热工仪表故障及处理策略

田连波

（山东海化能源有限公司热力电力分公司，潍坊 262737）

热工仪表包括压力测量仪表、温度测量仪表和流量测量仪表等，可用于精确测量和控制设备的压力、温度、流量等各种参数。热工仪表故障会影响生产过程中设备的正常运行，甚至引发安全事故[1]。因此，对热工仪表故障的处理极为重要。不同的故障需要采用不同的策略进行处理，文章结合不同故障进行深入分析[2]。

1 热工仪表概述

热工仪表是用于测量、控制和显示温度、压力、流量、液位等热工参数的仪表设备，由传感器、信号处理器、显示器及通信接口等部分组成。传感器负责将热工参数转换为电信号，信号处理器可以对信号进行处理，显示器用于显示测量结果，通信接口则负责与其他设备交换数据。

热工仪表具有高精度、可靠性高、易于操作和维护、抗干扰能力强、通信兼容性好、多功能等优点，因此应用于多个领域。第一，高精度。现代热工仪表采用先进的传感器和信号处理技术，具有高精度测量的能力。第二，可靠性高。热工仪表采用优质材料和精密制造工艺，保证了设备的可靠性和稳定性。第三，易于操作和维护。热工仪表设计简洁，操作界面友好，便于操作和维护。第四，抗干扰能力强。热工仪表具有抗干扰能力强，能在恶劣的工业环境中正常工作。第五，通信兼容性好。现代热工仪表具备通信接口，可以方便地与其他设备进行数据交换和远程控制。第六，多功能。热工仪表具备数据采集、处理、存储、报警等多种功能，可满足不同应用场景的需求。

2 热工仪表故障的不良影响

热工仪表在运行过程中会受到多种因素的影响，从而出现各种故障。这些故障可能带来很多不良影响。第一，运行数据不准确。热工仪表故障可能导致测量数据不准确，影响电厂运行人员对设备状态和工艺过程的判断，导致其做出错误决策，从而降低电厂的运行效率和安全性。第二，设备运行异常。热工仪表故障会使设备运行处于异常状态，而运行人员可能无法及时发现，导致设备损坏、生产中断，甚至引发安全事故。第三，存在安全生产隐患。在高温、高压、有毒有害等特殊环境下，故障的热工仪表可能成为安全生产隐患，引起严重的安全事故。第四，维护成本增加。热工仪表故障需要进行修复或更换，从而增加维护成本。同时，故障仪表的修复过程可能会影响企业的正常运行。

3 热工仪表故障处理需遵循的原则

遵循一定的故障处理原则可以使处理问题的过程更加高效，避免出现重复或无效的操作，同时保证处理问题的质量，减少错误和遗漏。热工仪表故障处理过程中，需要遵循5 条原则。第一，安全性原则。在处理故障过程中，始终把人身安全和设备安全放在首位。对于可能存在安全隐患的故障，立即采取相应措施进行处理，确保生产过程的安全。第二，及时性原则。发现热工仪表故障后尽快处理，避免故障扩大，减少故障对生产过程的影响。第三，可行性原则。在处理故障过程中考虑现有的技术条件、设备条件和人员条件，确保所采取的处理措施可行，同时具有可操作性和实用性。第四，经济性原则。尽量选择经济适用的处理方法，降低维修成本。在选择维修方案时，应对各种方案进行经济技术比较，选择最优方案。第五，记录总结原则。故障处理后，应做好故障处理记录，总结故障处理过程中的经验教训，为今后类似故障的处理提供参考。

4 热工仪表故障及处理策略

4.1 压力测量仪表故障及处理策略

4.1.1 测量偏差大

测量偏差大指测量数据与实际值有较大偏差。该故障的引发原因较多，包括压力传感器因过载、长时间使用弹性降低等而损坏，参照压力表的精度低于被测压力传感器的精度，管路的温度过高等。

针对压力传感器故障引起的测量偏差，工作人员首先需要检查压力传感器的过载保护措施是否完善，如果存在设计缺陷，应进行改进。其次，对长时间使用的压力传感器进行性能检测，评估其弹性降低的程度，如果性能下降，可以考虑更换传感器。最后，检查压力传感器的接口部分，防止有渗漏或堵塞的情况，如发现有，应进行清理或更换接口部件。

