管道施工总体技术方案

管道施工技术方案

一、概述

根据投标书规定的工作范围，我们负责双流试验厂搬迁技改工程TT车间1.2.3步

工业设备(包括搪瓷反应釜、不锈钢反应釜、玻璃钢储槽、碳钢储槽、化工泵、离心机、

螺旋板式换热器、尾气引风机、真空机组、货运电梯)外乙供安装主材、辅材，包括:

各类符合设计和规范要求的设备支架的型钢、工艺管道、法兰、阀门、视镜、钢制弯头、

三通)

二、编制依据：

1、招标书

2,有关国家和行业规范标准

⑴.GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》

(2).GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》

(3).HGJ229-91《工业设备及管道防腐蚀工程施工及验收规范》

3、本公司(企业)标准

(1).压力管道安装《质量手册》(0501-00)

(2).压力管道安装《质量体系文件》(0502-00)

(3).压力管道安装《作业指导书》(0503-00)

4、我公司其它类似工程项目的施工经验。

三、建立健全管道施工质量保证体系

为在保证管道施工进度的同时确保管道施工质量，根据《压力管道安装质量体系文

件》规定和要求，建立健全压力管道安装质量保证体系，其压力管道安装质量保证组织

结构和压力管道安装质量职责关联部门结构见相关图表。

四、管道预制方案

1.除非另有说明，预制工作要求按照图纸要求和工程设计规定的技术规范进行，

图纸尺寸不够明确的地方根据设备安装的实际情况再实际测量下料。

2.管道预制应根据工程区域首先绘制单线图才能进行预制工作。

3.自由管段和封闭管段的选择应合理，封闭管段应按现场实测后的安装长度加工。

4.下料后的管材要及时作好标识的移植工作，以保证材质的可追溯性。

5.切割管的切割面要用砂轮打磨干净光滑，以保证焊接质量。切割时留在管内的

异物必须清除干净，特别是对开三通管要高度重视。

6.如果碳钢管的下料采用砂轮切割机和氧一乙块焰进行，切口端面倾斜偏差△不

应大于管子外径的1虬且不得超过2mm,见下图：

7.加工不锈钢管、钛管、镖管的工具不能用于碳钢管施工，反之亦然。

8.管道坡口制备宜采用机械方法，也可采用等离子弧、氧乙焕焰等热加工方法，

但必须打磨干净、平整；管子切割和坡口加工宜采用机械方法，切割和加工表面不得过

热变色，当采用等离子弧方法切割时，必须用规定方法去除污染层，切割和坡口质量应

符合下列要求：

A.表面应平整、不得有裂纹、重皮，并应清除毛刺、凹凸、缩口、熔渣及氧化

物等；

B.切口平面最大倾斜偏差为管子直径的1%,且不得超过3mm；

9.管段组对。管子对口时，应在距接口中心200mm处测量平直度（如下图所示）。

当管子公称直径小于100mm时，允许偏差值a为1mm；当管子公称直径大于或等于

100mm时，允许偏差值a为2mm；但全长的偏差值不得超过lOmm。

10.有缝钢管组对时要特别注意：

⑴.纵向焊缝应置于易检修的位置，且不宜在低部;

⑵.直管段的组对时，纵向焊缝相对位置应满足如下图所示的要求:

⑶.当主管上开支管时，焊^相对位置应满足如下图所示的要求:

