电厂热工测量异常原因分析及防范措施

1、电厂热工测量异常原因分析及防范措施摘要：本文对热工监督过程中出现的热工测量问题进行了总结和分析，并提出了一些如何提高热工参数测量准确性的对策。   关键词：热工测量 误差 措施1.      前言在电力生产过程中，热力参数的准确测量，是保证机组安全、经济运行的先决条件。但在电力生产的实际过程中，由于设备选型、安装调试、检修运行维护和管理中的缺陷，加上重视不足，使得热工参数测量失准现象总有存在，导致热工保护系统误动甚至发生停机故障也屡见不鲜。随着发电成本的提高，电力生产企业面临的市场竞争环境将加剧。保证热工监控的参数测量准确，

2、提高机组设备运行的安全经济性，是对热工测量工作的基本要求。本文通过对机组运行过程中出现的热工测量问题的归汇总分析，提出了一些相应的措施，供检修运行维护中参考。2.      热工测量常见异常现象笔者将近几年运行机组热工测量中，所见到的一些常见异常现象归纳分析如下：2.1   参数显示值倒挂    参数显示值倒挂，是指测量参数显示值与正常的生产流程值相反，如主汽温度和压力显示值，汽机侧高于锅炉侧，主汽门后高于主汽门前；给水流量低于主汽流量等,再热器进口压力低于再热器出口压力等。这种现象在不少机组中存在。2.

3、2   同参数显示值偏差大    同参数显示值偏差大，指的是多个同类测量设备测量同一参数时，相互间的显示值偏差，超过回路示值允许误差范围。如同侧锅炉或汽机主汽母管上的主汽温度三点示值间相差达4、凝汽器热井水位三点间显示相差200mm、锅炉汽包水位三点间显示相差80mm、送风机进口风量A和B分别显示2068 t/h /2303t/h等。2.3   不同表计间偏差大    不同表计间偏差大，是指同一参数不同种类的表计之间的显示值偏差，超过回路示值允许偏差范围，如同侧汽包电接点水位计与水位变送器测量间的显示偏差超过100

4、mm；主汽压力变送器测量与弹簧管压力表间一偏差超过0.3MPa等。2.4   参数显示坏值机组运行的参数，坏值现象也时常可见，如死值（如风压、流量参数，因信号管路堵塞示值无变化）、假值（如流量、温度参数显示负值，参数显示值与实际状况明显不符）等。2.5   报警信号过多调阅一些机组的CRT画面查看， 会发现不少参数信号在报警状态，以风、粉系统测量报警信号为多，其次是烟系统。2.6   测量信号突变运行中测量信号突然变化，有的上窜，有的下跳，其中带联锁保护的越限信号，造成辅机保护误动甚至机组跳闸的事例较多。如TSI信号因本身质量或干扰等原因，信号突然上窜至满量程动作

5、保护停机；如轴承温度信号因热电阻接线松动，突然上窜至定值动作保护跳风机；给水流量三只变送器装在同一取样管上，当其中一变送器的正压侧排污阀打开时，三个变送器的值同时下降为零，导致给水流量低保护动作；汽机轴瓦温度测量，因高压油冲刷或振动磨擦造成引出线破损、造成测量无规则漂移。另外，随着时间的推移，原先紧固的接头和接线，可能会因气候、氧化等因素而引起松动，导致信号因接触不好而出现异常。3.      测量误差原因分析与处理    出现上述问题，原因是多种多样的，经跟踪检查分析和处理，按其性质和来源可归纳为系统误差和粗大误

6、差。3.1   系统误差    这类误差的特点是：误差的大小和正负总保持不变，或按一定的规律变化，或是有规律地重复。其主要来源有测量仪器、测量方法等。仪表产生的误差：这是由于测量仪器不完善或有缺陷，以及没有按规定条件使用而造成的误差。它主要表现在：1）测量仪表老化一些测量元件，因质量不佳或随机组运行多年逐步老化，造成精度下降。某电厂在机组检修中，发现热电偶校验合格率低，测量主汽温度的多支热电偶间差达4，因而造成同参数显示值偏差大。有的元件质量差，使用不久特性变差造成测量误差产生。2）测量仪表性能不稳定由于对产品性能缺乏了解或选型把关不严，一些质量不稳定的

