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热工测量和控制仪表的安装
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书名:热工测量和控制仪表的安装作者:叶江出版社:水利电力出版社出版时间:1992.10本书紧密结合火力发电厂热工测量和控制仪表的安装实际，在系统总结施工经验的基础上，对本专业的施工规定、技术要求、安装方法、安装工艺和安装配件等方面，作了比较详细的综述；书中还扼要介绍人本专业施工管理、仪表设备、安装材料等有关知识，并汇集了施工中常用的数据及图表。图此，本书有较强的工程实用性。本书要供电力工业和冶金、石油、化工、轻工、纺织、核工业、建筑材料等工业部门有关热工仪表的安装、设计技术人员有安装、检修工人学习参考。
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学兔兔-工程技术交流与学习网站！热工系统安装中的相关问题与处理措施
　　摘要：当前，热工控制系统已成为决定发电机组安全运行及经济指标的主导系统之一，它以复杂多样的软硬件实现协调控制、系统保护等功能。而信号测量与反馈的真实与准确程度，是控制系统保证机组安全、稳定运行的关键。本文将分析热工系统安装中的相关问题与处理措施。 　　关键词：热工系统；安装；处理措施 　　火力发电厂热工仪表的自动化是火力发电厂系统中的重要组成部分，其以程控仪表、管路仪表、地表计等设备为主，并通过电缆把各设备连接到一起形成回路或系统，这就可以完成各机组设备之间的检测与调节，极大的提高了设备的利用性和可靠性。热工仪表自动化是为生产工艺服务的，只有做好热工仪表自动化才能更好的为电厂高效生产打下基础，同时把握好仪表自动化与工艺管道、电气、保温等系统的关系，以此来提高火电机组的安全性与稳定性[1]。 　　一、热工系统安装中常见故障 　　1取样管的制造缺陷 　　仪表管的设计材质一般为1Cr18Ni9Ti、Z2CN18.10、12CrIM0V、钢20等，火电工程主要采用1Cr18Ni9Ti材质的φ16&3、φ14&2管材，核电工程主要采用不锈钢316L和304L的φ9.52&1.63、φ6.35&1.65等管材。施工现场的常规管理是使用前按照金属技术规范的要求，进行光谱复查，但这种检验方法只能判断金属材料含有哪些金属元素，并不能判断材料的几何尺寸编差及管材的微观缺陷。虽然仪表管按技术要求在系统投入前均要求进行严密性试验，可以检测潜在的隐患，但此阶段处理缺陷毕竟是返工性工作，工期、成本、声誉损失相对较大。 　　因此，采购方在采购过程中对生产线的生产稳定状态及厂内抽检的现场监督是一项非常必要的工作。另外，材料运抵现场库，物资管理人员依据管材采购标准及设计规格，采用测量精度满足要求的计量器具实测管材几何尺寸并真实反映偏差是否在标准容许范围，不符合禁止出库是防止管道与阀门连接渗漏的关键。 　　2.热工系统仪表自动化安装问题 　　在电厂热工仪表安装中经常会出现仪表电缆进口密封不良的现象，这就很有可能导致雨水、粉尘或者是一些潮湿的气体进入仪表内部，进而导致仪表故障。还有在现场安装中经常会会因各种各样的因素造成现场一次仪表部件的损坏而引起故障，或者是在热工仪表接入的复杂回路中有些该接通的接点没有接通，一些接头该连接的反而没有连接，进而造成安装的仪表在工作中经常会出现一些故障[2]。最后就是由于电厂热工仪表的安装过程中周围环境的振动而出现故障的情况也占有很大的比例，这就很有可能造成仪表的固定螺丝或者是卡套松动，仪表接线不良或者是焊接口裂缝等现象。 　　密封故障：现场仪表电缆进口密封不良，有可能导致雨水或其它液体、粉尘、潮湿气体等进入表体内部，导致仪表电源故障、润滑不良和锈蚀，这种故障发生率较高。 　　