11.钛、镇管道的弯管宜采用壁厚为正公差的管子制作，管子采用弯管机或胎具进

行热弯或冷弯，热弯时加热温度不宜超过25(rc；冷弯时应考虑回弹量，弯管后可不进

行热处理，若设计有规定时，应按设计规定进行，管子弯制后的质量应符合下列要求：

A.无皱裳及过热等缺陷；

B.弯管的内外表面应无工具划痕及铁屑；

C.经渗透探伤，不得有裂纹和其他超标缺陷；

D.弯管制作后，弯管处的最小壁厚不得小于管子公称壁厚的90加

E.弯管最大外径与最小外径之差不得超过弯管前管子外径的8%；

12.管道安装过程中严禁损坏管道，吊装不锈钢、钛管、镁管用的钢丝绳、卡扣不

得与管道直接接触，应用木板或石棉制品予以隔离，或采用尼龙吊装绳。

13.管道穿越楼板、墙壁时，应加套管保护，不锈钢管、钛、镁管与套管间不得直

接接触；安装后的钛、镶管道不得承受设计规定以外的附加载荷。

14.不锈钢、钛管、锲管与支、吊架、支座或钢结构之间应垫入石棉制品或其它对

管道本体材质无害的材质。

15.安装孔板时，其上下游直管部分的长度应符合仪表设计的要求，在其直管范围

内不应有焊缝，孔板法兰内部的焊缝应平整光滑。

16.有静电接地要求的管道，导线跨接或接地引线不得与不锈钢管、钛、锲管直接

连接或焊接，应采用同管道本体材质相同的板材过渡。

17.认真看图，仔细考虑和安排焊口预制口和现场安装口的位置，环焊缝距支、吊

架净距不应小于50mm；需热处理的焊缝距支、吊架不得小于焊缝宽度的5倍，且不得小

于lOOmnio

18.不锈钢管、钛管、镁管、铜管材料必须与其它材料分开堆存并要求采取一定的

保护措施；不锈钢管、钛管、镁管预制时，要与其它材质的材料分开预制，预制使用的

工具不能混用，严格做到专材专用。

19.管道预制件应按规定要求编号（管线号、焊口编号和焊工号）以便于质量控制

和安装时查找。

20.预制完毕的管段，应保持原有的识标，钛管和镁管严禁采用钢印，用记号笔移

植原有标识，并将内部清理干净，并及时封闭管口，保证管内清洁。

21.预制完毕的管段存放的原则：按大小、材质、工号存放；一般垫高300MM左右,

液氯和氟等介质管道管内要求不能积水的严格封闭管口，管内不得进水。

五、地上管道安装方案

1.地上管道施工，一般安装程序见相关图表。

2.安装前，检查土建基础、结构、设备管口的尺寸是否与图纸相符。检查预制管

段管内是否清洁。

3.动设备接口配管时，需有设备负责人在场监督，不允许任何外力加于动设备口。

动设备（如泵、压缩机等）的法兰口，一定要采取保护措施（如安装薄金属盲板），防

止任何异物进入。

4.管道安装与电气仪表工作靠近或交叉作业时，要采取措施保护线缆、盘柜等，

以免加热或焊接等热工作进行时遭到损坏。

5.保持阀门清洁，除非是焊接阀门和焊接阀门焊口进行热处理，阀门不允许打开。

6.安装切割或修改时，要保证管内清洁。

7.安装时注意阀门流向。特别是有些设计要求流向要与介质流向方向相反的阀门。

8.不能将小管、泵或仪表盘柜当跳板用。

9.管道支架特别是热力管线的支架和设备配管的支架，必须严格按设计要求安装。

10.管道安装时，应检查法兰密封面及密封垫片不得有划痕、班点等缺陷。

12.法兰连接应与管道同心，并应保证螺栓自由穿入。法兰螺栓孔应跨中安装。法

兰间应保持平行。不得用强紧螺栓的方法消除歪斜。

13.法兰连接应使用同一规格螺栓，安装方向一致。螺栓紧固后螺母应与法兰紧贴,

不得有楔缝。

14.当管道安装遇到下列情况时，螺栓螺母应涂以二流化铝油脂、石墨机油或石墨

粉：

(1).不锈钢、合金钢螺栓和螺母；

(2).管道设计温度高于io(rc或低于oc；

(3).露天堆置；

(4).处于大气腐蚀环境或输送腐蚀介质；

15.管道上仪表部件的开孔和焊接应在管道安装前进行。

16.当管道安装工作有间断时，应及时封闭敞开的管口。

17.在安装过程中，保持标识和管内的清洁，敝开口应及时封盖好。

地上管施工一般安装程序

六、支架制作安装方案

1.管道支架必须按图制作、安装；

2.管道的支吊架、托架、耳轴等在预制厂成批制作。支架的焊接工作应由合格焊

工施焊，不得有漏焊、欠焊和焊接裂纹等缺陷。管道与支架焊接时，不得有咬边烧穿等

现象。

3.当支架耳轴或托架安装位置有管焊缝时，应按照下列图示处理：L26mm。

"A"详图

(a)支架耳轴焊接

(b)支架托座焊接

4.无热位移的管道，其吊架(包括弹簧吊架)应垂直安装。有热位移的管道，吊

点应设在位移的相反方向(如下图)，位移值按设计图纸确定。两根热位移相反或位移

值不等的管道，不得使用同一吊杆。

有热位移管道吊架安装位置示意图

5.导向支架或滑动支架的滑动面应洁净平整，不得有歪斜和卡涩现象。其安装位

置应从支撑面中心向位移反方向偏移（如下图），偏移量为位移值的1/2。（位移值由设

计定）。

滑动支架安装位置示意图

6.弹簧支吊架的弹簧高度，应按设计文件规定和厂家说明书安装。弹簧的临时固

定件，应待系统安装、试压、绝热完毕后方可拆除。

7.管道安装原则上不宜使用临时支、吊架。如使用临时支吊架时，不得与正式支

吊架位置冲突，并应有明显标记。在管道安装完毕后临时支架应予拆除。

8.管道安装完毕，应按设计图纸逐个核对支、吊架的形式和位置。

9.有热位移的管道，在热负荷运行时，应及时对支、吊架进行下列检查与调整：

（1）.活动支架的位移方向、位移值及导向性能应符合设计要求；

（2）.管托按要求焊接，不得脱落；

（3）.固定支架应牢固可靠；

（4）.弹簧支吊架的安装标高与弹簧工作载荷应符合设计规定；

（5）.可调支架的位置应调整合适；

七、动设备配管

大型化工厂动设备由于本身的重要性和技术的复杂性，其配管工作的技术要求高和

难度相当大。

动设备管道安装程序见下图表。

（一）主要要求

1.遵守管道预制、安装通则和支架安装通则;

