自动化仪表在电力系统的应用

林芹芹

（山东海化集团有限公司热力电力分公司，山东 潍坊 262700）

自动化仪表是电厂系统的一个关键部件，是现代火力发电厂的重要组成部分，包括管路、程控以及就地表计。尽管国内仪表的自动化降低了劳动密集程度，但仍提高了生产率，这是当前电力体系的一个关键问题。热工仪表在蒸汽、高温、高压、高湿度、灰尘等复杂而漫长的环境中工作，要避免测量误差，避免控制回路故障，提高描述系统实际运行状态的准确性，其日常维护和调试就尤为重要。我国电厂规模不断扩大，给我们的电力系统带来巨大挑战和机遇，加强研究热工仪表的安装和运行自动化程度的提高至关重要。

1 热工仪表自动化技术概述

热工仪表自动化是电厂整个运行系统的重要组成部分，用作控制热工仪表和技术参数反馈。由传感器、变送器和显示单元组成，其工作方式是将传感器与被检测设备连接，通过变送器将检测到的设备参数信号转换处理，反馈到显示器。接收到相关信号后，显示器进行直观显示，从而简化操作。

（1）热工自动化技术综述。近年来，随着我国工业化的高速发展，工业生产体系的数量不断扩大，单位内部控制参数发生了巨大变化，从而也增加了复杂性。为确保电力生产系统的可靠性、安全性和正常运行，在电力生产系统引入热工仪表装置发挥越来越重要的作用，这些仪器仪表用于对整个电力生产系统进行科学控制，特别是通过引进热工自动技术。

一些工业企业正在开发软件和功能，以自动化传感、控制和系统集成，从而实现对生产系统的自动化监控、微调、保护和控制。此外，热工过程的自动化允许实时监控生产系统的运行情况、操作参数等，有效控制设备、系统停机时间，及早发现设备和运行系统的潜在问题，应用自动化技术维护系统运行的稳定性和安全性，提供技术支持和安全性以提高企业生产力，避免经济损失。

（2）热工仪表自动化技术特点。当应用主要以智能、自动化和科学管理为特点的热工仪表自动化技术时，热工仪表可以充分发挥其在生产中的技术优势，从而为热工仪表自动化技术的广泛应用提供重要保障。电力运行中热工仪表自动化用于电厂的科学管理，利用理论分析和技术，独特的学习功能和模块从热工仪表的功能、自动化等方面思考和模拟大脑，在运行模式下自动进行维修、检测、报警和故障排除。集成技术应用程序，如人工智能、电子工程和自动化，有效减少仪表误差，确保电力系统可靠运行，实现电力系统的自动化和高效监控，近年来推动了企业电子仪表、计算机自动化技术等的应用范围，以实现系统的操作和管理。

2 基于热工仪表自动化技术应用分析

（1）安装热工仪表表盘和相关设备。热工仪表自动化技术及其系统复杂，首先，需要对仪器设备进行合理的选择和订制，以便能够随后安装调试部分，确保仪表的自动运行，充分发挥其功能，并在安装或使用仪表前，认真准备热工仪表前期工作，熟悉解热工仪表的操作和用途，以确保所有设备的平稳运行，并确保电气设备的最佳运行。安装仪表装置前，操作人员必须检查仪表的所有设备，以确保它们符合电厂运行系统的参数要求，仔细检查现场安装并确定每个设备的安装和技术步骤，保证按照技术要求进行装配工作，为仪表的后续工作做下良好的开始。

（2）安装自动化热工仪表管路敷设和配线。电力系统热工仪表管路的敷设功能是仪表实际运行的重要组成部分，主要涉及机械、信号和敷设线路以及电，源、动力、吹扫与气源管道等。在这些管路的实际安装中，操作者必须按照实际操作，选择适当的方法以确保一次安装都完成。此外，在仪表的管路敷设过程中，要充分考虑到仪表后续维护和修理工作，要方便于以后仪表的检修维护。同时，仪表安装在合适位置，仪表自动化受到外部影响减小。安装与仪表相关的电缆时，必须确保电缆、接线盒和仪表没有损坏，以确保仪表的平稳运行。

