热工自动化仪表的应用原理及故障维护

刘鹏宇

（大庆石油天然气有限公司天然气分公司，大庆 163000）

热工自动化仪表的应用原理及故障维护

刘鹏宇

（大庆石油天然气有限公司天然气分公司，大庆 163000）

本文就介绍现有的几种比较常用的热工自动化仪表，并着重分析这几种热工自动化仪表的应用原理和可能出现内部故障的原因，从而提出相应的故障维护建议，希望能够有效避免这些仪表在使用过程中出现一些问题，从而保证自动化电厂运行的安全性和经济性。

热工自动化仪表 应用原理 故障维修

1 常见的热工自动化仪表的应用原理

伴随着近年来我国工业科技的不断改革与创新，应不同工业生产的需求，生产了各种具有明显针对性作用的热工自动化仪表。所以，可以说目前我国自动化电厂所使用的热工自动化仪表五花八门，所能够应用的作业环境也不尽相同。本文针对一些比较常见的热工自动化仪表进行简单介绍。

1.1 测温仪表

测温仪表主要有热电偶温度计和热电阻温度计。粮种热工自动化仪表都能够辅助自动化电厂进行温度测量。其中，热电偶温度计又有标准热电偶仪表和非标准热电偶仪表之分。热电偶温度计顾名思义主要是由感受件热电偶以及用于测量热电偶产生电势的二次仪表组成。在一定的条件下，热电偶产生的电势与热电偶周围温度会有一个明确的函数关系，而组成热电偶温度计的二次仪表所产生的数值实际上就是热电偶附近的被测温度。在自动化电厂中，热电偶温度计一般用于测量锅炉烟气温度、锅炉汽包温度等。而这些环境都有一个共同的特点，就是都处于高温环境。所以，热电偶温度计适用于高温环境下的温度测量。而在低温环境下进行温度测量，热电偶温度计的精准度相对较差，这时往往会选择热电阻温度计。热电阻温度计能够测量的温度跨度高达700多摄氏度，一般用热电阻、连接导线、测量电阻值的仪表构成。一些金属在不同温度下的电阻值不尽相同，而热电阻温度计就是利用一些金属的这一特性来达到测量温度的目的。一般，常用的热电阻温度计有铂热电阻和铜热电阻两种。

1.2 测压仪表

常用测压仪表主要有膜盒微压计、波纹管压力计、扩散硅式压力变送器等。这些仪表能够有效测量自动化电厂锅炉系统所承受的压力。以膜盒微压计来讲，其被广泛应用在锅炉的送风系统、制粉系统等环节的压力测量上。当测压仪表所测截止通过取压管而进入薄膜盘后，就会导致膜盒的自由端被迫发生位移，并带动微压计中相应的传动机构，从而使仪表盘上显示出压力值。可见，膜盒微压计的测压原理相对简单，造价也相对便宜，因此被广泛应用于自动化电厂的压力测量。而波纹管压力计则是将波纹管和弹簧拼构成波纹管室。这个波纹管室是整个压力计最为关键的测量元件。当被测压力通过接头的毛细管进入波纹管室后，波纹管室的底部会由于压力挤压的关系而向上移动，进而带动相应的传动机构促使仪表盘的指针偏转，进而读出所要测量的压力的实际数值。一般来说，波纹管压力计是被应用于测量锅炉蒸汽压力的。最后，还有一种比较常见的压力测量计就是扩散硅式压力变送器。这是一种电阻应变式的变送器，利用集成电路通过扩散工艺使硅基片变成电阻。然后，再根据电阻的变化与被测压力之间所具有的科学关系来测量被测压力。之所以选择硅基片作为主要的材料，一方面是因为硅是一种良好的半导体材料，也是用作电阻的主要材料。而另一方面则是因为单晶硅拥有非常良好的弹性性能，且在发生弹变后的弹性滞后和蠕变相较于其他材料要小得多。这就意味着单晶硅所具有的压阻效应会远远超出其他材料，所以利用单晶硅作为扩散硅式压力变送器的核心材料，能够保证该压力计拥有更高的精准度。一般来讲，扩散硅式压力变送器都会用来测量高压蒸汽的压力。

