至关重要。热工设备作为火电厂核心，包括热工仪表、控制系统等，面临设备老化、故障多发等问题，影响发电效率并带来安全隐患。传统检修方法依赖人工经验和定期检修，存在检修不及时、效率低等问题。智能化技术发展推动了新技术在火电厂热工设备检修中应用，提高了检修效率和准确性。然而，目前研究多集中于传统方法改进和新技术应用，缺乏整体策略研究。本论文旨在探讨智能化时代下火电厂热工设备检修与维护策略。智能化检修通过实时监测和诊断，利用传感器和数据分析算法，提前预警设备故障，减少停机时间和经济损失。智能化维护则根据设备运行数据制定个性化维护计划，避免过度或不足维护。总之，探索火电厂热工设备智能化检修与维护策略，对于提高设备可靠性、保障火电厂稳定运行至关重要。

2.热工设备概述

2.1 热工设备分类

火电厂热工设备种类繁多，关键包括压力仪表、流量仪表和温度仪表。压力仪表中，弹簧管压力表广泛用于常规压力测量，而隔膜式压力表则适用于腐蚀性、高黏度等特殊介质。智能化压力变送器，如罗斯蒙特、日本横河E等，已成为主流。流量仪表中，差压流量计最为常用，其流量与差压平方根成正比，常见有流量变送器、插入式流量计（如威力巴流量计）和超声波流量计等。风量测量则需根据介质特性选择，如均速管流量计适用于干净气体大口径测量，热式气体质量流量计适合含尘量较高气体，气体超声波流量计则因其高精度和技术含量较高，采购成本较高。温度仪表主要有热电偶和热电阻，热电偶利用热电效应测温，常用K、E分度；热电阻则利用物质电阻随温度变化特性测温，常用Pt100规格。双金属温度计也是常用温度检测元件。

2.2 热工设备重要性

热工设备在火电厂运行中至关重要，既保障发电效率又确保安全运行。通过监测温度、压力、流量等参数，热工设备如温度仪表（热电偶、热电阻）能实时反映发电机组状态，提高运行效率。精确监测汽包水位，确保其在合理范围，可使汽轮机稳定运转，发电效率提升5%至10%。同时，热工设备在预防安全事故中扮演关键角色，能实时监测发电机组参数，发现异常及时警报，为工作人员采取措施赢得时间。如汽包水位异常可能导致蒸汽水质恶化、管道腐蚀或汽轮机进水等事故，而热工仪表准确监测能避免此类风险。

3.传统检修维护方法及问题

3.1 检修方式

3.1.1 观察法局限

观察法虽有直观性，但存在局限，仅能判断导线破损等外部问题，对热工仪表内部故障无能为力。内部元件损坏或电路故障就难以通过观察法准确判断。此外，观察法依赖检修人员经验和专业水平，结论易受主观影响，缺乏客观性和准确性，不同人员可能得出不同结论。

3.1.2 电压电阻法应用

电压电阻法在热工仪表检修中应用广泛。电压法通过测量仪表各部件电压并与正常值对比，判断故障成因，如元件损坏、电路短路或断路等。电阻法则以电阻测量为基础，判断线路与原件状态。两者配合使用，效果更佳。检修时，先用电阻法判断线路是否完好，电阻异常再结合电压法确定故障位置。据统计，采用电压电阻法能准确判断70%以上热工仪表故障原因，是热工仪表检修有效手段。

3.2 常见故障因素

3.2.1 温度测量故障

压力测量仪表故障主要由环境温度和选型不当导致。环境温度超过60℃时，仪表测量不准确，如汽轮机下方抽汽管道区域温度高，影响测量结果。选型不当方面，压力表/压力变送器工作压力高于测量压力，导致形变，影响准确性；接头松紧度不够会泄漏，产生误差；压力变送器与DCS量程不一致；寒冷天气未保温，引压管结冰损坏仪表；线路老化、屏蔽接地虚接/脱落也会导致故障。这些因素均会影响压力测量准确性。

3.2.2 压力测量故障

温度测量仪表运行中常见误差故障，原因主要包括：测量位置选择不当，如取源点与介质温度不一致、插入深度不足；接线不合理，热电偶与补偿导线型号不匹配导致误差；电缆屏蔽系统及DCS柜内仪表安装问题，如多点接地或接地不良引发信号干扰；热电偶内部漏电、短路、潮湿或参比端温度过高导致热电动势变小；测量仪刻度值故障，可能由接线柱、电极故障、内部零件异常、补偿导线短路等引起；安装不当，内部零件及导线接触不良。这些故障均会影响温度测量准确性。

3.2.3 流量测量故障

流量测量仪表常见故障包括安装错误和引压管问题。差压流量计未遵循说明安装易导致误差，引压管接头泄露、平衡阀内漏、引流管堵塞等也会引发误差。差压变送器与DCS量程不一致会导致测量不准确。电磁流量计错误安装、介质不满管、高温潮湿环境、接地松动脱落、线路老化等也会导致测量误差。未设置防冻伴热设备可能导致管道液体冻住，测量结果固定。测量结果偏大可能因低压侧管路不严密或内部积存空气，偏小可能因差压偏小、凝结水位偏差、平衡阀未关、导压管未冷凝等。

4.智能化检修维护策略

4.1 智能监测技术

传感器技术发展为火电厂热工设备智能监测提供了有力支持。通过安装高精度、高可靠性和快速响应传感器，实时采集设备温度、压力、流量等运行数据。利用大数据分析技术，对这些数据进行深度挖掘，建立温度变化模型，预测设备在不同工况下温度变化趋势，优化设备运行参数，提高效率和可靠性。同时，建立智能故障预警机制，通过实时监测和分析设备运行数据，及时发现异常情况并发出预警信号，结合历史数据和专家经验进行故障预测和诊断，为设备维护和检修提供科学依据。据统计，采用智能监测和预警机制火电厂，故障发现率提高40%，停机时间减少30%，生产效率和经济效益提升。

4.2 自动化检修工具

自动化设备能提高检修效率，减少人工操作，避免人为因素影响，实现快速精准检修。智能检修机器人可全面扫描设备，快速定位故障点并修复，使检修时间缩短50%以上，同时实现24小时不间断检修，提高设备可用性和生产效率。此外，自动化设备还能大幅降低安全风险。在高压、高温等危险环境下，机器人可代替人工作业，避免带电检修危险，通过远程控制操作，进一步保障检修安全。据统计，采用自动化设备后，安全事故发生率降低了70%以上。总之，自动化设备应用为火电厂热工设备稳定运行提供了有力保障，提高了检修效率和安全性。

5.结束语

智能化检修维护策略提升了火电厂热工设备稳定性和效率。智能监测技术通过实时监测和数据分析，提前发现潜在故障，优化设备运行参数，使故障停机时间减少30%以上。自动化检修工具则提高了检修效率50%以上，降低了安全风险70%以上。未来，人工智能、虚拟现实、增强现实和物联网技术将进一步应用于热工设备检修维护。人工智能可提高故障诊断准确率至90%以上，实现故障预测；虚拟现实和增强现实技术提供直观高效维修手段；物联网技术实现远程监控和管理，降低维护成本20%以上。这些技术将推动火电厂热工设备检修维护向更智能化、高效化和安全化方向发展。

参考文献：

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[2] 火电厂热控自动化控制设备的安装调试研究[J]. 李军.现代制造技术与装备,2023(12)

[3] 火电厂热工自动化及事故防范. 李展.河南科技,2013(10)