针对参照压力表精度低引起的测量偏差，需要提升参照压力表的精度等级，使其与被测压力传感器的精度等级相匹配。可以选择精度等级更高的压力表作为参照，以提升测量的准确性。如果精度等级提高后仍存在测量偏差，应检查参照压力表与被测压力传感器之间的连接是否紧密，防止出现误差[3]。

针对管路温度过高引发的测量偏差，要先检查管路情况，了解保温措施是否完善、管路是否存在泄漏或堵塞等问题，并对其进行及时处理。

4.1.2 仪表显示异常

电源故障、传感器故障、显示故障和通信故障等都有可能导致仪表显示异常。电源故障可能由电源电路元件损坏、电源线接触不良、电源不稳定等因素导致。处理方法是检查电源电路，更换损坏的元件，重新连接接触不良的电源线，并确保电源稳定可靠。传感器故障可能是因传感器本身的问题，如质量不佳、过载使用、长时间磨损等，导致测量结果失真或无法测量。处理方法有更换质量可靠的传感器，避免过载使用，及时维护和保养传感器。显示屏损坏、显示管老化、显示设置错误等可能导致显示屏故障，出现显示不正确或不显示等问题。处理方法是检查显示设备的连接线路和接口是否正常，更换损坏的显示屏或显示管，重新设置正确的显示参数可以有效处理该问题。通信故障原因包括接口接触不良、通信协议错误、通信信号干扰等，主要表现为数据无法传输或传输错误。处理方法是检查通信接口和线路是否正常，重新调整通信协议，更换抗干扰能力强的通信线缆。

4.2 温度测量仪表故障及处理策略

4.2.1 温度指示值突然增大或减小

热电阻断路、接线端子松动、（补偿）导线断裂、温度失灵等都有可能导致温度指示值突然增大或减小。针对这一故障，应检查仪器仪表上指针、刻度盘、按钮的情况，查看是否存在按钮松动、刻度盘位置偏离等情况，以及保险丝的完整程度。同时，可打开仪器仪表的外壳盖板，检查仪器仪表的内部元件，查看其是否存在发霉、烧焦等情况。如果未发现异常，可以利用小螺丝刀触碰信号输入端，输入干扰信号，然后观察指针的指示情况。此外，可采用测量电压法和简易干扰法进行故障排查[4]。

如果故障由热电阻或热电偶断路引起，需要更换相应的部件。若由接线端子松动或导线断引起，需要重新紧固或更换导线。至于温度失灵这一原因，需要检查温度传感器的连接和设置，并调试和校准仪表。

4.2.2 温度指示值大幅度波动或快速振荡

温度指示值大幅度波动或快速振荡的原因可能是测量位置选择不当或者调节系统出现问题。此时，需要检查测量位置，查看是否出现测量位置选择不当的情况。同时，需要对调节系统进行检查与维修，分析调节器是否失灵，调节参数是否合适。如果检查后发现是由测量位置选择不当引起，需要调整测量位置；如果不是，则需要进一步分析具体情况，通过更换调节器、调整调节参数等方式进行故障处理。

4.3 流量测量仪表故障及处理策略

4.3.1 流量指示值最小

该故障的表现是指针显示数值始终为设置的最低流量值。其故障原因复杂，如检测元件损坏、线路短路或断路、正压室堵塞或泄漏、系统压力低等都可能导致这种情况的发生。

处理该故障时，首先要检查线路连接是否正常，确保线路没有短路或断路。如果正压室存在堵塞或泄漏的问题，需要进行清洗或更换。同时，检查系统压力是否正常，并检查调节器、调节阀和电磁阀等部件是否正常工作[5]。