2.配管人员必须有丰富的经验和高度的责任感；

3.动设备配管要求全部氢弧焊打底；

4.管道安装前，必须经有关工程师和质检员检查确认管内的清洁度，并保证设备

内外在配管期间（包括试压和吹扫阶段）处于良好的清洁状态和良好的安全状态；

5.配管期间，最好不要将设备管接口自带的金属薄盲板拆除。若拆除设备管接口

自带的金属薄盲板不可避免，需有专人在场监视，而且要立即采取有效措施封闭接口。

总之，任何时候都不允许动设备管接口敞开暴露状态。特别对垂直朝上的动设备管接口，

更要注意。

6.机械工与管工在设备最终对中过程中，必须密切配合，保证配管不允许任何外

力作用于设备口，从而影响设备最终对中度；

7.清洗吹扫合格的管道禁止被污染；

（二）支架安装

支架安装是动设备配管质量和技术控制的重点。

1.预制和安装必须严格按管道支架图进行，因为：

⑴.任何安装位置和制作形式错误，都将影响配管施工质量，从而影响设备运转。

（2）.支架安装、调整，直接影响到压缩机中心线的是否偏离；

2.支架必须和管道预制件一起安装，不准先安装管道后装支架；

3.支架开孔不能气割，要用车床钻；

4.热膨胀管线的支架必须有适当的间隙顺利滑动；

主要设备就位工艺管道

安装完成管架完成临时管拆除

其

它

电机、泵等动设备管

找正完成道

安

装

与传动设备相连的合拢管段安装

复位

试车

传动设备管道安装程序

八、管廊管道的安装

管廊是连接公用装置到各个工艺车间以及各个工艺车间的管道的桥梁，因此，管廊

管道应尽早施工。管廊管道施工工程量主要是直管段、n型膨胀弯、保温保冷托座、固

定支架和活动支架的安装。

管廊管道的安装程序见相关图表。

管廊管道施工主要考虑以下事项：

i.遵守管道预制通则、管道安装通则和支架安装通则；

2.尽可能减少空间作业；

3.管件预制和直管段组对，要考虑运输和安装方便以及安装时吊车扒杆长度和起

吊能力；

4.按管廊层标高，从低标高层到高标高层布管；同一层标高管廊，先安装大管后

安装小管，先安装直管后安装n型膨胀弯。

5.2"以下的小管最好不要预制；重要阀门（如调节阀等）要在钢结构平台完工交

付后再安装；

6.保证管廊管道到各工艺车间的“留头”坐标位置的准确性；

7.保证保温保冷托座、固定支架和活动支架的安装形式的正确性和合理性；

管廊管道安装程序

油漆、保温

九、高塔管道的安装

一般情况下，高、大的塔设备在安装工程开始阶段就要进行吊装。在条件允许的情

况下，吊装前，尽可能给塔“穿衣戴帽塔上的配道、支架、钢结构梯子平台、油漆、

保温保冷、检验、试压等工作最大限度地在地面进行，以减少施工难度大的高空作业。

高塔管道安装程序见下列图表。

高塔管道安装程序

资料、材料、机具、

人员、措施、准备

同

一

般

管

管

道

道

预

安

制

装

、

工

检

程

验

顺

序

设备平台、

梯子制作

高塔吊装

预组装部

分拆除

V

塔找正灌浆

V

运至指定

管道复位

地点放置

完成塔上所有工作

十、地下管道安装方案

1.钢管内外壁在防腐前，都应认真进行表面除锈处理，采用电动钢丝刷人工除锈，

除锈时应清理干净浮锈，氧化铁皮、焊渣、油污等，另外还必须彻底清理除掉钢管内、

外表面所有松动或起翘的氧化皮、疏松锈皮、疏松的旧涂层和其它杂物、处理后的表面

达到St2级。根据设计要求、管道外防腐采用红丹防锈底漆+二布三油环氧沥青防腐

2.防腐用玻璃布应为干燥、脱腊、无捻、封边、网状平纹的玻璃布、当施工环境温

度小于25℃时其经纬密度为8X8。当施工环境温度为25〜35℃时，其经纬密度为10X

10o

3.沥青熬制温度控制在230C左右，最高不超过25（TC,熬制时间为3〜4小时，

且每锅料应抽样检查。底漆配制时，沥青与气油体积比例为1:2〜3。

4.表面处理合格的管材应立即进行底漆涂刷，除锈与底漆涂刷的时间间隔不能超过

6小时；热沥青的涂刷应在底漆干燥后进行，涂刷热沥青温度不得低于180t,涂刷热沥青

后应立即缠玻璃布。

5.管道外防腐时,绝对不允许管外壁潮湿和表面处理不彻底.因此当空气湿度大时应

停止防腐，防腐的环境温度尽量控制在15〜30C间进行。防腐完毕的管子应逐根进行质

量检查。

6.管沟开挖及回填：

⑴管沟开挖时，应先深后浅，先宽后窄，（管径由大到小），土方应堆放在管沟一

侧，人工开挖时，堆土高度不应该超过L5米，且距沟边缘不应该小于0.8米。挖出的

管沟，沟壁应平整，边坡坡度根据开挖土质现场确定。管沟中心线每侧净宽度不应小于

管沟槽底部开挖宽度的一半。

管沟底部开挖宽度：

b值

管道直径D1沟底宽度

非金属管道金属管道

DK500400300Dl+2b

500<D1^1000500400Dl+2b

(2)管沟回填：

管道回填时，槽底至管顶以上500mm范围内，不得含有木块及大于50mm的移、

石等硬块；在钢管防腐层周围应用细土回填，以防止防腐层的损坏，管道两侧和管顶以

上500mm范围内回填土时，应由沟槽两侧对称运入沟内；并采用轻夯压实，其压实度

不应小于87%。管沟回填时应分层夯实，其压实度不小于95%。

地下管安装程序见下列图表。

管沟测量放线

管沟开挖

防腐技术交底

十一、蒸汽伴管安装

蒸汽伴管的安装首先应按设计要求安装，在设计无明确要求的条件下，按拌热管

道的一般规范规定施工。在环境温度下，输送介质易产生结冻、凝固、粘度增高、流体

分离、腐蚀气中的水冷凝等麻烦现象的管道、设备、仪表等均要求安装蒸汽伴管伴热。

伴热管系统(如蒸汽分配站、蒸汽回收站以及伴管本身等)要求按照设计单位提供

的典型图和HOOK-UP图制作、安装。但是，由于伴管施工的时候，电气仪表盘柜等设

备大都已安装就位，这就要求伴管施工不得不考虑现场实际情况，作必要的平面和空间

布置的修改（如蒸汽分配站、蒸汽回收站的布置），避开热源对电气仪表安装件可能造

成的影响。

（一）伴热管的安装

1.水平伴热管宜安装在主管下方和靠近支架的侧面，铅垂管伴热管应均匀分布在

主管周围，如下图表所示，否则将达不到伴热效果。

伴管型水平管线铅垂管线

式单根伴管双根伴管三根伴管单根伴管双根伴管三根伴管

图示00A

图示说明:

