茂名熱電廠一臺(tái)300MW燃煤發(fā)電機(jī)組，其中鍋爐由國(guó)內(nèi)東方鍋爐公司制造。為亞監(jiān)界參數(shù)、四角切圓燃燒、自燃循環(huán)汽包爐。單爐膛Π型露天布置，一次中間再熱，平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣，全鋼架，全懸吊結(jié)構(gòu)，爐頂帶金屬防雨罩鍋爐。鍋爐能否穩(wěn)定、安全可靠性運(yùn)行，直接關(guān)系著發(fā)電廠的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。為了更好地對(duì)鍋爐主蒸汽、汽機(jī)主蒸汽汽管路進(jìn)行全程監(jiān)視，按原設(shè)計(jì)，電廠在鍋爐主蒸管、汽機(jī)主汽管分別安裝8支K型熱電偶，(鍋爐主4支，汽機(jī)主汽管4支)，并通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線和中間接線柜送回DCS、BTG顯示。鍋爐側(cè)和汽輪機(jī)側(cè)原設(shè)計(jì)熱電偶由熱套式保護(hù)管和可動(dòng)卡套鎧裝熱電偶5m組成。
1、存在問(wèn)題
機(jī)組自從投入商業(yè)運(yùn)行以來(lái)，在DCS畫(huà)面上鍋爐主蒸汽溫度比汽機(jī)主蒸汽溫度偏低8-10℃，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)熱電偶的測(cè)量鍋爐主蒸汽溫度的測(cè)量值比汽機(jī)的測(cè)量的值實(shí)值偏低,嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為了消除這一設(shè)備安全隱患，結(jié)合廠實(shí)際情況，利用機(jī)組停運(yùn)機(jī)會(huì)，開(kāi)展相關(guān)檢測(cè)工作：
①同時(shí)對(duì)鍋爐主蒸汽溫度測(cè)點(diǎn)、汽機(jī)主蒸汽溫度測(cè)點(diǎn)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行了檢測(cè)，采用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(mV)加在就地端子箱補(bǔ)償線對(duì)外部回路﹑AI卡件進(jìn)行校驗(yàn)。DCS畫(huà)面顯示溫度值正常。
②將鍋爐汽機(jī)測(cè)溫?zé)犭娕疾鹣掠霉苁綘t校驗(yàn)，結(jié)果8支熱電偶全部合格，但是機(jī)組在正常運(yùn)行中還是存在著鍋爐主蒸溫度比汽機(jī)主蒸汽溫度偏低現(xiàn)象出現(xiàn)。
2、熱電偶的測(cè)量
熱電偶在電廠是最常用測(cè)溫一種感溫元件。熱電偶工作原理是熱電效應(yīng)。熱電偶就是用兩種不同的金屬材料一端焊接而成，焊的一端叫做測(cè)量端，未焊接的一端叫做參考端，當(dāng)測(cè)量端和參考端溫度不同時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫過(guò)程中，如果使用不當(dāng)，將會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差。
2.1 熱交換的誤差
由于被測(cè)對(duì)象與熱電偶之間熱交換不完善而引起的誤差，致使熱電偶熱端溫度達(dá)不到被測(cè)溫度。產(chǎn)生熱輻射損失，如管壁表面與被測(cè)介質(zhì)溫度相差大，熱電偶保護(hù)套管外徑大。導(dǎo)熱損失由熱電偶本身的傳導(dǎo)作用引起，在測(cè)溫時(shí)熱電偶本身受熱程度不同，一部份熱量從溫度較高的熱端經(jīng)由保護(hù)套管、熱電極等傳到溫度較低的冷端散熱。
2.2 分度誤差
不同等級(jí)熱電偶在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，其檢驗(yàn)時(shí)的熱電偶允差應(yīng)符合規(guī)定。