4.3.2 流量指示值最大

流量指示值最大其实是流量显示超过了范围的上限，主要原因是负压室引压系统堵塞或泄漏，也可能是变速齿轮啮合不良、各连接部分脱铆或销子脱落。

处理该故障时，需要从3 个方面入手。第一，检查负压室引压系统是否存在堵塞或泄漏，如果存在，需要进行清洗或更换。第二，检查变速齿轮啮合情况，调整接触间隙。第三，检查各连接部分是否存在脱铆或销子脱落的情况，如存在问题需进行修复。

4.3.3 流量波动大

流量波动大的原因需要分情况考虑。如果流量参数不参与调节，则可能是工艺原因导致，反之，则需要检查调节器的比例-积分-微分（Proportional–Integral– Derivative，PID）参数。带隔离罐的参数，检查引压管内是否有气泡，正负压引压管内液体是否等高。

处理该故障时，首先检查流量参数是否正常，如果不正常，进行修复；其次检查调节器的PID 参数设置，如果不当，需要重新调整；最后检查带隔离罐的参数是否正常，如参数不正常，需要进行修复。

4.4 液位仪表故障及其处理策略

液位指示不准确是液位仪表故障中较为常见的一种情况，该故障出现的原因主要有3 个。第一，浮子未吊好，使得浮子与筒壁之间产生摩擦，其摩擦力抵消掉部分液面浮力，使得液位指示出现偏差。第二，浮筒内介质在静止状态下发生杂质沉淀，使得浮子表面附着污物而出现卡涩，进而导致液位指示不准确。第三，浮子的挂扣脱落导致浮子沉到浮筒底部，液位指示出现满量程情况。基于此，可以通过调整或更换浮子、清洗浮筒、重新挂扣浮子等措施解决这些问题。

液位仪表液位指示始终处于最大或最小值故障由浮筒脱落、调节阀故障、变送器故障、液位计外部连接部件故障引起。当发现液位仪表液位指示处于最大或最小值时，需要检查浮筒、调节阀、变送器、液位计外部连接部件，并对其进行更换。

无液位指示与电源故障、仪表故障、传感器故障有关。出现电源线断路或电源适配器故障，仪表内部电路板故障，传感器内部损坏或脱落，均会导致无法检测到液位信号，无液位指示。因此，工作人员遇到这一故障时，需要检查、更换相关设备，以解决相关故障问题。

5 热工仪表故障预防措施

热工仪表故障可能导致生产流程中断或变慢，从而降低企业的生产效率。如果能够提前采取预防措施，降低热工仪表的故障率，就可以提高生产效率，从而增加企业的经济效益。因此，企业需通过控制仪表安装检修、提升热工仪表性能等措施预防热工仪表故障。

5.1 控制仪表安装检修

在仪表安装之前，应收集仪表相关的技术资料、制定安装和检修的方案、准备所需的工具和材料等。安装过程中，需要根据安装方案，按照规定步骤进行仪表的安装，确保安装的质量和安全性。安装完成后，需要对仪表进行调试和校准。值得注意的是，仪表安装需要重视仪表的选型和匹配，避免不合理的选型导致仪表使用效果不佳或损坏。在调试检修过程中，应注意先进行部分测试，再进行系统整体测试，以保证测试的全面性。

5.2 提升热工仪表性能

提升热工仪表的性能需要从两个方面入手，即提升基本的产品生产质量和提高热工仪表的自动化水平。提升产品生产的基本质量包括仪表的设计、原材料的选择、制造工艺的优化等。重视并不断提高热工仪表的自动化水平是现代化生产的重要标志，也是提高生产效率、降低人力成本的关键。在自动化水平的提高上，可以引入先进的自动化控制技术、智能化传感器、数据处理系统等手段，实现对热工仪表的实时监控和智能控制，从而在确保设备安全、稳定运行的同时，进一步提升生产效率和精度。

6 结语

热工仪表在运用过程中可能出现一些故障，带来许多不良影响，因此需要对其进行有效处理。在故障处理过程中，工作人员需要从实际出发，结合设备的特性和运行环境，采取针对性的解决方法。对热工仪表的常见故障进行详细深入的分析，并提出一些处理策略，希望可以在实践中予以重视和实践。同时，工作人员要注重故障预防，通过控制仪表安装检修、提升热工仪表性能等措施尽可能降低故障发生的概率。