火力发电厂热控仪表取样管路布置优化何仕源

火力发电厂热控仪表取样管路布置优化何仕源

何仕源

中电建宁夏工程有限公司宁夏银川750001

摘要：在电厂的基建期间，热控仪表导管和电缆的敷设是热控施工中的两大重点，仪表导管敷设和安装的合理性和安全性直接影响到后期电缆的敷设量和系统读数的正确性，对电厂的工期和投产发电后的稳定运行起到至关重要的作用。文中对火力发电厂热控仪表取样管路布置优化进行了分析。

关键词：火力发电厂；热控仪表；取样管路；布置优化

1热控仪表的作用、结构

1.1作用

热控仪表在火电厂中的主要作用表现为，通过对火电厂的各个发电设备的运行情况进行测量和监控，保证火力发电的各个发电环节和机械设备正常稳定的运行，而正常运行的主要衡量参照标准是保证各个设备正常运转的机器功率或转速数值，一旦相关的数值显示超出了正常的数值范围，热控仪表就会自动报警，以提示发电厂工作人员及时检查设备运转情况。因此，热控仪表上的显示数值是火电厂判断发电设备正常运行的一个重要指标，如果热控仪表上的显示数值出现偏差或错误，会直接影响工作人员对发电设备运行情况的判断。这种误判一方面容易造成资源的浪费，因为一个大型的火力发电厂，整个发电系统的开启和停止都要耗费一定的时间和能源；另一方面，如果出现问题而未能及时发现，则会提高用电事故的发生几率，严重的甚至可能造成整个发电厂的故障和瘫痪。可见热控仪表在火力发电厂中的作用是十分关键的，而对热控仪表的故障管理工作更是影响一个火力发电厂能否正常运行的决定性因素。

1.2结构

火力发电厂中的热控仪表一般由流量计算仪表、管路仪表、压力表和报警设备组成，其中，压力表和流量表主要是对电厂的压力指标进行检测和控制，温度传感器是对设备的温度进行测量，而报警装置则起到及时通知工作人员处理故障的作用。

2设计优化原则

近几年，在严寒地区，火力发电厂热控仪表管路设计和施工的质量已严重影响到机组试运及投产后的安全运行，设计方案的不合理造成了表管冻裂、读数不准，以致停炉停机，损失严重。比如采用仪表大集中布置方案的电厂，即将锅炉系统的全部压力、差压变送器和开关分区域集中布置于带有暖气的变送器小间的方案，由于过分追求变送器、开关布置的集中和美观，形成各个位置和方向的测点都集中到一起，造成取样管路过长，短则数十米，长则上百米，有的甚至达到170多米。由于管路偏长，造成测量准确性大大降低，尤其是微负压的测点基本失去了准确性，同时由于管路过长增加了仪表伴热电缆和蒸汽伴热管路的数量，运行十分不经济。针对工程所处环境和气象情况，坚持规程规范的原则，坚持最短路线的原则，坚持检修维护方便的原则，在严寒地区，锅炉采用半封闭形式的电厂提出在测点附近设置保温（护）柜的方案，即位置相近的三到五点测点的变送器或开关放置于一面保温（护）柜中，仪表保温（护）柜、仪表架均靠近取样点分片布置。其它辅助系统保温（护）柜均靠近受控设备布置。此种布置方式减少了取样管路的敷设长度，以最短的路径敷设，减少了测量参数的时滞，提高测量仪器的灵敏度。对于全封闭形式的锅炉，不考虑设置保温柜，但由于锅炉为大型设备，考虑到防高空坠物和碰摔，可设保护箱。

3热控仪表取样管路敷设方案注意事项

目前，我国火力发电厂应用的热控仪表取样管路敷设方案，都是根据现场的实际情况，由施工单位进行二次设计。其设计图纸上，并没有详细的敷设定位。管路敷设前，需要根据热控PID图，以及设备布置图、断面图、仪表管路排列图等，对脉冲管路敷设进行设计。整体的设计走向，需要联合机务专业进行会审，不仅要考虑到小口径仪表管的专业性，还要保证避开管道、吊装孔、机务设备等。热控仪表的取源部件，需要结合其安装位置，并且尽量以最短路径敷设。