非认为损坏：在生产过程中因异物造成现场一次仪表部件损坏而引起的故障，如磨煤机进口的一场煤块将温度传感器损坏、调节阀被异物卡住等，这种情况出现的概率较低，但因其突发性和不可预测性，难加防范，这就要求根据设备的具体状况，由运行人员和设备检修人员配合做些针对性的工作。 　　振动：因周围环境的振动而出现故障的情况也占有一定比例，常见的有仪表的固定螺丝或卡套松动、仪表接线不良、焊口裂缝等现象。 　　腐蚀：由于电厂特定的生产环境中，许多金属外壳的仪表受化学腐蚀较严重，以致造成螺丝被腐蚀、仪表盖拧不开等，此类故障为数不少。 　　回路故障：热控仪表接入的复杂回路中有些节点该接通未接通，有些接头该链接的为连上所致。 　　二、热工系统相关问题的应对措施 　　1.接地系统干扰 　　在分部试运过程中，多个工程出现过因控制系统接地独问题，导致系统误发信号、阀门开度晃动、DAS 信号瞬时较大幅度变化而导致保护系统误动等问题。从最终解决的办法分析施工未按设计或规范要求进行接地线的连接导致故障的次数较多，主要是安装时对规范及标准的不熟悉，对图纸不研究。避免接地干扰的办法主要是施工前首先查看设备或仪表供货厂家的技术说明书有无特殊接地要求，再与设计院图纸对应部位的设计进行比对，将厂家图纸与设计院图纸进行综合图纸会审，严格按设计要求施工。另外，在与调试单位进行工程交接前，重点检查：①电缆的屏蔽层接地；②接地设备或接地网接入；③信号输入与输出是否使用各自的线缆；④地线连接是否牢固；⑤同一信号回路或同一线路的屏蔽层是否只允许有一个接地点；⑥屏蔽层的接地是否靠近信号源侧等。⑦接地阻值是否满足技术要求等[3]。 　　2.动/控电缆混放 　　电力电缆干扰一般发生在近场，其干扰主要是动力设备启动时，瞬间电流能够达到额定电流的 6- 11 倍，会产生大电流冲击的暂态干扰。其干扰以空间辐射的形式传输，在正常运行条件下，也可能对较近的信号或控制系统造成干优，使系统无法正常工作。所以在电缆敷设过程中，走同一电缆通道的电缆托架上下层间要保证足多的距离，严格按照电缆敷设分层的要求，保证电力、控制、信号电缆在不同的电缆托架层上，必须保证按电力、控制、信号电缆从上至下布置。特别重视单根敷设的动力电缆与其附近的控制和信号电缆的屏蔽、走向布置、端头制作及接线端子的连接等满足要求。 　　3.自动化仪表安装规范化 　　（1）仪表管的敷设。在对仪表管进行敷设时必须要保证线路应是最短，弯头最少，尽量集中布置，尽量避免交叉，确实无法避免必须做在隐蔽处，并且仪表管必须要安装在便于检修、操作，不易损伤、受潮等地方。然后作业人员根据导管起点位置，仪表保温、保护箱位置及现场仪表设备，综合考虑导管支架的路线，但是仪表管支架不允许焊在高温高压容器、合金钢管道及需要拆卸的设备结构上，而仪表管的固定要采用能拆卸的卡子，管卡必须与管径匹配且固定牢固，常用 5&20 镀锌螺丝将导管固定在支架上。而仪表管的弯制必须采用冷弯，同时弯曲半径不得少于 4D，一般情况下是 4-6D，还要保证弯曲断面椭圆度不大于10%，导管敷设时必须考虑主设备及管道的热膨胀，并应采取补偿措施，以保证管路不受损伤。
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探讨分析热工仪表安装若干要点
?罗?伟?云南耀荣电力股份有限公司变电分公司
摘?要!随着火力发电站技术的发展,电站机组的参数和容量越来越高,其测点数量必然越来越多。设计的仪表测点动辄成千上万,使得仪表安装工作变得是一项很繁琐的任务,所以安装人员和管理人员需要细心认真工作,对每一个细节的交底、监督、检验都要落实到实处。笔者根据几个方面来分析如何提高热工仪表安装需要注意的问题。
关键词!仪表?水压试验?审查?安装技术??