伴管

被伴管（主管）

2.不得将伴热管直接点焊在主管上。

3.可用镀锌铁丝或不锈钢丝或绑扎带（具体选择视伴管和被伴管的材质而定）将

伴管绑扎在被伴管道上，。绑扎间距不大于1米，以便使伴管与被伴管表面（特别是不

规则的表面）有良好的接触。

对不允许与主管直接接触的伴热管，在伴热管与主管间应有隔离垫。当主管为不

锈钢、钛管、镁管，伴管为碳钢管时，隔离垫应采用氯离子含量不超过50Ppm的石棉垫,

并应采用不锈钢丝（带）等不引起渗碳的物质绑扎。

4.伴管接头不宜包藏在保温层里。当伴热管经过主管法兰或阀门时，伴热管应相

（a）伴管穿越法兰

阀门

主管

(二)蒸汽分配站、蒸汽冷凝液回收站的安装

1.蒸汽分配站的安装

(1).在只有一根伴管的情况下，如下图所示，蒸汽分配管直接从就近的蒸汽主管

引出。

3蒸汽分配管

大小头3/4"X1/2”

主蒸汽管

(2).在多根伴管的情况下，如下图所示。

分配管蒸汽来自主蒸汽管

(b)蒸汽分配管安装在地面或楼面图

注意：滑动支架和凝器系统的安装。疏水器系统的安装，要考虑疏水器更换或修理

时，能快速、容易地拆卸。

2.蒸汽冷凝液回收站的安装

蒸汽从蒸汽分配站出发经过伴管，最终回到蒸汽冷凝液回收管回收，以达到保护

人身安全和节能的目的。没有必要回收的蒸汽冷凝液，通过伴管后直接排放到污水沟或

地漏。如下图所示：

蒸汽伴管回流管蒸汽伴管回流管

(a)伴管蒸汽冷凝液直接到回收总管

(b)伴管蒸汽冷凝液直接排放到污水沟或地漏

3.从分配站到各被伴热主管和离开主管到收集站之间的伴热管安装，应排列整齐,

不宜相互跨越和就近斜穿。

十一、压力试验

(一)试压前的准备及注意事项

1.试压系统管道安装(按设计全部安装完毕，并按PID图检查无误，按平面图检

查支架安装正确无误)、焊接、无损检测、热处理等工作全部完成并经管道工程师和焊

接工程师检查确认；

2.试压系统管道的所有检查/实验记录资料齐全；

3.试压方案已经批准；

4.试压用的压力表已经校验，并在有效周检期内，其精度不得低于1.5级，表盘

的满刻度值，应为被测压力值的1.5〜2倍，且每个试压系统压力表不得少于2块。

5.压力试验前，应将系统中不能参与压力试验的阀门、设备、仪表件、爆破板等

临时拆除，必要时用短管连接；当膨胀节与系统一起参加试压时，应设临时约束装置。

6.试压过程中所加的临时盲板应挂牌标示并在试压系统图上作好标记，待试压完

毕后由专人拆除并进行清点，以防漏拆。阀门在安装过程中处于关闭状态，试压时应开

启，在试压过程中如需关闭的阀门也应挂牌标示。

7.特别强调,要求禁止进水的设备和管道,安装时要采取有效措施防水,试压过

程中,也一定要采取特殊措施,保证试压进水、排水时不得有水进入设备和管道。

8.如某些地方实在难以加盲板，可将该处的阀门作盲切断板用，但要注意试验过

程中阀门漏水。漏水一定不能进入不允许进水的设备。

9.特殊部位管道试压需编制特殊试压方案。

10.当进行水压试验时，尽量考虑在系统的高点放气，最低点排水，放气点和低点

排出的水都必须有安全去处。在压力试验前，焊口等管道连接处不得刷漆，以便试压时

检查。

11.当设备参与试压系统试压时，系统试验压力不得超过设备试验压力。特别对于

换热器，由于管程压力于壳程压力的不一致，这种情况，必须经有关工程师书面确认，

确定其试验压力，以避免损坏换热器。

12.对不能试水压而实验气压的管道，如果实验压力超过0.6MPa,必须经过设计方

或甲方同意方可进行气压实验，气压实验时必须设置警戒线，配备专职安全员，严禁无

关人员进入，确保施工安全。

（二）压力试验

试压介质及试验压力按设计要求进行。

1.液压试验应用洁净水，对奥氏体不锈钢管道或设备的试压用水，水中氯离子含

量不得超过25ppm,否则应用脱盐水进行压力试验。

液压试验应缓慢升压，待达到试验压力后，稳压10分钟，再将试验压力降至设计

压力，停压30分钟，经全面检查无渗漏、压力不降为合格。如下页图所示：

2.对气体介质的系统，当设计要求进行气压试验时，须先用空气进行0.2Mpa压

力的预试验。预试验后再进行气压试验。气压试验时，压力应缓慢升高，当升至试验压

力的50%时，进行检查，无渗漏及异常现象，继续按试验压力的10%逐级升压，直至试

验压力。稳压10分钟，再降至设计压力后，对焊口、法兰等密封面用涂刷肥皂水的方

法进行检查，以压力不降、检查无泄漏，压力试验为合格。

A

-

-

-

试-

验-

-

压-

力-

液压试验升压稳压图

3.管道系统的泄漏性依犍社官追吹扫曾税后，与投料试车前的气密试验一起进行。

重点检查压力试验后经过拆卸的部位，以涂刷皂水无泄漏为合格。

压力试验过程中，发现泄漏时不得带压处理。消除缺陷后，应重新进行试验。

十二、安全施工

根据本专业施工特点，应特别做好以下方面：

1.气割设备〈气瓶、气带、气枪等〉应完好无损，气瓶按规定放置，使用前清除周

围易燃品，使用后收起妥当存放。

2.使用砂轮机打磨或切割材料时，应稳当操作，并配带防护眼镜。

3.高空作业和高层交叉作业，应配带好安全带和安全帽，防止工具、材料等任何

物品掉落。

4.气压试验，设禁区标志。

5.带压管道，不得敲打和随意处理泄漏部位。

6.在管廊施工。施工材料放置要稳，并采取有效措施防止施工工具坠地。脚手架

和跳板的搭设要稳定牢固。

7.高塔管施工在吊装之前，如果塔已“穿衣戴帽”，应采取临时措施（加临时支架、

抱箍等）固定配管和钢结构，以利于吊装。但临时支架、抱箍等的位置能便于拆除。凡

有碍吊装的所有部件，吊装前必须拆除。

十三、现场管道材料的验收、管理

管道材料的管理是现场物资管理工作的重点。虽然，根据本工程规模，我们在现

场设立了二级库房，但我们的目的是要尽量缩短材料在二级库房的库存时间。为了避免

发生材料错用乱用、丢失损坏现象和确保不合格材料不投入使用，对材料的验收和管理

具体执行：

•《采购控制程序》(QG/CC-7.0502.05-98)