1.3 流量仪表

流量仪表通常有容积式容量仪表、差压式容量仪表等。容积式流量仪表通过仪表表体中具有的不停转动的转子的计数来测定待测物质的流量。这主要是因为这些转子本身就具有计量溶剂的作用，而且当流体的流量越大时，这些转子的速度也就越快。目前，容积式流量计有托原齿轮流量计和旋转活塞式流量计等。这些流量计由于具有不同的特性，所以通常会应用到不同的流体容积测量。差压式流量仪表也是测量流量容积的一种有效仪表。它是利用流体流动过程中产生的差压和流速之间所具有的一定关系来测定流量。当流体进入到差压式容量仪表中时，节流元件的前后都会产生不同的静压力，而差压式容量仪表可以通过测量这种静压力的差值来测定流体的流量。使用过程中，差压式测量仪表还有弯管流量计、皮托管流量计之分。

2 热工自动化仪表的故障及维修

作为热工测量仪器，热工自动化仪表在自动化电厂运作的过程中起到的作用不言而喻。所以，要想保障自动化电厂能够按照合理的需求进行运转，就必须保证这些热工自动化仪表不会出现故障或损毁。任何的热工自动化仪表出现问题，都可能导致自动化电厂系统的一个环节出现问题，进而导致整个自动化电厂的运作瘫痪，甚至可能形成安全隐患。虽然说现代科学技术让这些热工自动化测量仪表的可靠性大大提高，但是自动化电厂的实际运作过程中许多因素是无法掌控的。换句话来说，在使用过程中，任何环境因素或者外力因素的变化都会导致这些仪表发生故障，从而带来安全隐患。一般来说，如果去除这些热工自动化仪表本身具有的故障，可能出现故障的原因主要有仪表密封出现额外难题、维护和修理出现问题、仪器震动问题、认为破坏等。就概率来讲，热工自动化仪表的故障大部分是因为密封问题而产生。自动化仪表的电缆接线应该是被密封处理的，以保证仪表内部的电路不会因为雨水或者其他液体的浸入而产生故障。所以，在面对密封问题时，必须要切实注意密封处理的严密性，确保不会有液体进入电路中导致其产生故障。除此之外，还必须要保证这些热工自动化仪表的进线电缆的接头必须要相互匹配。在安装的过程中，要按照一定的规范来拧紧密封接头。否则，如果密封接头暴露在外，势必会造成一定的安全隐患。所以，通常情况下，如果在热工自动化仪表安装的时候不能够确保安装的严密性，则可以用硅胶和玻璃胶封死接口，以确保仪表的严密性。

3 结语

综上，热工自动化仪表具有严密性和精密性，在进行保管和维护过程中必须要慎之又慎。热工自动化仪表是自动化电厂运行的主要依据，只有保障这些自动化仪表的正常运行，才能够保障自动化电厂运行的安全性和可靠性。虽然说在实际作业过程中热工自动化仪表的故障多源于密封不牢固，但也不排除人为破坏的可能。所以，在对热工自动化仪表进行管理时，必须要形成系统，构成体系，保证定期对热工自动化仪表进行维护，且对维护结果予以验证。

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[3]倪晓峰.浅议自动化仪表的日常维护及常见故障分析[J].广西轻工业，2015，（5）.

[4]丘梅，黄世光，黄华祥.自动化在线检测仪表在污水处理中的应用[J].给水排水，2013，（5）.

Application Principle and Fault Maintenance of Thermal Automation Instrumentation

LIU Pengyu
(Natural Gas Branch of Daqing Petroleum and Natural Gas Company, Daqing 163000)

This article describes the several commonly used thermal automation instruments, and focus on analysis The principle of application of these thermal automatic instrumentation and the possible causes of internal failure to propose the corresponding fault maintenance recommendations, hoping to effectively avoid the use of these instruments in the process of some problems, so as to ensure the safety of automated power plant operation and economic .

thermal automation instrument, application principle, fault repair