火力发电厂热控仪表取样管路布置优化

火力发电厂热控仪表取样管路布置优化

金文成

（商丘裕东发电有限责任公司476600）

摘要：对于热控仪表，其是火力发电厂各项参数及运行指标检测的重要设备，所以一定要确保热控仪表工作的科学性与合理性，这既关系到发电系统的安全性，也对火电厂的整体发展具有重要影响。同时热控仪表取样管路是一个主要的组成，所以一定要确保布置科学化，从而才能确保管路走向与各项指标监测要求相符合。基于此，本文主要对火力发电厂热控仪表取样管路布置优化进行了分析，希望对有关人士有所帮助。

关键词：火力发电厂、热控仪表、取样管路、布置优化

一、前言

当今社会，随着火力发电厂生产自动化程度要求的不断提高，热工控制系统越显重要。在火电厂热控仪表管路中按其作用可分为：测量管路、取样管路及信号管路，其中取样管路是起非常重要的作用，所以一定要优化该阶段的布置，从而才能保障热控系统的调试工作及机组的正常运行，推动火力发电厂工作的顺利开展。

二、火电厂热控系统概述

热控系统主要实现对热力设备及其系统的工况进行测量和控制，热控保护装置的主要作用就是当电厂设备在运行过程中发生故障时保护整个电力生产系统的安全，最大限度地降低机组故障所造成的经济损失以及人员伤亡情况。热工测量和控制仪表遍布火力发电厂的各个部位，它是保障机组安全启停、正常运行、防止误操作和处理故障等非常重要的技术装备，DCS仍是目前火电厂热控系统的主流DCS是集中了分散仪表控制系统和集中式计算机控制系统的优点发展起来的一种系统工程技术。在现代社会对电力需求越来越大的形势下，电厂机组的容量也在逐渐升高，因此其对热控保护装置的性能要求也随之升高。

三、热控仪表取样管路布置优化的必要性

对热控仪表进行分析可知，其管路辐射范围较广且具有较高的安装工艺，因在管路布置过程中会经常出现交叉作业的情况，故对仪表管路安装的前期策划则显得尤为重要。技术人员和施工人员需结合现场实际情况，对热控仪表管路进行优化设计，并对敷设路径与方式进行合理变更，从而节约火电厂的投资成本，并降低仪表和电力系统的运行损耗。

四、火力发电厂热控仪表取样管路布置优化

1、优化原则

火力发电厂热控仪表的管路设计与施工受天气、气候影响较大，特别是在严寒地区，极容易因设计方案的不合理而产生读书误差和管路冻裂等情况，从而导致停炉停机，使火电厂受到严重损失。在对工程所处环境和气候进行充分考虑的基础上，在施工过程中，不仅应坚持规程规范的相关严责，还应坚持最短路线与便于维护检修的原则，并在严寒地区以半封闭形式的锅炉为主，在测点附近布置保护柜，将位置相近的测点变送器置于同意保护柜中，并将仪表架及其保护柜以靠近取样点的原则分片布置，从而减少取样管路的敷设长度，并减少测量参数的滞后性，有效提高热控仪表的灵敏度[1]。

2、变送器与压力开关的配管

炉侧的变送器以及压力开关应布置在保护柜内部，而保护柜则以就近原则布置于锅炉房的平台上，对于平台栏边的变送器柜，应尽可能布置在平台栏杆的外侧。对火电厂进行分析可知，不同变送器和压力开关的型号并不相同，当多台、多型号的变送器以及压力开关以成排的方式安装时，若管路的方向不同，则应先将具有相同管路方向的变送器相邻布置，而后，再以对称布置或是同类型相邻的布置原则对其他管路方向变送器进行安装。若管路的方向相同，则直接以对称布置或同类相邻布置原则安装相应的变送器和压力开关。对于机侧变送器而言，除中间层的平台管路路径可集中布置外，其他管路的规划应坚持大分散—小集中的原则，并将其他零星的压力开关和变送器就近布置到原测点附近。