•《产品标识和可追溯性程序》(QG/CC-7.0502.08-98)

•《进货检验和试验控制程序》(QG/CC-7.0502.11-98)

•《检验和试验状态标识程序》(QG/CC-7.0502.11-98)

•《材料管理规定》

特别重视以下事项：

1.材料入库

(1).材料入库前必须按设计图纸要求，认真核对其材质，规格型号等；所有材料(管

材、管件、阀门等)都必须有材质证明书和出厂合格证。没有材质证明书，或检验不合

格，或实物与设计不符的材料分开存放，不得使用。

(2).材料验收时，须按规范要求进行外观检验，其表面应无斑疤、夹渣、裂纹、严

重锈蚀等缺陷；焊接钢管的焊缝表面不得有裂纹、气孔、瓠坑、夹渣等缺陷；钛、镁管

道表面应光滑、清洁，无针孔、裂纹和折叠等缺陷。

(3).钛、镶管道安装的阀门检验应按《阀门检验与管理规程》SH3518进行；管件、

法兰、垫片、紧固件等必须具有制造厂质量证明书、应按设计要求核对其材质、规格和

型号，其质量应符合相应标准的要求；法兰、焊环及盲板的密封面应平整光洁，不得有

毛刺和径向沟痕。

⑷.一但发现问题，应立即通知甲方代表，得到解决；

(5).验收后合格的材料入库后应分类存放整齐；小件、易丢损件和贵重材料存放在

库房内；存放在室外的材料应垫高，必要时遮盖好。

(6).确认材料的标识是否正确和清楚。

2.管道材料的管理

(1).管径6Wl%7的小管及其剩余材料，应堆放在库内或工作集装箱内的的货架上

并按材料规范标识；

(2).管径622"的管材，在室外指定的地点，分类整齐存放，并保持管端帽盖和标

识。特别对高压碳钢管、合金钢管、不锈钢钢管、钛管和镁管等的剩余材料必须作好标

识移植工作；

(3).贵重材料如钛管、镶管、高压管特别是大管径小数量的高压管管材，应存放在

特殊位置并由专人保管。下料切割这类管之前，应认真计划、认真排料，做到材尽其用，

减少剩余材料。

(4).经检验合格的钛、镖管道在储存期间，应将管口封闭，并应按规格尺寸分别放

置在垫木上，严禁与其它材质管道混堆、直接接触或碰伤。

3.管件材料的管理

(1).小管件应存放在库房内或工作集装箱内。不同材料的管件在货架上分门别类的

存放，并做好标识。

(2).大管件，在室外指定的地点，分类整齐存放，并保持管管端帽盖和标识。特别

对高压碳钢、合金钢和不锈钢钢管件的标识更应重视。

4.阀门管理

(1).阀门出库后应尽快安装，减少在现场堆存时间；

⑵.小阀门堆存在集装箱内，大阀门堆存在工作现场；

(3).阀门不能打开。阀门进出口保护盲板不能随便拆除，以防止异物进入损伤阀门；

(4).阀体上的商标名牌不能损坏和丢失。如果阀体商标名牌损坏和丢失，应立即在

阀体标记，以防止阀门错用；

5.镀锌材料(如镀锌钢管等)和碳钢管的存放，应远离不锈钢管、钛管、镇管，

以防止不锈钢、钛管、镶管被腐蚀。

上海通强设备安装有限公司西南项目部

2013年3月15日

电厂分散控制系统故障分析与处理

作者：

单位：

摘要：归纳、分析了电厂DCS系统出现的故障原因，对故障处理的过程及注意事项进行了说明。为提高分散控制

系统可靠性，从管理角度提出了一些预防措施建议，供参考。

关键词：DCS故障统计分析预防措施

随着机组增多、容量增加和老机组自动化化改造的完成，分散控制系统以其系统和网络结构的先进性、控制软件

功能的灵活性、人机接口系统的直观性、工程设计和维护的方便性以及通讯系统的开放性等特点，在电力生产过

程中得到了广泛应用，其功能在DAS、MCS、BMS、SCS、DEH系统成功应用的基础上，正逐步向MEH、BPC、

ETS和ECS方向扩展。但与此同时，分散控制系统对机组安全经济运行的影响也在逐渐增加；因此如何提高分散

控制系统的可靠性和故障后迅速判断原因的能力，对机组的安全经济运行至关重要。本文通过对浙江电网机组分

散控制系统运行中发生的几个比较典型故障案例的分析处理，归纳出提高分散系统的可靠性的几点建议，供同行

参考。

1考核故障统计

浙江省电力行业所属机组，目前在线运行的分散控制系统，有TELEPERM-ME、MOD300,INFI-90,

NETWORK-6000,MACSI和MACS-II,XDPS-400.A/LDEHWTOSAMAP-GS/C800.DEH-HIA等系统。

笔者根据各电厂安全简报记载，将近儿年因分散控制系统异常而引起的机组故障次数及定性统计于表1

设W

分U校翔系境

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城行也也台贩flr

次就比例出

2004零4041331

2003年3$113t333

282年19545317

2001412124235

表1热工考核故障定性统计

2热工考核故障原因分析与处理

根据表1统计，结合笔者参加现场事故原因分析查找过程了解到的情况，下面将分散控制系统异常（浙江省电力

行业范围内）而引起上述机组设备二类及以上故障中的典型案例分类浅析如下：

2.1测量模件故障典型案例分析