随着中国电力事业的发展,电力安装验收规范的完善,业主方对移交机组的要求越来越高,甚至提出机组移交无漏点零缺陷的目标。为此,笔者在此浅谈几个简单却能直接有效降低仪表安装的漏点的方法。??
二、严格按照图纸设计用材
在安装过程中应严格按照设计单位的设计图纸选材,尤其对于高温高压介质时更要严格选材标准,管壁和管件材质都要符合设计要求。同时要注意各附属系统酸碱等带腐蚀性介质的仪表管材的确认,此种介质上的仪表安装时应选用能防腐蚀的设备和材料,如UPVC材质等。??
三、选用合适的连接加工件
建议管子之间用承插式焊接,与气动元件或气缸连接处尽量用压垫式
接头。对于铜管,考虑铜管的质地较软,而且压力不高,采用卡套式接头也能很好地密封了。对于塑料管,按其塑料管侧接口方式分类,最常见的有两种:塑料快插接头和帽压式接头。但在热力系统中,设备振动比较大,时间长了塑料快插接头就很容易产生松动漏气,所以工程中应尽量采用帽压式接头。在这里需特别注意的是,许多仪用气用户如气动门/气动执行机构冷态和热态的位置相差很大,所以要考虑气源管的膨胀空间,以免仪表管膨胀裕量不足引起仪表管接头脱落或设备损坏事故发生。对于膨胀量过大的设备建议在进气管段与固定支架有相对位移设备处使用不锈钢金属软管连接。??
在国产机组中,许多设计单位的设计深度不够,一般只设计主材(仪表管)的型号规格,仪表管的连接件和仪表接头等加工件设计都需安装单位完成。笔者多年的热工仪表安装经验表明,热工仪表安装漏点90%以上是集中在连接件方面的原因。所以安装单位要重视仪表接头加工件的设计和选用工作。连接件设计不合理的主要方面有:螺纹连接时不是活接连接方式,当对仪表的方向性有要求时很难调整仪表方向与螺纹的紧度,采用卡套式连接接头但相应管的光洁度无法达到要求,加工件的材质不符、垫片选材不符。所以连接件应尽量选用活接压垫式结构的接头,一般汽水气介质采用不锈钢材质,酸碱等腐蚀性介质采用UPVC材质。垫片的材质以紫铜垫片为主,酸碱等腐蚀性介质时采用聚四氯乙烯,烟气介质采用石棉材料。
对于一般无须拆卸的部件,如仪表管之间的连接,尽量采取焊接的连接方式。对于外径&?20的钢质管子,可以采用直接对口焊接的方式。对于外径&?20的钢质管子采取承插试焊接方式。当管壁较薄时,焊接时应注意防止管壁被点穿产生漏点或堵塞。
以上是仪表管之间的连接方式,仪表管与仪表之间的连接方式则应因设备的接口方式不同而灵活制作合适的加工作。
当仪表是螺纹接口则建议使用活接压垫式连接接头,现以压力表为例说明外螺纹接口。普通国产压力表一般是M20x1.5外螺纹接口,我们只需加工带一根凸台的T型小管、一个M20x1.5内螺纹的螺帽和一块满足介质要求的密封垫片。此种接头设计优点很多,只有两个部件,简单实用,安装拆卸方便,可以任意调整压力表的朝向,承压能力高,使用普通不锈钢材质(1Cr18Ni9Ti)就能满足电厂热力系统任何压力环境要求。与卡套式接头相比,对仪表管光洁度无任何要求,可以很好地克服国产仪表管光洁度较差的问题。
对于带内螺纹接口的仪表(如压力开关或变送器等),我们可以加工一个两端外螺纹的部件,部件一端的外螺纹与仪表的内螺纹匹配,另一端采用M20x1.5外螺纹,然后再加一套压力表接头部件就能很好地安装此类仪表了。使用此设计可以减少加工件的种类,很好地协调安装成本和进度要求的关系。