3、热控仪表取样管理的设置方案

就现阶段而言，我国火力发电厂的热控仪表设计图纸尚不具备较为全面且详细的敷设定位图，而关于热控仪表的设置大都以施工单位为主，根据现场情况对相关系统和区域进行划分，并进行取样管路的二次优化设计。具体设计过程如下：以设备布置图和热控PID图为依据，对热控仪表的脉冲管路辐射图进行设计；在施工时，根据仪表管路排列图以及断面图进行管路施工；对仪表管路的走向进行设计时，与机务专业工作人员共同进行图纸会审，确保仪表管路的走向同时避开机房设备、人孔和吊装孔，并与施工现场的小径管方向与尺寸相吻合。还需说明的是，对热控仪表进行分析可知，其与取源部件和就地仪表相连。因此，其管路走向的布置还需充分考虑取源部件和就地仪表的安装位置，并以最短路径原则予以敷设，从而降低其测量参数的时延，从整体上提高测量精度。

4、盘内配管与阀门安装

热控仪表的盘内配管方式为，在柜内具有足够布置空间的情况下，压力开关、差分开关以及变送器应成一排布置，通常，差压变送器布置在柜内最下层，柜内变送器应分两层进行安装，当层数为单数时，应在下层多装，上层少装，当层数为双数时，上下两层布置数量相同。

在阀门安装方面，应将取样的一次阀门靠近取样点安装，而二次阀门应安装在变送器的正下方，且位于仪表架的正上方，同时，将平衡门布置在两二次阀门中间点的上方位置。排污门与汽水系统管路应分别布置在门架中心处和变送器柜正面的二次阀门架上；排污槽、排污管应布置在排污门下方，且排污管还应有一端深入槽内，进而将排污水排至雨水管以及废水沟等处。

5、管路敷设

管路辐射是火电厂热控仪表取样管路布置优化的核心工作，一旦管路辐射环节出现问题，将会直接影响到热控仪表的参数测定精度和电力系统安全。管路辐射的具体方式如下：

（1）在敷设前，水平方向的热控仪表应先安装关卡，但应避免固定的过于牢固，以确保管路能够支持转动焊接。垂直方向上，热控仪表需要在敷设过程中进行焊接，从而避免仪表管下滑。当管路穿过墙与地面平台时，应对其加装保护管（框），以免对线路造成损伤。

（2）对于高压、高温和以氢、油系统为主的仪表管路，应尽可能以承插方式为主，并进行氩弧焊接，对于普通热控仪表管路，应以卡套连接方式为主。还需说明的是，考虑到烟风系统的振动与膨胀情况，故此系统的热控仪表管路应以金属软管连接方式为主，并确保阀门管接头对管子应为非咬合密封形式，确保管路的密封性。

（3）在仪表管方面，应以成排敷设的方式为主，并应尽可能确保管路间的距离均匀，管间的距离应为仪表管外的尺寸。在敷设过程中，应将各管路用能够拆卸的管卡进行规定，并确保水平辐射与垂直辐射时规定支架的距离分别处于1-1.5m和1.5-2m范围内，若不允许在相关设备处进行焊接，则应以U型管对管路予以固定。

（4）当仪表管路敷设工作结束后，应及时与主管道或是相应设备共同进行严密性实验，从而避免堵漏现象发生。对于烟风系统的仪表而言，其管路还需进行单独的压风实验，从而确保管路能够在相应风压下对仪表的正常工作予以支持。

五、结束语

综上所述，火电厂在推动国民经济发展中具有重要作用，随着热控自动化技术在火电厂的广泛应用，所以一定要提高热控仪表的质量。其中热控仪表管路取样是一个重要部分，对火力发电厂的正常运行起着非常重要的作用，所以一定要加强对热控仪表取样管径布置优化方法的研究，从而才能推动我国火电事业向可持续的方向发展下去。

参考文献

[1]贾灵.关于火力发电厂热控系统可靠性的提升方法[J].科技风，2013（19）：9-10.

[2]何宇宁.探析火力发电厂热工自动化仪表安装及常见故障[J].科技与企业，2014（06）：141.

[3]洪志灿.电厂热控系统可靠性的优化技术研究[J].华中电力，2015（26）：785.

[4]魏久北.浅谈电厂热控系统运行可靠性的研究[J].城市建设理论研究，2016（02）：78-80.