测量模件“异常”引起的机组跳炉、跳机故障占故障比例较高，但相对来讲故障原因的分析查找和处理比较容易，

根据故障现象、故障首出信号和SOE记录，通过分析判断和试验，通常能较快的查出“异常”模件。这种“异常”模

件有硬性故障和软性故障二种，硬性故障只能通过更换有问题模件，才能恢复该系统正常运行；而软性故障通过

对模件复位或初始化，系统一般能恢复正常。比较典型的案例有三种：

(1)未冗余配置的输入/输出信号模件异常引起机组故障。如有台130MW机组正常运行中突然跳机，故障首出信

号为“轴向位移大II”,经现场检查，跳机前后有关参数均无异常，轴向位移实际运行中未达到报警值保护动作值,

本特利装置也未发讯，但LPC模件却有报警且发出了跳机指令。因此分析判断跳机原因为DEH主保护中的LPC

模件故障引起，更换LPC模件后没有再发生类似故障。另一台600MW机组，运行中汽机备用盘上“汽机轴承振动

高”、“汽机跳闸”报警，同时汽机高、中压主汽门和调门关闭，发电机逆功率保护动作跳闸；随即高低压旁路快开，

磨煤机B跳闸，锅炉因“汽包水位低低“MFT。经查原因系#1高压调门因阀位变送器和控制模件异常，使调门出

现大幅度晃动直至故障全关，过程中引起#1轴承振动高高保护动作跳机。更换#1高压调门阀位控制卡和阀位变

送器后，机组启动并网，恢复正常运行。

(2)冗余输入信号未分模件配置，当模件故障时引起机组跳闸：如有一台600MW机组运行中汽机跳闸，随即高

低压旁路快开，磨煤机B和D相继跳闸，锅炉因“炉膛压力低低”MFT。当时因系统负荷紧张，根据SOE及DEH

内部故障记录，初步判断的跳闸原因而强制汽机应力保护后恢复机组运行。二日后机组再次跳闸，全面查找分析

后，确认2次机组跳闸原因均系DEH系统三路“安全油压力低”信号共用一模件，当该模件异常时导致汽轮机跳闸，

更换故障模件后机组并网恢复运行。另一台200MW机组运行中，汽包水位高I值，II值相继报警后MFT保护动

作停炉。查看CRT上汽包水位，2点显示300MM,另1点与电接点水位计显示都正常。进一步检查显示300MM的

2点汽包水位信号共用的模件故障，更换模件后系统恢复正常。针对此类故障，事后热工所采取的主要反事故措

施，是在检修中有针对性地对冗余的输入信号的布置进行检查，尽可能地进行分模件处理。

(3)一块I/O模件损坏，引起其它I/O模件及对应的主模件故障：如有台机组“CCS控制模件故障”及“一次风压

高低”报警的同时，CRT上所有磨煤机出口温度、电流、给煤机煤量反馈显示和总煤量百分比、氧量反馈，燃料

主控BTU输出消失，F磨跳闸(首出信号为“一次风量低4分钟后CRT上磨煤机其它相关参数也失去且状态

变白色，运行人员手动MFT(当时负荷410MW)。经检查电子室制粉系统过程控制站(PCU0I柜MOD4)的电源

电压及处理模件底板正常，二块MFP模件死机且相关的一块CSI模件((模位1-5-3,有关F磨CCS参数)故障

报警，拔出检查发现其5VDC逻辑电源输入回路、第4输出通道、连接MFP的I/O扩展总线电路有元件烧坏(由

于输出通道至BCS(24VDC),因此不存在外电串入损坏元件的可能)。经复位二块死机的MFP模件，更换故障

的CSI模件后系统恢复正常。根据软报警记录和检查分析，故障原因是CSI模件先故障，在该模件故障过程中引

起电压波动或I/O扩展总线故障，导致其它I/O模件无法与主模件MFP03通讯而故障，信号保持原值，最终导致

主模件MFP03故障(所带A-F磨煤机CCS参数)，CRT上相关的监视参数全部失去且呈白色。

2.2主控制器故障案例分析

由于重要系统的主控制器冗余配置，大大减少了主控制器“异常”引发机组跳闸的次数。主控制器“异常”多数为软

故障，通过复位或初始化能恢复其正常工作，但也有少数引起机组跳闸，多发生在双机切换不成功时，如：

(1)有台机组运行人员发现电接点水位计显示下降，调整给泵转速无效，而CRT上汽包水位保持不变。当电接

点水位计分别下降至甲-300mm,乙-250mm,并继续下降且汽包水位低信号未发，MFT未动作情况下，值长令手

动停炉停机，此时CRT上调节给水调整门无效，就地关闭调整门；停运给泵无效，汽包水位急剧上升，开启事故

放水门，甲、丙给泵开关室就地分闸，油泵不能投运。故障原因是给水操作站运行DPU死机，备用DPU不能自

启动引起。事后热工对给泵、引风、送风进行了分站控制，并增设故障软手操。

(2)有台机组运行中空预器甲、乙挡板突然关闭，炉膛压力高MFT动作停炉；经查原因是风烟系统I/O站DPU

发生异常，工作机向备份机自动切换不成功引起。事后电厂人员将空预器烟气挡板甲1、乙1和甲2、乙2两组控

制指令分离，分别接至不同的控制站进行控制，防止类似故障再次发生。

2.3DAS系统异常案例分析

DAS系统是构成自动和保护系统的基础，但由于受到自身及接地系统的可靠性、现场磁场干扰和安装调试质量的

影响，DAS信号值瞬间较大幅度变化而导致保护系统误动，甚至机组误跳闸故障在我省也有多次发生，比较典型

的这类故障有：

(1)模拟量信号漂移：为了消除DCS系统抗无线电干扰能力差的缺陷，有的DCS厂家对所有的模拟量输入通道

