电厂热工测量误差原因及防范措施张舒广

电厂热工测量误差原因及防范措施张舒广

张舒广

(陕西德源府谷能源有限公司陕西榆林719400)

摘要：在现阶段，加强对于火电厂热工测量的研究具有重要的现实意义，能够全面了解火电厂热工测量的具体情况，掌握导致出现热工测量误差的主要原因，从而制定针对性的措施，有效降低出现热工测量误差的可能，保障火电厂的平稳运行，实现更好的经济社会效益。

关键词：电厂热工测量；误差原因；防范措施

引言

近年来随着我国经济社会的不断发展，各行业对于电力供应的需求不断增加，我国的电力行业取得较大发展，同时也对电力系统运行的安全稳定性提出更高的要求。热工监测是电力系统中广泛使用的一种保护手段，能够有效保证电力系统运行的安全稳定性。在系统运行的过程中可以利用热工测量及时了解系统中各种主要热力设备的运行状况，从而为自动化装置提供参考。但是在实际工作中经常会出现热工测量误差，导致自动化装置错误操作，影响系统正常的运行。

一、电厂热工测量在电力系统运行中的重要作用

1、电厂热工发展概述

随着人类科学技术水平的不断发展与进步，电力系统综合自动化程度越来越高。电厂热工的发展，从技术发展里程来讲可以追溯到1975年美国Honeywell公司推出的分布控制系统TDC2000，发展至今已经历了三个发展阶段。每一阶段的DCS都有着不同的阶段特征，具体来说：第一代采用比较简单的8位微处理机来构成基本控制单元；相比之下第二代有了很大的突破，一般采用16位微处理机构成所谓多功能控制器；而发展至今，被称之为第三代的电厂热工自动化系统普遍采用32位微处理机构成多功能控制器。人机接口采用高性能的32位微处理机，其通信系统逐步靠近国际标准化组织提出的开放系统互连参考模型和制造自动化协议MAP，使得不同厂家的产品可以很方便地连接在一起。

2、热工测量对保障电厂运行的重要意义

随着火力发电厂的热力设备日益向大容量、高参数的方向发展，电厂的自动化水平也日益提高，对热工测量的准确性、可靠性等的要求越来越高，测点数量也越来越多，并且随着新材料和新技术的使用，新型热工测量仪表不断涌现。由于热工测量是热力过程控制系统的组成部分，因此在火力发电厂的生产中其作用非常重要。通过热工参数的测量，可及时反映热力设备的运行工况，为运行人员提供操作依据；为热工自动化装置准确及时地提供信号；为运行的经济性计算提供数据。因此，热工测量是保证热力设备安全、经济运行及实现自动化的必要条件，亦是经济管理、环境保护、研究新型热力生产系统和设备的重要条件。其质量的好坏直接影响着自动过程的水平，也既影响着发电机组的安全性和经济效益。

二、电厂热工测量常见异常现象

热工测量是电厂工作中的重要环节，是对各种机组设备的工作情况进行测量、显示的过程，在测量过程中经常出现误差，常见的误差类型有：

1、参数显示值倒挂

参数显示值倒挂指的是测量参数显示值与正常的生产流程值相反，例如在对主汽温度以及压力进行显示的时候，汽机侧比锅炉侧高，主汽门后高于主汽门前；给水流量低于主汽流量等，这种现象在很多机组中都存在。

2、同参数显示值偏差大

对同一个参数进行测量的时候可能采用多个同类测量设备，但是采用不同设备对同一个参数进行测量的时候显示出来的数值有偏差，例如超过回路示值允许误差范围。例如在同侧的锅炉的主汽温度三点示值间相差达4℃、锅炉汽包水位三点之间的相差大约为80mm。

3、不同表计间偏差大

对同一个参数进行测量的时候，选择不同种类的表计进行测量显示，得到的显示值之间存在偏差，并且超过了回路示值允许偏差范围。

4、参数显示坏值

在机组运行过程中对各种参数进行测量的时候经常可能出现坏值，例如死值，指的是对各种参数进行测量的时候因为管路发生堵塞，从而显示值不会改变；假值，指的是各种参数的测量值与实际值之间明显不相符。