4火力发电厂热控仪表取样管路布置优化技术

热控仪表取样管路布置施工流程，主要从二次设计开始，通过支架和阀门的制作安装，对管路进行严密性试验，进而对最适宜的管路进行标识。

4.1开关配管

烟风系统变送器、压力开关等宜布置在仪表保温柜内。首先，炉侧的变送器与开关布置，需要就近布置在锅炉房的各层平台上，护栏边变送器要装于栏杆外侧。锅炉顶部设置5个保护柜，其分离器附近设置3个保护柜，锅炉给水平台设置2个保护柜。其次，多型号变送器以及开关成排安装时，管路方向不同情况，需进行相邻布置，再根据同类型相邻布置安装，反之则利用对称布置原则安装。对于底座上方成排布置的变送管路，需要制作成扇形形状和大小。对于机侧变送器，除中间层平台可集中外，其余采用小集中、大分散原则进行安装。各辅助生产车间，如锅炉化学补给水车间、循环水泵房等，都需要采用小集中原则。室外在流量井处布置，沿工艺管道敷设，室内则就近布置即可。

4.2保护（温）柜内配管

在热控仪表取样管路布置优化中，保护（温）柜变送器，以及开关布置也具有一定的原则。一般情况下，压力变送器布置在上层，差压变送器布置在下层。在保护（温）柜空间允许的情况下，开关、变送器都应当布置成一排。另外，当柜内的变送器分为两层安装时，同时两层的数量并不均等时，需要在布置均匀的条件下，保持上层少装，下层多装。

4.3阀门安装

在阀门安装优化配置中应当注意，取样一次阀门应当靠近取样点。仪表的二次门，可安装在变送器的正下方。平衡门应装在两个二次门中间的上方部位。排污槽，应当装在排污门的下方，保证其污水排到废水沟当中。排污门，应当安装于门架中心高度，其汽水系统管路阀门，要固定在变送器柜的二次门架上。

4.4管路敷设

对于管路的敷设与安装，要注意不能将其固定太牢。安装好管卡后保持管路能够转动和焊接。仪表管在敷设及焊接过程中，不仅要保证管路的集中敷设，还要保证管路加设保护管（罩），防止仪表管下滑。高温以及油系统的仪表管路，要采用承轴方式，用卡套进行连接。烟风系统中，仪表管路可采用金属软管的连接方式，但应避免阀门管接头的泄漏。针对仪表管的成排敷设，其管间的距离，应当设置为仪表管外径长度，且间距保持均匀。水平敷设的固定支架间距，可以设置为1.5m，垂直间距可设计为2m。焊接设备无特殊条件的情况下，可采用U型管卡进行固定。另外，仪表管路的二次设计，不仅要整齐美观，还应当统一布置图案。在仪表管敷设结束后，要进行严密性试验，彻底解决滴漏、堵塞的现象，风压试验仅针对烟风仪表管路。控制气源的支管，采用的是不锈钢管，支管取源应从上半部引出，其最低处加排污阀。对于半封闭形式的电厂，其仪表管路通常需要进行伴热。敷设方式也要根据电伴热的说明进行施工，管路走向分为“一”字形和“之”字形布置。对于锅炉燃油平台来说，其仪表导管伴热采用的是蒸汽伴热，其蒸汽压力最大为0.5Mpa。管路采用的是单回路供汽和回水，集液处采用加装排液装置。差压管路伴热，需要确保侧管受热的均匀。

5结束语

总之，火力发电厂热控仪表取样管路的布置和安装直接影响到系统的安全和稳定运行，由于取样导管布置和安装的不合理、不规范而造成仪表读数的不正确，从而致使非迫性停炉停机的事故数不胜数，给业主造成了很大的损失。同时，不合理的敷设方式也会造成材料的浪费和人工费得增长，使工期延长，十分不经济。所以，在设计初期就要对其进行详细的优化来避免运行事故和人员材料的浪费。热控设计人员应以系统的稳定性和安全性为基础，降低运行损耗为核心，来确定导管的路径和敷设方式，在此基础上考虑美观和节约成本的可行性，严格按照规程规范和施工工艺的要求，使电厂能够更为安全、经济和稳定的运行。

参考文献

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[3]贾艳明.探析电厂热控仪表取样管路布置优化[J].经济管理，2016（9）：114.