加装了隔离器，但由此带来部分热电偶和热电阻通道易电荷积累，引起信号无规律的漂移，当漂移越限时则导致

保护系统误动作。我省曾有三台机组发生此类情况(二次引起送风机一侧马达线圈温度信号向上漂移跳闸送风机,

联跳引风机对应侧)，但往往只要松一下端子板接线(或拆下接线与地碰一下)再重新接上，信号就恢复了正常。

开始热工人员认为是端子柜接地不好或者I/O屏蔽接线不好引起，但处理后问题依旧。厂家多次派专家到现场处

理也未能解决问题。后在机组检修期间对系统的接地进行了彻底改造，拆除原来连接到电缆桥架的AC、DC接地

电缆；柜内的所有备用电缆全部通过导线接地；UPS至DCS电源间增加1台20kVA的隔离变压器，专门用于系

统供电，且隔离变压器的输出端N线与接地线相连，接地线直接连接机柜作为系统的接地。同时紧固每个端子的

接线；更换部份模件并将模件的软件版本升级等。使漂移现象基本消除。

(2)DCS故隙诊断功能设置不全或未设置。信号线接触不良、断线、受干扰，使信号值瞬间变化超过设定值或超

量程的情况，现场难以避免，通过DCS模拟量信号变化速率保护功能的正确设置，可以避免或减少这类故障引起

的保护系统误动。但实际应用中往往由于此功能未设置或设置不全，使此类故障屡次发生。如一次风机B跳闸引

起机组RB动作，首出信号为轴承温度高。经查原因是由于测温热电阻引线是细的多股线，而信号电缆是较粗的

单股线，两线采用绞接方式，在震动或外力影响下连接处松动引起轴承温度中有点信号从正常值突变至无穷大引

起（事后对连接处进行锡焊处理）。类似的故障有：民工打扫现场时造成送风机轴承温度热电阻接线松动引起送风

机跳闸；轴承温度热电阻本身损坏引起一次风机跳闸；因现场干扰造成推力瓦温瞬间从99。突升至117，C,1秒

钟左右回到99℃,由于相邻第八点已达85℃,满足推力瓦温度任一点105℃同时相邻点达85℃跳机条件而导致机

组跳闸等等。预防此类故障的办法，除机组检修时紧固电缆和电缆接线，并采用手松拉接线方式确认无接线松动

外，是完善DCS的故障诊断功能，对参与保护连锁的模拟量信号，增加信号变化速率保护功能尤显重要（一当信

号变化速率超过设定值，自动将该信号退出相应保护并报警。当信号低于设定值时，自动或手动恢复该信号的保

护连锁功能）。

（3）DCS故障诊断功能设置错误：我省有台机组因为电气直流接地，保安1A段工作进线开关因跳闸，引起挂在

该段上的汽泵A的工作油泵A连跳，油泵B连锁启动过程中由于油压下降而跳汽泵A,汽泵B升速的同时电泵

连锁启动成功。但由于运行操作速度过度，电泵出口流量超过量程，超量程保护连锁开再循环门，使得电泵实际

出水小，B泵转速上升到5760转时突然下降1000转左右（事后查明是抽汽逆止阀问题），最终导致汽包水位低低

保护动作停炉。此次故障是信号超量程保护设置不合理引起。一般来说，DAS的模拟量信号超量程、变化速率大

等保护动作后，应自动撤出相应保护，待信号正常后再自动或手动恢复保护投运。

2.4软件故障案例分析

分散控制系统软件原因引起的故障，多数发生在投运不久的新软件上，运行的老系统发生的概率相对较少，但一

当发生，此类故障原因的查找比较困难，需要对控制系统软件有较全面的了解和掌握，才能通过分析、试验，判

断可能的故障原因，因此通常都需要厂家人员到现场一起进行。这类故障的典型案例有三种：

（1）软件不成熟引起系统故障：此类故障多发生在新系统软件上，如有台机组80%额定负荷时，除DEH画面外

所有DCS的CRT画面均死机（包括两台服务器），参数显示为零，无法操作，但投入的自动系统运行正常。当时

采取的措施是：运行人员就地监视水位，保持负荷稳定运行，热工人员赶到现场进行系统重启等紧急处理，经过

30分钟的处理系统恢复正常运行。故障原因经与厂家人员一起分析后，确认为DCS上层网络崩溃导致死机，其过

程是服务器向操作员站发送数据时网络阻塞，引起服务器与各操作员站的连接中断，造成操作员站读不到数据而

不停地超时等待，导致操作员站图形切换的速度十分缓慢（网络任务未死）。针对管理网络数据阻塞情况，厂家修

改程序考机测试后进行了更换。另一台机组曾同时出现4台主控单元“白灯”现象，现场检查其中2台是因为A机

备份网停止发送，1台是A机备份网不能接收，1台是A机备份网收、发数据变慢（比正常的站慢几倍）。这类故

障的原因是主控工作机的网络发送出现中断丢失，导致工作机发往备份机的数据全部丢失，而双机的诊断是由工

作机向备份机发诊断申请，由备份机响应诊断请求，工作机获得备份机的工作状态，上报给服务器。由于工作机

的发送数据丢失，所以工作机发不出申请，也就收不到备份机的响应数据，认为备份机故障。临时的解决方法是

当长时间没有正确发送数据后，重新初始化硬件和软件，使硬件和软件从一个初始的状态开始运行，最终通过更

新现场控制站网络诊断程序予以解决。

(2)通信阻塞引发故障：使用TELEPERM-ME系统的有台机组，负荷300MW时，运行人员发现煤量突减，汽机

调门速关且CRT上所有火检、油枪、燃油系统均无信号显示。热工人员检杳发现机组EHF系统一柜内的I/OBUS