（3）调试管路吹扫和仪表。当操作人员设置热工仪表管路时，吹扫和仪表调试也是必要的步骤。如果在安装过程中未执行特定的吹扫和仪表调试操作，则可能会降低电力生产数据的准确性，影响热工仪表和相关设备的运行，并严重干扰设备的联动。如果在热工仪表要求下进行了具体的调试，会单独调试热工仪表运行，检测和调控相应的数值和设备，从而使热工仪表自动化没有从技术和安装中得到影响。

（4）管控电力系统。热工仪表自动化较为先进，用于资源密集型或技术密集型企业的生产。为了利用仪器仪表自动化的优势，各个生产主体必须提高技术发展和投资水平。在电力运营中，热工仪表自动化技术的应用也使电力系统运行的科学控制成为可能。仪表自动化可以与其他技术相结合，实现电厂全过程、电力系统设备控制、过程控制、数据分析和电力企业的科学发展。

3 电力热工自动化仪表运行中的关键点

（1）参数收集。热工自动仪表的零部件之间相互联系，当一个零部件发生问题时，其他零部件会受到影响，从而影响仪表的正常使用，并且在严重情况下可能导致生产系统故障。由于热工自动化仪表系统结构极其复杂，因此，需要从工厂和制造商等类似来源收集和分析数据参数，以及注重仪表在日常应用中收集运行参数，以确保其正常运行。

（2）强化电力热工仪表日常维护。其维护运行条件复杂，热工工程仪表经常受到环境条件、振动和污染的影响。因此，在自动运行过程中，维护人员定期检查自动仪表，检查自动仪表的工作条件是否有很大差异，以避免高温或高湿度条件下操作时间较长。如果自动仪表的运行条件过于潮湿，可能导致漏电或停机。如果自动仪表运行条件温度过高，则在高温下可能导致自动仪表容易损坏，从而导致设备运行中断，并严重损坏自动仪表内部部件。此外，维修人员必须根据自动仪表的工作条件调整仪表技术，进一步提高自动仪表的可靠性和稳定性。

（3）热工仪表日常校验。为了确保热工仪表的准确性，对热工仪表的定期校验必不可少。成熟的校验系统对于确保热工仪表与自动化仪表正常运行至关重要。只有完善热工仪表校验系统，其参数的准确性和自动运行效率才能得到保证。日常工作要考虑科学方法，开发高效的检测校验系统，确保热工仪表正常运行。

4 电力热工自动化仪表故障的原因

（1）人为因素。在热工自动化仪表日常维护中，可能会存在不适当的操作。这些行为可能会影响热工自动化仪表维护工作的质量，并影响仪表的正常使用状态。当前，人为因素是设备自动化运行故障的主要原因。

（2）环境影响。在自动化仪表操作过程中，还有可能由于环境问题，对仪表设备造成影响，如设备周围可能会出现潮湿的蒸汽和粉尘，仪表在高温、高压环境下工作，以及雨雪天气对室外热工仪表设备密封性的要求。

（3）振动问题。其不会直接导致仪表故障，但振动问题会引起其他的仪表缺陷发生，从而导致整个仪表设备出现问题，最终间接影响整个电厂运行系统。类似如仪表接线柱螺丝脱落、连接线松动、焊接处的裂开等的存在，这些都可能导致仪表设备出现故障。

（4）不可预见的因素。由于不可预见的因素而导致计量表失效的可能性很小，但很难控制，很难制定有效的预防措施和有针对性的维护措施。

5 热工仪表自动化现场故障分析

（1）故障前后热工仪表分析。在其正常运行期间，工作人员必须了解制造技术、性能、功能等，用于记录热工仪表的运行数据。在热工仪表发生故障时，首先分析了生产材料的变化和机器负荷的变化。然后记录，故障后的相关数据，并与热工仪表设备正常运行时的数据进行比较，以根据数据差异分析故障部件。一般来说，热工仪表的操作数据会变成曲线，如果是死线，热工仪表本身很可能故障发生。

