探究热工自动化仪表出现故障的原因及维护措施

张月飞

（内蒙古蒙东能源有限公司，内蒙古自治区 呼伦贝尔 021000）

近年来，我国在自动化领域取得了令人瞩目的成就，自动化技术已经成熟并广泛应用于各个领域。特别是在工业领域，自动化仪表的使用显著提高了工业生产水平。然而，当前社会的快速发展增加了对工业产品的需求，进一步扩大了工业生产规模，为了确保工业生产过程中良好的控制效果，对测控仪表和控制系统也提出了更高的要求。将自动化仪表及智能化控制系统应用到工业生产中势在必行，在这样的情况下，对工业自动仪表及控制系统智能化进行深入分析，有着非常积极的现实意义。

一、热工仪表自动化简述

在工业生产中，为获取准确的温度、压力、流量等设备工艺状态参数，通常设计有热工仪表系统，其包含有多种功能性表计、校验等装置，如管路仪表、热工信号校验仪、程控仪等。而且各装置间由通信电缆相连，在生产控制中作用显著。同时，电子信息、自动化技术与热工仪表的融合，使其更具技术性及智能化的特点，热工仪表功能及设计也更加精密。在进行设备检测及状态识别时，热工仪表基本可实现自动、精确、智能控制，热工参数的获取也更为高效、可靠。不仅可对设备及工艺异常进行及时精准反馈，而且热工仪表还具有自适应功能，使工况处于可控范围。在安全、经济、高品质的生产中，热工仪表自动化应用发挥着关键性作用，应予以重视。

二、仪表自动化控制系统常见故障

（一）密封故障

在工业生产中，为了获得温度、压力、流量等设备的准确过程状态，通常会设计一个热仪表系统，该系统包括各种功能仪表和校准装置，如管道仪表、热信号校准器、程序控制器等。如果没有好密封，在运行过程中水汽等会进入到仪表的内部，在潮湿的环境下，仪表内的金属元件容易出现腐蚀，不仅会影响到仪表的准确性，而且还会缩短其使用寿命，甚至会出现电源短路的问题，对工厂的正常生产造成不利的影响。出现这类故障的原因主要有两类：一方面，厂家为了压缩成本，没有做好密封处理，或者工厂为了压缩采购成本，采购时没有对质量进行严格的控制；另一方面，工作人员在进行热控仪表的安装时，没有采用与仪表相匹配的密封垫圈或者安装不规范，导致仪表的密封性较差。

（二）接线松动

在发电厂中，热控仪表需要对发电设备进行实时全方位的监控，所以热控仪表通常需要安装在发电设备附近，因为很多发电设备在运行过程中都会有振动，而这种振动会对热控仪表产生影响，以及其它外力的作用，热控仪表容易出现接线松动、螺栓松动等方面的问题，导致仪表接触不良，影响其运行效果。在振动的影响下，可能会导致焊接部位失效，出现裂缝等，导致热控仪表不能够正常运行。相关数据显示，由于振动导致导线接触不良是热控仪表常见故障，可以占到热控仪表故障总数的30%。

（三）误操作和误整定

目前火电厂使用的热控仪表中有很多智能仪表，使用时需要设置工作参数和用途。然后才能够正常运行。在实际应用过程中，其工作参数受到运行方式的影响，需要根据不同的运行参数来进行调整和操作，如果存在误操作或者是误整定等情况，可能会导致仪表不能够正常工作。

三、仪表自动化设备故障的维护

（一）预防性维护

为了有效控制仪表自动化设备的故障，企业通常采用预防性维护方法，将所有故障扼杀在摇篮中。采用TNP 管理模式可以规范仪器设备的运行管理，不断优化升级设备生产维护管理水平，使仪表自动化设备能够实现平稳运行。在使用预防性维护措施的时候，维护人员需要全面掌握设备操作的客观规律，从而使设备操作应用规范变得更加规范、科学。在对仪表自动化设备实施科学化管理的过程中，需要不断地规范设备操作、维护和保养的相关制度，从而使设备故障的发生几率得到高效控制。

（二）巡回检查法

通过热控仪表的巡视检查，可以及时发现热控仪表的隐患。为确保巡视无遗漏，应对辖区内所有热控仪表进行清点，编制热控仪表设备信息台账和巡视检查表。根据巡回检查表对所有仪表进行定期检查，检查过程中应重点以下几方面内容：1.检查现场一次仪表显示的数值和集控室DCS 画面数值，确认是否一致；检查 DCS 画面上调节器输出指示和就地调节阀阀位指示是否一致。2.检查电源电压，通过万用表对仪表的电压进行检测，确认电压是否正常。3.检查仪表的保障设备是否正常运行，包括防雨防淋设备和保温设备等。4.接头位置检查，重点检查仪表和连接件接头位置，确认是否出现了损坏、腐蚀以及泄漏等方面的问题。5.检查仪表是否完整，具体内容包括铭牌是否完好；零部件是否齐全；确认螺丝、二次插头、端子接线的牢固情况；检查密封是否良好；检查仪表调节旋钮的位置，确认其是否满足实际的使用需求。6.检查仪表指示参数，确认其是否处于正常范围。如某温度传感器，在正常工作时应保持在460℃，突然示数出现变化，则可以判断其出现了故障。7.对仪表和环境的情况进行检查，具体包括检查仪表的清洁程度，连接管线支撑牢固情况，介质流向标识是否正确和相关标识是否准确、清晰、完整。