5、报警信号过多

在机组运行过程中，通过对机组设备的工作状态进行检测，对得到的数据进行分析，发现异常时要及时进行报警，而测量过程中经常会由于数据错误而导致虚假报警，或者报警信号过多，其中风系统和粉系统的报警信号最多，其次是烟系统，由此可见，在风系统和粉系统中更容易出现测量误差。

三、电厂热工测量产生误差的原因

1、报警设定值设置不当产生的误差

电厂热工在仪表测量中，报警设定值非常重要，这一项我们不能忽视。如果由于测量参数更改而出现设置，则会发出报警信号。而且在本质上，其实测量的参数根本没有达到报警值，出现假报警，这样的情况容易使得现场的操作人员根据报警做出误操作的过程，发生安全事故。这样类似的假报警如果得的到有效解决，很容易造成现场人员的判断失误，最终导致设备损坏，继而影响生产。如果报警设定值设置不当，报警的信号太多，操作人员也很容易忽视报警，会产生同样的后果。

2、仪表工对仪表的维护不当产生的误差

电厂热工仪表在电厂的正常生产中同样占据主要的地位，仪表工对仪表的维修不彻底，就会产生仪表的虚假值，所以说维修工作与测量误差有着一定的联系。如果测量系统中的一般压力，就要把变送器安裝在低于取样点的位置，如果仪表的安装位置不当，就会出现压力误差，造成现场人员的误操作。所以电厂的维修人员在进行仪表维修管理时，必须进行工作参数校准。将每一块仪表的设定值都编辑在DCS组态中，最后根据变送器中的参数范围进行校准，这样在很大程度上可以避免人为的错误，更主要的是参数设置更加灵活方便。

3、测量环境变化引起随机测量误差

测量环境会对设备的运行以及仪表的测量产生影响，当测量环境中的温度、湿度和稳定性出现变化时就会导致仪表出现测量误差。比如说由于锅炉出口管道上没有设置合理的保温设置会导致电厂机组锅炉的温度出现倒挂，而且会随季节的变化而变化。另外一些热工测量的回路比较长，电缆长时间在高温环境下使用会导致电缆老化，测量精度降低。

4、在测量的过程中引起的误差

测量误差产生的主要原因有一下两点，即测量仪器和测量方法。对于测量仪器来说，测量仪器产生的误差主要来源于仪器本身，如果出现误差，我们首先要考虑仪器的质量。最主要不能缺乏对仪表产品性能的理解，如果电厂热工对仪表产品的性能不够了解，在仪表的选型上产生错误，那么就会导致一些不好的产品进入发电厂出现误用现象，造成测量的热误差的出现。

对于测量方法产生误差来说，是由于测量的方法不符合我们设备的要求，导致出现测量的误差，这样误差的出现，主要包括采样点的选择和仪器安装的位置两方面。如果测量系统中的特定压力，那么按照测量要求，就要把变送器安装在高于取样点的位置。如果测量系统中的一般压力，就要把变送器安装在低于取样点的位置。这样如果我们的仪表人员不了解这些原理，就会在安装的过程中出现错误，导致热工测量产生误差，不能满足规定的要求。

四、电厂热工测量误差的防范措施

1、选择合适的热工测量仪表

（1）精度等级：作为电厂热工测量的工具，仪表的精度等级十分重要，特别是在当前当场综合自动化程度越来越高的形势下，仪表的精度将对电厂可靠、稳定运行带来直接的影响。因此，为了避免测量误差的出现，首先就要确保选择的仪表满足测量精度的要求。实践经验证明，关于精确度的选择并不是等级越高就越好。这是因为往往精度高的仪表，一方面其仪价格就越高，同时对测量环境要求也很高。因而电厂必须根据生产的实际需求，考虑到测量环境情况来选择相应的精度仪表。

（2）量程：考虑到仪表不灵敏区的存在，因此要求在仪表选择时，其测量值的上限应和仪表的量程相适应。从而有效地减小由仪表不灵敏区所引起的分辨误差。所谓“不灵敏区”是只仪表测量中如果输入量较小时，可能引起的输出量变化幅度很小，使得难以被察觉，造成分辨误差。相反如果仪表量程选择过大，同样会引起很大的测量误差。因此从应用实践经验来看，通常在仪表整个量程的前三分之一范围内，分辨力不高，测量误差较大；后面三分之二范围内，分辨力较高，测量误差相对较小。所以，测量值的上限不应落在整个量程的前三分之一范围内。一般当被测量值波动范围不大时，所选择的量程应满足测量值落在三分之二量程左右；波动较大时，应落在二分之一量程左右。总体来说，在仪表选择时考虑到进度和量程两个方面，而相比较这二者，仍然是要遵循仪表精度选择优先的原则。