7、产品混入电厂或型号误用，造成准确率不稳定。如压力开关质量差，定值易漂移，影响了热工联锁保护的正确投用。更新的铠装热电偶开机后不久就开裂，显示失准。某电厂#3机组进行投产后的第一次A级检修，统计其仪表校验数据，结果变送器、温度测量元件和双金属温度计校验合格率都很低，特别是就地温度计仪表调前合格率仅62%。只得进行更换。此外热电偶模块精度低，冷端补偿器或DCS柜温度补偿误差大也是原因之一。3）测量元件选用不当测量元件选用不当情况也时有发生，如低温测量选用热电偶造成测量灵敏度下降，测量小量程参数选用大量程测量仪表，导致测量精度降低，测量元件插入被子测介质中长度太短等。4）标准表失准有些测量元件如振动

8、、轴位移探头未经效验就直接安装。由于探头在运输过程中受到振动等影响有些特性会发生变化，严重的可能会损坏探头，在安装之前进行效验可以了解探头的特性并及时在系统软件中加以修正，可以及时发现损坏的探头，如果未及时效验，那么这些问题只有在开机后才表现出来，给查找原因和检修都带来麻烦。有些单位计量器具未送检即作为标准器具使用；因制造质量、送检回厂运输途中的振动以及使用不当也会导致标准压力表零偏超差；使用不合格的标准器具校表或是用大量程、低准确度等级表检定小量程、高准确度等级表；一些电厂标准压力表外借锅炉汽机现场试验，因振动和冲击造成标准压力表"零偏"或精度下降，一些工作人员操作不当，

9、导致标准表计失准，从而引起仪表准确率下降。测量方法不符，包括取样点选择、仪表安装位置等、它主要表现在：1）取样点位置不当按照测量要求，对于风烟系统的压力测量，其变送器的安装位置应高于取样点，汽水系统的压力测量，其变送器的安装位置应低于取样点。但在安装过程中，由于安装知识缺乏或现场位置限止，常常会出现不符合规程要求的情况。如某电厂锅炉与汽机的主汽压力显示倒挂，经检查炉侧主汽压力变送器安装在炉顶，而取样点在下方12米处，因而判断倒挂原因，是测量管路内的水介质在重力和主汽管道内蒸汽高速流动下产生的虹吸双重作用下，引起压力偏低，当电厂将变送器移至测点下方后，倒挂现象消失。某电厂#1-#3高加电接点水位

10、指示比CRT上相应的水位指示偏高，就地“0”位测量水平面检查，三只高加电接点水位测量筒“0”位均偏低，检修中将#1-#3高加电接点水位测量筒向上移动50mm，电接点与CRT示值相一致。2测点位置有外部干扰某电厂#5炉电接点水位计A侧的值始终比B测的高30mm左右，后在检修中进入汽包内，发现A侧水位计汽水分离桶的出水口倾斜，造成分离桶内的水通过倾斜处流下处正好是A侧电接点水位计取样点，经机务纠正后两侧水位的偏差消除。环境影响这类误差产生的原因主要是测量系统受环境温度、振动以及干扰等环境因素的影响而产生的误差。如某厂炉主汽出口管道上温度低于联箱上温度，机炉侧温度倒挂且随季节变化，其中炉主汽温度出口

11、管道上保温不好是一个重要的因素。对于温度测量的冷端补偿，一般都是在DCS系统中通过机柜中的几个热敏电阻实现的，那么如果机柜的通风不好或者卡件的位置离热敏电阻较远，都会给测量带来误差；另外由于测量回路长时间受高温影响使得电缆老化也会影响测量精度；有些没有防震功能的压力表安装在振动比较大的地方，影响压力表的使用寿命。由于保温材料的变化，对汽缸壁温元件及护套的腐蚀比较严重，从某电厂#3机组小修情况分析，在保温结合面处绝大部分热电偶的铠装护套腐蚀破裂，缸壁温度元件的护套在保温材料结合面受腐蚀严重，从而影响了热电偶测量的准确性。3.2      粗大误差这类误差产

12、生的原因主要是维护人员的工作作风、操作技能和调校质量决定，是误差产生的一个重要因素：它表现在：1）维护人员主观过失从调校记录中我们发现，为数不少的表计调校质量不高，调校后的误差已接近允许误差边缘（这样的仪表接入系统时环境的变化或运行不了多少时间就可能超差）。对于一些压力测量，由于仪表管内部的介质会产生一定的压力，所以在测量中要进行修正，否则会直接影响到测量精度。但从我们的检查中发现，有的维护人员只注意就地测量元件本身的精度而忽视了一些参数修正。如某电厂2机组高压缸排汽与炉侧再热器进口压力有倒挂现象，对压力变送器校验后仍倒挂。后检查炉侧再热器进口压力变送器修正值为0.15MPa，实际察看现场应该