（三）保温伴热设备检查法

温度对热控仪表的运行有很大的影响。中国北方冬天气温低。因此，火电厂冬季通常采用保温伴热设备，以保证热控仪表处于合适的温度，从而保证热控仪表的正常运行。而在温度较低时保温伴热设备一旦出现故障，会导致热控仪表出现故障，因此加强保温伴热设备的检查是非常重要的。保温伴热设备的检查通常采用以下方法：1.检查保温材料，确认其是否出现了脱落或者损坏等情况，包括仪表设备的保温材料，以及导压管线等的保温材料。2.检查伴热设备，确认其是否正常运行，具体的检查方式包括通过触摸法检查保温箱的伴热带的运行情况，是否在发热；检查温度传感器，确认其安装位置是否正确；温度设定旋钮指示值是否正常。3.检查蒸汽伴热情况，确认其是否正常。对于采用蒸汽伴热的仪表应特别注意，应根据仪表表面温度的实际情况，对伴热蒸汽的流量进行实时调节，确认温度适宜；若出现疏水器连续排气的情况，表明此时的蒸汽流量较大，应调节阀门降低蒸汽流量；若疏水器较长时间都未进行排气，则应加大蒸汽流量，避免仪表导压管内介质出现凝结，确保仪表可以正常运行。

（四）停用排查法

当出现仪表故障或全厂停车检修时，应对热控仪表进行停机、检查和修理，并遵循以下程序：1.与操作人员沟通，与操作人员达成一致，采取停车措施。2.在进行故障仪表、元件等的拆除之前，应将仪表电源、气源等关闭；在拆卸过程中，应注意拆卸不同类型的仪表，应根据仪表的性质采取针对性的措施；若进行热电偶、热电阻等元件拆卸时，应做好防止线缆短路造成控制单元电路板烧坏的措施，具体的措施是应用绝缘胶布等对电缆线芯接头位置进行包缠；在进行压力变送器、压力表等的拆卸时，应采取措施防止出现取压口堵塞的情况，避免出现局部憋压的情况，正确的操作是先将所有阀门关闭，开启排污门排污泄压之后，应关闭二次阀门，松动安装接头，排气，排残液，待排完后再卸下仪表；在进行气动仪表和电气阀门定位器等的拆卸时，必须要先将气源关闭，确保完全卸压后再松开过滤器减压阀接头；在拆卸仪表时，应做好标识，避免回装时混淆，导致量程不同的仪表出现混装。3.在进行涉及连锁逻辑仪表的拆卸时，应将阀门等切换至“手动”，然后再进行拆卸。

（五）热控控制逻辑优化

在对多种因素引起的热控保护系统误动作的曲线图像的数据研究中发现，大多数误动作现象与外界干扰等环境因素密切相关，如挡板卡死、开关接触不良等。为了解决错误触发问题，需要加强热控逻辑的优化。首先，机组跳闸主要是受设备故障、控制逻辑不健全、单个部件故障等方面的影响。对此，在新机组的热控控制逻辑设计工作当中，设计人员应当加强对容错逻辑设计策略的应用，从控制逻辑的角度实现对电厂热控系统运行过程中零件、设备等方面的多发性故障问题的防治。与此同时，在对电厂热控系统中的机组设备进行检修时，技术人员采取这一方式优化维修工序，提高逻辑容错措施的应用价值，使得多重逻辑错误问题都能够得到避免，从而达成防止热控保护系统误动现象的目的。其次，为进一步规避热控保护系统的误动现象，提高电厂热控系统技术应用的可靠性，运行机组应当利用论证确认法针对连锁信号的取样点实施检测确认，并且以系统中的硬件和逻辑条件等作为基础，实施着重的评估分析，通过深度挖掘的方式让其中存在的问题能够被及时地发现并解决，从而达成提高系统运行的稳定性，规避误动现象发生几率的目的。

（六）日常维护

在大多数工业企业的设备自动化系统维护中，仪表自动化设备的日常维护占据核心地位。从客观的角度来看，高科技的维修工作可以将设备故障的概率控制在最小范围内，大幅度地提升投资收益，使企业生产效率得到保证。现代生产企业在对仪表自动化设备维护的时候，采取的主要方式为巡回检查，该维护方式可以实现设备故障的早发现、早处理，确保所有设备能够实现正常的运行。伴随着科学技术水平的快速发展，企业的生产规模也在逐渐地扩大，传统的维护方式已经不能满足现在的生产需求，于是多种仪表协调作业模式应运而生。假如只维护和调整一种仪表，就会使其整体的协调性出现大幅度降低。有些仪表出现的故障具有较强的间歇性和间断性，在检查的过程中无法直观发现，这就给仪表自动化设备维护工作带来了一定的难度。现代化生产企业的转型速度比较快，新型的生产设备类型层出不穷，使巡回检查的难度与日俱增，因此，仪表自动化设备维护也发展到了瓶颈期。在仪表自动化设备日常维护的过程中，分级维护可以发挥较好的作用，主要是因为不同阶段的维护和要求的针对性都比较强，科学划分设备类型，使用不同的维护级别完成设备维护情况，从而使日常设备维护的针对性得到全面的体现。在创建维护系统的时候，区域主管要定期检查所有的设备，责任落实到人，不断地提高设备维护质量。在维护特殊关键的设备时，需要高度重视其稳定性，采取分级管理的模式，突破重难点，不断地提升仪表自动化设备的维护水平和设备管理的针对性。

结束语：热控仪表在火电厂的运行中起着非常重要的作用。有必要加强热控仪表故障特性的研究。通过对火电厂热控仪表故障原因的深入分析，有针对性地采取措施，尽早排查发现火电厂设备故障。本文从密封故障、接线松动、误操作和误整定等方面，分析了热控仪表故障的原因，并且从预防性维护、巡回检查、保温伴热检查、仪表停用排查、日常维护等方面来完成自动化设备的维护。并不断优化热控控制逻辑，进一步加强对火电厂热控仪表故障的排查。