2、规范计量和测量仪表的管理

在管理上，需要对计量及相关的测量仪表进行制度化管理，通过建立标准表进出登记核对制度，使仪表的使用更加的规范，减少因人为因素对仪器造成的损坏；建立标准压力表的零位偏移档案，使每个仪表都有校验记录，以便之后的核查；对于一些标准仪器，除进行现场试验之外不能外借，以保证其测量结果的准确性；通过现代化信息技术建立测量仪表自动管理数据库，将现场的校验设备与计算机相连，将测量数据经计算机系统进行自动化处理，并实施自动管理，避免了周检漏项或记录不真实等现象的发生。

3、完善测量系统

在电厂热工测量过程中，测量系统设计包括很多内容，例如测量设备的准备、测量计划的设计等，为了提高电厂热工测量准确性，要加强对测量系统的完善。第一，加强对测量设备的检查，在测量过程中要及时做好设备选择，对设备的型号以及质量进行监控，减少测量设备本身问题带来的误差。第二，要制定热控设备的技改计划，并且要定期对计划进行更改，在实际检测过程中，要结合机组的检修，对一些稳定性不高的元件或者产品进行更换，提高测量的准确性。第三，对于一些参数的测量应该要对测量的取样点以及测量标准进行规范，例如在对水位进行测量的时候，要对同一个参数进行测量的取样点和测量筒标高进行确认，并且对周围的环境进行控制，确保检测环境相同。

4、规范测量仪表的检修

电厂热工仪表出现故障情况下，进行必要的监测是非常关键的。首先，要对热工仪表的自动控制系统有相关了解，要注意区分故障是属于仪表的故障还是自动控制系统的故障，方便及时的进行故障排除。充分利用高灵敏度的计算机系统，进行故障的监测和诊断是当下采用的有效方法。仪表在未出现故障之前，记录下参数变化的曲线，记录曲线是仪表故障原因分析的有用依据，假设仪表的记录曲线之前是某点的变化或者是波动的变化，某一时段突然变成了一条直线，则很有可能是仪表系统出现了问题，此时，适当的改变工艺参数，观察曲线的变化趋势，如果曲线依然是直线，则可以得出结论是仪表系统出现了故障；但是如果曲线发生了变化，则表明仪表系统是正常的。

5、建立完善的自动检测数据库

对大型火电机组进行建设及施工时，智能化热工仪器在热工测量中就会有着更加重要的作用，此时，可借助计算机专业软件建立完善的自动检测数据库系统，通过计算机与现场校验设备进行连接，然后使仪表以自动方式通过数据加载、现场校正、数据返回3个阶段进行校验及详细记录，以在一定程度上使检查更加全面，并使记录更加真实，从而使仪表检测更加高效准确，进而是机组的运行得到有效保证。

6、加强制度管理

首先应该提高火电厂领导人的思想认识，引起足够的重视，加强监测运行人员的管理，对于出现问题的设备能够及时发现，并且在短时间内进行处理，避免运行人员对仪表设备的麻痹大意。其次，要加强热工测量人员的培训和监督，提升个人专业能力，提高工作效率，降低检测误差，并且应该对于不负责任的人员加大处罚额度。最后，要重视热工测量设备仪表的现场检查，对现有设备进行登记，禁止无关人员触碰设备，对备用设备进行封存，避免人员接触影响设备的精度。

7、提高技术人员的工作水平

在电厂热工测量过程中，由于技术人员的综合能力水平不高也可能会导致各种误差出现，在实际测量过程中，应该要积极加强对技术人员的培养，提高技术人员的技术水平，同时要提高其责任心和耐心，以更加负责的态度进行元件机组的检测，提高检测结果的准确性，减少或者消除误差。

结语

火电厂热工仪表所监测的参数较多，仪表的种类和工作原理也各不相同，本文限于篇幅只对其中测量温度和压力两方面参数的常用热工仪表进行了分析和说明。热工仪表的监测和维护是火电厂日常工作中基本而且重要的环节，需要通过理论分析方法和实际经验的积累来完成。希望本文可以起到引玉的作用。

参考文献:

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