2.3 熱電特性
不同引起的誤差補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶材料在0-100℃范圍內(nèi)熱電特性不同而產(chǎn)生誤差。影響熱電偶及補(bǔ)償導(dǎo)線熱電特性的原因有兩大類(lèi)：化學(xué)原因即熱電極及補(bǔ)償導(dǎo)線在使用中被氧化、腐蝕和沾污籌，物理原因熱電極及補(bǔ)償導(dǎo)線在高溫下晶粒長(zhǎng)大，形變和引起機(jī)械應(yīng)力等。
2.4絕緣不良引起的誤差
在熱電偶使用時(shí)，應(yīng)注意兩熱電機(jī)間以及它們和大地之間均應(yīng)有良好的絕緣，不然將會(huì)有熱電勢(shì)損耗，直接影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2.5安裝引起的誤差
關(guān)于熱電偶的安裝環(huán)境、取點(diǎn)位置（不同的介質(zhì)位置不同），要選擇管道具有代表性的測(cè)量部位，被開(kāi)高磁場(chǎng)區(qū)域，在高溫高壓（主）蒸汽管道的公稱(chēng)通徑等于或小于250mm時(shí)，插入深度宜為70mm、大于250mm時(shí)，插入深度宜為100mm，保證熱電偶按要求插入避免測(cè)量偏差。
3、故障查找
3.1 再次將鍋爐主蒸汽溫度測(cè)點(diǎn)鎧裝熱電偶（4支）及汽機(jī)主蒸汽溫度測(cè)點(diǎn)熱電偶（4支）同時(shí)拆下用管式爐進(jìn)行校驗(yàn)，正實(shí)校驗(yàn)結(jié)果全部合格。
3.2 對(duì)補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行檢查
熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線連接點(diǎn)的溫度沒(méi)有超過(guò)規(guī)定使用溫度范圍。補(bǔ)償導(dǎo)線與相應(yīng)型號(hào)的熱電偶配套使用合理，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線正、負(fù)極性接線正確。
3.3 從電子間AI柜進(jìn)行模似量測(cè)試，DCS組態(tài)正確，這說(shuō)明AI卡件沒(méi)問(wèn)題。
3.4 對(duì)于鍋爐、汽機(jī)主蒸汽管道都屬高溫高壓管道，公稱(chēng)通徑大于250mm插入深度通過(guò)計(jì)算減去管道壁厚和熱電偶座高,經(jīng)過(guò)測(cè)量插入深度宜為100mm,符合安裝要求。
3.5 由于鍋爐、汽機(jī)主蒸汽溫度測(cè)溫點(diǎn)的安裝都是釆用熱套式保護(hù)套管，鍋爐使用測(cè)溫元件是鎧裝熱電偶延長(zhǎng)5m，從熱交換原理來(lái)分析，鎧裝熱電偶本身受熱程度不同，一部分熱量從溫度較高的熱端經(jīng)由保護(hù)套管、熱電極等傳到溫度較低的冷端散熱。這樣鎧裝熱電側(cè)得的溫度較之實(shí)際溫度偏低。
4、解決方法
針對(duì)鍋爐主蒸汽溫度比汽機(jī)主蒸溫度偏故障主要原因，選擇了對(duì)鍋爐主蒸汽測(cè)溫元件進(jìn)行改造。將原熱套管式熱電偶更換為昌暉儀表生產(chǎn)的電站專(zhuān)用熱電偶WRND2-01 ，與5m長(zhǎng)的鎧裝熱電偶相比，大大減少了熱電極冷端導(dǎo)熱損失。同時(shí)用保溫材料對(duì)保護(hù)套管增加保溫層的厚度，避免通過(guò)保護(hù)套管散熱。
結(jié)語(yǔ)
通過(guò)將鍋爐主蒸汽溫度測(cè)量鎧裝熱電偶改用熱套式電站專(zhuān)用熱電偶，在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，DCS畫(huà)面顯示值鍋爐主蒸汽溫度比汽機(jī)主蒸汽溫度高2℃。
作者：(廣東省茂名市)茂名熱電廠 劉湛生
