关于热工自动化仪表的原理及故障维护的研究

关于热工自动化仪表的原理及故障维护的研究

【摘要】热工自动化仪表作为热工自动化系统的关键环节，通过对热工参数，如温度、流量、压力以及物位的测量可以及时的反映出设备的运行状况，达到为信号分析系统提供分析数据、为运行人员提供操作依据以及电厂控制提供准确信号的目的。文章从几种不同类型的热工仪表的原理入手，分析了热工自动化仪表的常见故障以及相应的维护方案，以保证电厂自动化的安全、高效运行。

【关键词】热工自动化；仪表；原理；故障；维护

热工自动化仪表一般由三个部分组成：传感器、变送器以及显示器。其中传感器负责通过各种信号检测模拟量；变送器负责将将测到的模拟信号转变为4—20mA的电流信号；而显示器是将测量的结果直观的显示出来。经过这三部分的配合，热工自动化仪表就可以实现对于相应的热工参数的测量监督，保证仪表的正常运行。

1.主要热工自动化仪表介绍

1.1物位仪表 物位仪表主要有超声波物位计以及电容热点式物位计两种。超声波物位计一次探头向被测介质表面发射超声波脉冲信号，超声波遇到被测介质后反射回来的信号通过电子模块检测和专用软件加以处理，分析发射超声波和回波的时间差，结合超声波的传播速度，可以精确计算出其传播路程，进而反映出物位的情况；电容式物位传感器由两个导体电极，通过极间为气体、固体或者流体的变化而测定物位。由于此传感器的敏感元件简单，被广泛的应用于水箱、清水池等液位的测量。

1.2测温仪表 测温仪表大致的可以分为热电偶温度计以及热电阻温度计。

热电偶温度及又可以分为标准热电偶以及非标准热电偶两种，主要由二次仪表以及感受件热电偶构成。通常热电偶所产生的热势与被测温入之间有一个确定的函数关系，因此由二次仪表显示的热势就可以得到被测温度。热电偶温度计被广泛的应用于锅炉汽包温度、锅炉烟气温度以及汽机主汽温度等。此外使用热电偶温度计要防止过分折伤，以达到避免寄生电动势以及附加应力，从而影响测温的准确性。常用热电偶主要有铂铑10-铂（S分度），镍鉻-镍硅（K分度），镍鉻-铜镍（康铜）（E分度）等。

由于热电偶温度计在低于500度的测温中准确性较差，此时可以考虑使用电阻温度计进行测量。热电阻温度计由连接导线、热电阻以及显示器组成。通过金属的电阻随着温度的变化规律之一原理而得到温度，使用的电阻主要由铜热电阻以及铂热电阻。这种电阻最为广泛的应用于测量循环水温、电机轴承温度以及凝结水温度等。

1.3流量仪表 流量仪表主要由差压式流量计、容积式流量计以及微机型数字流量计，这里主要介绍微机型数字流量计。下图1为微机型流量计的组成框图，此流量计通过三个变送器DBW、DBY、DC对温度、压力以及差压进行测量，然后经过压力转换器将电信号转化为数字量，处理后的数据经运算并显示在屏幕。

1.4测压仪表 测压仪表主要由扩散硅式压力变送器、波纹管压力计、膜盒微压计三种，这里介绍一下扩散硅式压力变送器。

扩散硅式压力变送器是采用了集成电路技术，在半导体硅基底上利用扩散工艺形成应变电阻，利用电阻的变化率与被测压力之间的正比关系得到压力值。特别是由于单晶硅材料具有蠕变量小、弹性滞后小、压阻效应大以及弹性性能高的优势，使得测压的转换效率很高。现今主要的应用于高压蒸汽的测压。

为了兼顾测量的精度以及保护测压仪表，不允许被测压力经常的处于刻度上限，选用的量程保证被测压力的正常值在压力计测量范围的三分之二即可。

2.热工自动化仪表故障分析及维护

热工自动化仪表在实际的使用中由于各种原因会发生损害或者故障，例如维护不当、密封问题、非人为的破坏以及震动问题等，致使仪表的可靠性降低。

2.1密封问题及维护 密封问题主要是由于自动化仪表的电缆接线密封不良或者是仪表盖密封不良引发的雨水或者是其它液体的进入，而只是仪表润滑不良或者电路故障。针对电缆接线密封不良的问题，要求进行设备订货时加强仪表进线电缆的密封接头的检查，注意选择电缆末径与接头尺寸相匹配的型号。实施安装或者维护的过程中要按照规范进行操作，保证密封接头拧紧。当出现特殊的情况不能可靠密封时要采用玻璃胶或者硅胶对接口进行封堵；密封盖问题作为引发密封问题的又一主要原因，其结果可导致外部进入液体对内部的器件腐蚀。针对于这种情况，维护人员可以通过选取外科防护等级较高的仪表进行准确的仪表盖

安装，同时必要时可以为仪表配备保护箱。

2.2人为因素问题及防治 人为因素的故障主要的包括人为破坏以及维护不当引发的故障。故障的发生主要是由于维护人员缺乏责任心或者是技术原因，致使操作中因发生不规范的维护而导致的仪表非正常工作。同时维护的不当也会造成电缆以及仪表部件被盗，使得人为因素引发的故障率达到28%。针对以上问题，要求维护人员必须认真的学习操作的规程以及相关的专业技术，同时在实际的维护工作中严格的遵照操作规程以及技术要求，树立良好的工作态度、培养爱岗敬业的精神。同时也要加强电厂设备的管理工作，防止仪表、部件的被盗。

2.3非人为问题以及对策 非人为的破坏引发的电厂自动化仪表问题主要是由于设备的流水作业过程所发生的非正常情况，例如异常的工况或者物料等，对于仪表所产生的损伤以及破坏作用，虽然这种故障的发生率较低，但是由于问题的不可预料性以及突发性，致使问题的防止极为的困难。为了避免这一问题，要求现场的的工作人员要工作认真、集中注意力，经常的检查电厂的工作流程，以保证及时的发现问题以及解决问题，保证电厂设备的正常运行。

2.4震动问题及对策 震动问题作为所有引发自动化仪表问题中较为次要的因素，往往导致仪表的接线不良、仪表的固定螺丝或者卡套的松动、焊口裂缝故障等原因导致。针对以上的问题，可以通过相应的配备防松动弹簧垫片、拧紧卡套或者固定螺丝、增设支撑架或者橡胶垫缓解震动等。此外还可以通过加强日常的检查，将问题消灭于萌芽状态。

结束语

文章通过对几种自动仪表的原理及应用的论述，说明了自动化仪表的重要作用以及进行自动化仪表维护的方法。由于震动、维护不当以及密封、非人为破坏等原因致使仪表出现故障，影响了正常的使用，探讨其维护方法具有很大的现实意义，为自动化电厂的运行提供强有力的保障。

参考文献

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