接口模件ZT报警灯红闪，操作员站与EHF系统失去偶合，当试着从工作站耦合机进入OS250PC软件包调用EHF

系统时，提示不能访问该系统。通过查阅DCS手册以及与SIEMENS专家间的电话分析讨论，判断故障原因最大

的可能是在三层CPU切换时，系统处理信息过多造成中央CPU与近程总线之间的通信阻塞引起。根据商量的处

理方案于当晚11点多在线处理，分别按三层中央柜的同步模件的SYNC键,对三层CPU进行软件复位:先按CPU1

的SYNC键，相应的红灯亮后再按CPU2的SYNC键。第二层的同步红灯亮后再按CPU3的同步模件的SYNC键，

按3秒后所有的SYNC的同步红灯都熄灭，系统恢复正常。

(3)软件安装或操作不当引起：有两台30万机组均使用ConductorNT5.0作为其操作员站，每套机组配置3个

SERVER和3个CLIENT,三个CLIENT分别配置为大屏、值长站和操作员站，机组投运后大屏和操作员站多次死

机。经对全部操作员站的SERVER和CLIENT进行全面诊断和多次分析后，发现死机的原因是：1)-•台SERVER

因趋势数据文件错误引起它和挂在它上的CLIENT在当调用趋势画面时画面响应特别缓慢(俗称死机)。在删除该

趋势数据文件后恢复正常。2)-台SERVER因文件类型打印设备出错引起该SERVER的内存全部耗尽，引起它和

挂在它上的CLIENT的任何操作均特别缓慢，这可通过任务管理器看到DEV.EXE进程消耗掉大量内存。该问题通

过删除文件类型打印设备和重新组态后恢复正常。3)两台大屏和工程师室的CLIENT因声音程序没有正确安装，

当有报警时会引起进程CHANGE.EXE调用后不能自动退出，大量的CHANGE.EXE堆积消耗直至耗尽内存，当

内存耗尽后，其操作极其缓慢(俗称死机)。重新安装声音程序后恢复正常.此外操作员站在运行中出现的死机现

象还有二种：一种是鼠标能正常工作，但控制指令发不出，全部或部分控制画面不会刷新或无法切换到另外的控

制画面。这种现象往往是由于CRT上控制画面打开过多，操作过于频繁引起，处理方法为用鼠标打开VMS系统

下拉式菜单，RESET应用程序，10分钟后系统一般就能恢复正常。另一种是全部控制画面都不会刷新，键盘和鼠

标均不能正常工作。这种现象往往是由操作员站的VMS操作系统故障引起。此时关掉OIS电源，检查各部分连

接情况后再重新上电。如果不能正常启动，则需要重装VMS操作系统；如果故障诊断为硬件故障，则需更换相应

的硬件。

(4)总线通讯故隙：有台机组的DEH系统在准备做安全通道试验时，发现通道选择按钮无法进入，且系统自动

从“高级”切到“基本级”运行，热控人员检查发现GSE柜内的所有输入/输出卡(CSEA/CSEL)的故障灯亮，经复归

GSE柜的REG卡后，CSEA/CSEL的故障灯灭，但系统在重启“高级”时，维护屏不能进入到正常的操作画面呈死

机状态。根据报警信息分析，故障原因是系统存在总线通讯故障及节点故障引起。由于阿尔斯通DEH系统无冗余

配置，当时无法处理，后在机组调停时、通过对基本级上的REG卡复位，系统恢复了正常。

（5）软件组态错误引起：有台机组进行#1中压调门试验时，强制关闭中间变量IV1RC0信号，引起#1-#4中压调

门关闭，负荷从198MW降到34MW,再热器压力从2.04MP升到4OMpa,再热器安全门动作。故障原因是厂家的

DEH组态，未按运行方式进行，流量变量本应分别赋给IV1RCO-IV4RCO,实际组态是先赋给IV1RC0,再通过

IV1RC0分别赋给IV2RCO-IV4RCO。因此当强制IV1RCO=0时，所有调门都关闭，修改组态文件后故隙消除。

2.5电源系统故障案例分析

DCS的电源系统，通常采用1:1冗余方式（一路由机组的大UPS供电，另一路由电厂的保安电源供电），任何一

路电源的故障不会影响相应过程控制单元内模件及现场I/O模件的正常工作。但在实际运行中，子系统及过程控

制单元柜内电源系统出现的故障仍为数不少，其典型主要有：

（1）电源模件故障：电源模件有电源监视模件、系统电源模件和现场电源模件3种。现场电源模件通常在端子板

上配有熔丝作为保护，因此故障率较低。而前二种模件的故障情况相对较多：1）系统电源模件主要提供各不同等

级的直流系统电压和I/O模件电压。该模件因现场信号瞬间接地导致电源过流而引起损坏的因素较大。因此故障

主要检查和处理相应现场I/O信号的接地问题，更换损坏模件。如有台机组负荷520MW正常运行时MFT,首出

原因“汽机跳闸"。CRT画面显示二台循泵跳闸，备用盘上循泵出口阀＜86。信号报警。5分钟后运行巡检人员就地

告知循泵A、B实际在运行，开关室循泵电流指示大幅晃动且A大于B。进一步检查机组PLC诊断画面，发现控

制循泵A、B的二路冗余通讯均显示“出错”。43分钟后巡检人员发现出口阀开度小就地紧急停运循泵A、B。事后

查明A、B两路冗余通讯中断失去的原因，是为通讯卡提供电源支持的电源模件故障而使该系统失电，中断了与

PLC主机的通讯，导致运行循泵A、B状态失去，凝汽器