（2）仪表故障参数分析。在仪表生产过程中，相关参数发生变化，如果参数采集曲线变化较大，仪表本身很可能出现故障，因此参数曲线往往是仪表故障分析的主要依据。当热工自动化仪表处于正常运行状态时，曲线变化在相关参数中进行调节。维修人员应彻底调查仪表参数的变化，并记录数据路径，以确定故障原因，仔细分析仪表故障的原因，对问题进行故障排除，并制定有效的解决方案，尽量减少故障影响。仪器调试期间，维护人员必须确保准确掌握热工自动化仪表的性能、功能和运行数据。这样，故障区域就可以通过比较故障前、后的数据来定位。如果DCS 仪表出现异常时，可以通过现场检查来观察仪表数据，从而确定异常原因，但较大差异的主要原因在于仪表系统本身的故障。简而言之，热工自动化仪表运行中必然会出现故障，其中测量对象特性、控制阀等的变化特别注意。

（3）诊断故障。电厂运行中经常出现各种运行故障。在使用蒸汽、电、水分析和汽机设备时出现各种故障，其中仪表自动化技术完全可以充分发挥功能，及时处理故障情况，减少故障。采用热工仪表自动化技术进行故障排除，可以在系统运行过程中自动捕获其他设备和系统的故障消息。数据分析可以确定系统运行是否正常。对于潜在的错误或异常，自动化模块会执行相应的异常分析，主要使用相关的内部算法、自动化技术等进行故障分析，为错误处理提供重要的参考。过去，在对电力系统进行故障排除时，大多数情况下，问题区域和故障原因很难判定。在这种情况下，很难处理故障。通过将热工仪表自动化与模糊意识形态相结合，仪表自动化在故障诊断中的应用优势变得越来越明显。例如，一些电力公司采用自适应模糊控制器，将专家和技术人员的控制经验与仪表自动化技术相结合。通过有效结合，可在故障时自动监控和分析热能量参数，确保系统可靠运行。

6 电力热工自动化仪表的维护

（1）改进热工自动化仪表日常管理。热工自动化仪表工作环境恶劣，振动、污染问题极其多见，为了提高热工自动化仪表运行中的各项参数性能，定期巡检仪表工作状态，观察仪表工作环境的变化，避免更长、更密集的温度和湿度。操作环境中的高湿度可能导致仪器泄漏，高温可能损坏设备中的部件和程序，导致仪表不能自动运行。热工仪表维修人员通过了解各类仪表性能，选择合适的仪表型号，提高了热工仪表对生产环境的适应性，保证了生产系统的运行稳定性。此外，维修人员必须重视管理仪表设备，防止设备和部件丢失。

（2）根据常见故障采取有针对性的预防措施。防范人为因素的办法主要是加强员工培训，提高员工操作技术和业务水平，调整合适的热工仪表维护人员。供电企业应通过合理的奖惩制度，提高员工工作热情。主管监察员还必须进行日常监测，以确保仪表维护工作符合标准，并认真对待工作方式。仪表人员在日常维护中，应注意电缆外皮有无破损，是否造成短路，仪表进线口密封是否严密，并在必要时设置保护外壳，室外设备应做好雨天防进水措施，设备进线口的孔、洞等应密封完好。振动引起的测量误差主要使紧固螺钉与垫圈相匹配，尽量选择型号相匹配的热工仪表。对于焊缝问题，应完成焊缝。更换电缆，并在未连接时重新连接。意外因素引起的问题可能使早期确定的维护措施变得困难。这就要求维护人员严格遵守操作程序，尽量减少由意外因素引起的问题。

（3）及时更新检修记录。热工自动化仪表维护检修工作必须记录下来，应建立检修记录台账，检修台账记录应齐全、规范、数据正确，及时检查并记录被更换设备的参数，以确保维护检修记录及时更新，实时了解仪表的运行参数，从而对仪表本身的危险情况进行评估。

7 结语

综上所述，热工行业的自动仪表技术不仅保证了电力系统的高效安全运行，而且也为促进供电和电力企业发展做出重要贡献。因此，电厂负责人在日常生产和管理中应认识电力系统热工自动化仪表技术的作用和技术优势，仪表工作人员也应提高业务能力和水平，经常积累经验，实现电力生产和管理的自动化，减少能源使用，降低事故风险，真正发挥热工自动化仪表技术的价值。