热工系统安装中的典型问题分析与处理

王成长 吕汉杰 李国东

【摘要】近年来，随着人们对电量需求的不断增大，我国的火力发电厂不断引入大容量、高参数的汽轮机组，以满足电能的正常供给。由于这些机组功率大、容量大、参数高，从而对热工仪表提出了更高的要求。热工仪表的安装质量与机组的安全运行有着非常密切的关联，为了进一步确保机组运行的安全性和经济性，必须坐高热工仪表的安装工作。本文对热工仪表安装中的问题和处理方法做了详细的分析。

【关键词】热工系统；仪表安装；问题分析；问题处理

1、引言

近几年，由于热工系统在火电厂的实际生产中占主要地位，所以热工系统的安全性直接影响着全机组的正常运行和电力系统的稳定。系统的安装不仅要注重整体设计的合理性、电源的持久性、电线的安全性和设备外部环境匹配性，还有设计人员、安装人员、设备维护人员和监督管理人员的能力和技术。如果任何一点出现故障，将会影响到整个机组系统的正常运行。所以，在实际电力生产中，从热工系统的设计到安装，再到调试和运行，以及运行过程中的检查和维修都需要保证质量合格。

2、热工仪表安装特点

由于热工系统的十分复杂，涉及到的专业方面较多，设备安装的位置也复杂，导致安装工作有以下特点：安装地点多、涉及面广、安装线路长、工期紧张；高空作业占的比例较多；安装工作覆盖到火电厂的所有系统，施工范围很广；安装的设备工作条件不同，安装种类较繁杂，安装的要求不尽相同。例如，管道的服役条件有的是常温常压，有的却是高温高压；介质分别有水蒸汽、液态水、油、空气和氢气；管道有的是碳钢管，有的是合金管；有的仪表安装地点集中在控制柜里，有的就地取材。以上这种因素使热工仪表的安装具有复杂性和多样性的点。同时，施工的进度需要配合其它安装的进度。在进行实际安装工作前，先计划好安装时间，配合好其它安装工作，与其它部门积极交流，全系统合作完成热工仪表安装工作。

3、热工系统仪表安装的典型问题

热工仪表常见的故障主要有以下几种：其一，密封故障。这是热工仪表安装过程中最为普遍的故障之一，主要表现在仪表电缆进口位置密封不严。若发生此来故障有可能造成雨水等液体进入到仪表内部，从而导致仪表电源损坏以及仪表锈蚀；其二，非人为损坏故障。热电厂在生产的过程中，由于某些意外导致现场热工仪表上面的重要零部件损坏，进而引起仪表故障，如磨煤机入口位置处存在异常的煤块导致温度传感器损坏，或是调节阀被异物卡住等等。虽然在实际生产过程中上述问题出现的几率较低，此类故障突然性较强，并且存在一定的不可预见性，很难预防；其三，振动。由于热工仪表周围的环境存在振动，致使仪表因振动发生故障，这类故障出现的几率相对较多，比较常见的有仪表卡套或是螺丝松动、仪表线路接触不良、仪表上面的焊缝接口开裂等等；其四，腐蚀。由于热工仪表所处的运行环境较为复杂，价值仪表本身的外壳为金属构造，这样一老很容易受到电厂内化学物质的腐蚀，进而造成仪表盖无法打开等故障，相比较而言，这类故障出现的几率较低；其五，回路故障。由于热工仪表都需要与回路先连接，若是仪表接人到的回路当中存在一些没有接通的接电，便会出现回路故障，进而影响仪表的正常运行。

4、热工仪表安装中的问题和处理方法

（1）仪表管自身的缺陷

尽管外国的仪表管质量和材质比国内的好，但因为价格过高，火电厂一般采用国内生产的仪表管。仪表管的材质有许多种类，但以不锈钢为主，国内几乎所有的火电厂都使用1Cr18Ni9Ti材质的钢管，核电单位使用不锈钢管。通常使用的仪表管已经通过了光谱检查，满足了金属的使用标准，然而通过光谱检查只可以分析钢管的化学成分，无法看到材料内部裂纹等缺陷和尺寸上的偏差。

因此，在仪表管自身易出现以下问题：

a） 1Cr18Ni9Ti材质的仪表管易出现冷裂纹，且裂纹程度很严重；

b） 仪表管在安装时易变形，从圆形变为椭圆形，造成连接不紧密，甚至出现30%的接口漏洞。

采购部门在进行采购时，需要在生产线上采取抽查的方式调查仪表管的质量。同时，当材料入库时，采购人员根据管材的使用标准和工作需求，运用精密的测量仪器对管材综合测量，严格规范管材的尺寸。一旦发现不合格的管材，应马上更换合格的管材。

此外，对于管材内部无法探测的细微裂纹，一般采用着色方法和涡

流方法进行抽检，只有满足一定的合格率，管材才可以正式投入使用。

因为涡流检验的花费很高，一般需要上报批准，安装单位提前把费用列

入预算估计中。

（2）仪表安装中的问题

在发电厂建设过程中，设计单位不提供用于仪表管安装的设计图纸，火电机组施工单位一般将其作为现场工艺设计项目。热工专业技术规范也没有明确的管线、支吊架（热工验收标准中只有支吊架制作的验收标准）、膨胀、管间间隔等设计要求。通常出现的问题有：膨胀弯过大浪费材料或膨胀达不到管系数膨胀需求而撕裂；不同坡度要求的仪表管并入同一并行管路，部分转弯处间隔小，导致检测数据出现偏差；因仪表管堵塞，导致变送器误发信号而使机组整套试运停机等。

按照现行施工技术规范，仪表管安装应满足热工仪表安装技术标准的要求，流量与液位的源头部件与二次仪表间的仪表管坡度应大于1∶12，但是压力测量表的安装应满足技术规范中其他管路应大于1∶100的坡度要求；仪表管的设计需要参考管道设计规范，结合热工安装技术规范综合考虑，支吊架间距及型式（固定或可移动）应按管道或相关行业的施工、设计规范设计后再安装。发电机静子冷却水流量变送器因仪表管堵塞误发信号这一案例，实际反映施工规范中提及的“管子安装前应进行清理，达到清洁畅通。安装前管线的两端应临时封闭，避免杂物进入的要求没有达到。因此，开始安装仪表管前，应采用压缩空气吹扫等手段对内壁进行清理，并在系统连通后、严密性试验前进行系统性吹扫或冲洗，确保清洁、严密性试验合格后与二次仪表连接。

（3）仪表校验中的问题

如果当仪表全部安装好后，热工系统收到的信号与标准的信号仍有很大的差距，就需要开始校验的工作。处理办法有以下几点：若问题出在检测仪表管路的坡度和标准坡度不在同一水平，同時达不到安装的标准时，应需专业技术人员进行实地的坡度测量，得到两者的差距，计算出合理的坡度，再把准确的数据传达给仪表检验人员。通过对仪表的调整，使实际的信号在实测物理量的合理范围内。检验成功后，热工系统仪表的工作得以正常工作，整个火电站的生产才能正常进行。

5、结论

总而言之，火力发电厂热工仪表的安装是一项较为复杂且系统的工程，仪表的安装质量直接关系到机组运行的安全性和经济性，为了进一步确保机组稳定运行，在热工仪表的安装过程中必须了解并掌握相应的技术要点，控制好仪表的安装质量，保证仪表运行稳定。只有这样才能确保汽轮机组运行的安全性，进而提高发电厂的经济效益。

参考文献：

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