上面简述了带仪表管类仪表的连接件选型设计,对于温度类仪表安装,如温度表、温度开关、热电阻、热电偶等,此类接头相对较简单只需安装设备接头加工匹配的接头即可。温度表一般无保护套管,为了降低泄漏风险,安装单位可自行加工简易套管。温度类仪表安装相对简单,漏点问题主要出现在插座的焊接上,例如没完全焊密、沙眼等。
压缩空气气源管安装。此类仪表管的重要性也是相当大的,如气动门的仪表管突然蹦脱会造成气动门误动作甚至引发跳机事故,吹扫气源仪表管泄漏引起吹扫压力不够造成仪表无法正常工作。所以安装单位应对此类仪表管给予足够的重视,此类仪表管的管路设计比较复杂,可能包含有不锈钢管、紫铜管、塑料管、以及一些诸如过滤器、减压阀、电磁阀等气动元件。泄漏问题主要集中在接头上,对于不锈钢管,
四、参与系统管路的水压试验
一般重要的系统管道如汽水系统等安装完毕后都要进行水压试
验,所以我们的仪表取样工作必须在试水压前完成。尽量争取在水压试验前完成仪表的安装工作,包括一次门前后和二次门前后所有的仪表管路都参与系统的水压试验。在水压试验时,打开所有仪表一次门二次门,关闭排污门,对所有仪表测点和仪表管路进行查漏消缺。
五、加强对设备的验收检查工作和厂家资料的审查工作
设备供货方考虑现场方便安装,许多设备出厂时就已经组装成套。但其组装一般是象征性拼装,并不牢固,甚至有的接头密封垫是单独装箱的。所以在现场仪表校验后复装完毕时要检查所有仪表接头及仪表管,没密封垫的要加密封垫,所有接头都要重新紧固一次。
一般认为工程安装就是按图施工,其实不然。有时候生产商的设计也可能会出现错误,而且厂家的设计缺陷往往危害更大,更难处理,所以要加强厂家资料的审查工作。??
六、提高施工人员的安装技术
还要特别说明的是安装人员的因素比材料设备更重要,安装单位应培养、提高施工人员的素质。一些常识性的东西是必须要求每个安装人员掌握的,如给法兰紧螺丝时必须对角顺序紧,且不能一次就把螺丝打到最紧,要慢慢提高扳手的力矩分几次完成;所有压垫式接头都不能加生料带或密封膏等密封性质的辅助材料,只需把紧旋力矩提高到要求大小安装即可。所有紫铜垫片使用前需淬火处理以降低垫片的硬
垫度,垫片放置要平整且与密封面紧密接触,设备检修需要拆卸压式接
头时,拆卸下来的紫铜垫应作废,更换新的垫片,螺纹密封时要注意加生料带的方法,生料带的缠绕方向应与螺母的紧旋方向一致。另外,技术员应作好分系统试运记录和机组试运记录,详细记录所有缺陷,分析漏点产生的原因,总结经验,有针对性地提高安装人员的素质。??
在火力发电站安装建设中,仪表检测介质的泄露是个令人头痛的问题。一般情况下,仪表介质泄露量都不大,但却影响仪表测量的准确性或控制性能,给机组试运行留下重大的安全隐患。只要施工人员和管理人员在各自岗位都严格把关,针对本文上述几个方面作好充分准备,热工仪表的漏点就能在很大程度上得到避免,可以大大提高调试质量、缩短试运时间。以上是笔者这几年从事火电站仪表安装经验总结,鉴于见识和能力有限,难免有谬误,不当之处请各位多多指正。
[1]火电施工质量检验及评定标准热控篇,1998年版.[2]电力建设施工及验收技术规范,第5部分;热工自动化.实施.
[3]叶江祺等编著,热工仪表和控制设备的安装,水利电力出版社.
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