13、有0.20MPa的修正，修改后倒挂现象消除。从这件事上说明检修人员应该重视压力变送器的修正值，而不是单纯的校验一下仪表。我们建议将压力修正值设置到DCS组态中，变送器量程按设计参数校验，这样可以避免人为造成的错误，修改也比较灵活方便。2）报警定值设置不当由于报警定值设置不当，当测量参数稍有变化时，就发出报警信号，运行人员确认后报警信号消失，但过不了一会儿，又有不少报警信号发生。如此反复，运行人员疲倦了报警信号不在确认，久而久之，报警信号过多，画面不少参数闪烁。4.      提高测量准确性的措施为提高测量的准确性，针对存在的问题，提出以下建议，

14、供检修运行维护人员工作中参考：4.1   完善测量系统1）    把好设备选型关，选用经过实际应用证明是可靠的测量元件和仪表。2）    检查锅炉侧主汽温度测量热电偶，若为E型，建议更换应为K型。3）    制定热控设备的技改计划，结合机组的检修，对稳定性差的产品进行更换，或降级用于非主重要测点。4）    水位测量，校对同参数测量的取样点或测量筒标高，应保持一致。测量环境条件（保温、伴热、管路敷设等）要一致。5）    带有联锁保护的

15、测量信号,增加信号变化速率保护功能,当信号变化超过设定值时,报警的同时自动屏蔽信号输出,避免保护回路误动作,当信号下降至设定值时,通过人工或自动恢复信号越限的联锁保护功能。6）    根据运行实际情况，定期对热工报警和保护定值进行合理性进行梳理，修正。4.2   规范测量仪表维护1）    在对设备的点检或巡检中，热工人员除检查机炉的一些主重要参数外，还要对仪表的参数或DCS中历史曲线开展分析工作，一旦发现有热工参数指示异常的现象，及时检查和分析原因，并予以消除，提高在线运行仪表质量。2）   

16、 针对运行监视、自动调节和报警动作值信号取自不同测点所带来的不一致性, 建议采取三取中方式，将三取中后的信号公用于显示、自动调节、报警动作值。3）    定期对风烟压力测量管路进行吹扫，汽水测量测量管路进行排污。4.3   规范测量仪表的检修1）    为了防止主汽温度倒挂现象,检查并做好炉机就地测温元件的保温工作；检修时对元件护套内进行清灰；元件安装时注意检查是否插入到位；同炉校验误差接近的热电偶安装同侧（偏正的安装锅炉侧）2）    汽水系统通过压力变送器测量压力时，将因标高产生的水柱修正值

17、，设置到DCS组态中，这样变送器校验时，只要按设计量程校验，可以避免人为造成的错误，修改也比较灵活方便。3）    作为经常性工作，利用各种停机机会，检查测量信号屏蔽线接地和回路接线的可靠性，保证屏蔽线的单点接地和各连接点接触良好。4.4   规范测量仪表的校验1）以多种方式，加强热工计量人员调校技能的培训，举办技能操作比赛，提高计量人员的自身素质。2）测量仪表除消缺校验外，均进行调前校验（即不作任何调整，进行上下行程校验并做好记录），分类、分厂家统计仪表调前合格率，对调前不合格仪表进行跟踪。3）为减少校验工作量，实行状态校验，即按可变动的周期，对测量回

18、路进行系统零点和运行点的合对，若测得误差 <2/3允许误差，则该测量回路设备可不必校验，延长一个周期后进行；若测得误差 >2/3允许误差但<允许误差，则测量回路设备可延长3个月后，再次对测量回路进行系统零点和运行点的合对，直到测量回路设备测得误差接近或大于允许误差时，再对回路设备进行常规校验。以减少校验工作量和因拆卸仪表后可能带来的不必要缺陷。4.5   规范计量和测量仪表的管理1）       加强对标准计量设备的管理制度，建立标准表进出登记核对制度和标准压力表的零位偏移档案；标准仪器不外借至现场，以保证标准仪器的准确可靠。2）       同参数多个测量元件，使用同标准仪表