电厂热工误差与对策

摘要：本文作者介绍了电厂热工测量在电力系统运行中的重要意义，分析了电厂热工测量中误差产生的原因，提出了降低电厂热工测量误差的对策。
关键词：电厂；热工误差；对策
2095-2104（2012）
鉴于热工测量对电厂稳定运行的重要性，正确分析电厂热工测量误差产生的原因，进而探索其改进对策与方法是一项赋有现实意义的工作。这需要我们广大电力工作者在工作实践中加强认识，注意测量仪表的日常管理与维护，不断加强业务知识学习，正确对待热工测量中出现的误差情况，使电厂的生产活动更加安全、高效。

1 电厂热工测量在电力系统运行中的重要意义

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。

2 电厂热工测量中误差产生的原因

基于电厂热工测量的对电厂安全、稳定运行的重要意义，因此正确认识电厂热工测量中误差产生原因有十分重要，以有利于采取针对性的防范与改进措施将误差控制到最低限度。在查阅了相关研究成果及结合笔者的工作实践经验，电厂热工测量误差的产生主要来自于以下几个方面：

2.1 由于测量引起的误差

测量误差主要是指由于测量仪器、测量方法所产生的误差情况，其具体产生原因分述如下：
2.1.1 测量仪表产生的误差：测量误差的出现在一定情况下是由于测量仪器不完善或有缺陷所造成的。从仪表的本身质量来说，比如某些测量元件，可能由于质量不佳加之随机组运行多年而造成精度下降。因此要避免热工测量误差的出现，首先就要考虑到仪表质量问题。如果电厂对仪表产品性能缺乏了解或选型把关不严，导致一些质量不稳定的产品混入电厂或型号误用的现象，造成热工测量误差的出现。
2.1.2 测量方法产生的误差：由于测量方法不符要求产生的误差，包括取样点的选择、仪表安装位置等，按照测量要求，对于风烟系统的压力测量，其变送器的安装位置应高于取样点，汽水系统的压力测量，其变送器的安装位置应低于取样点。但在安装过程中，由于安装知识缺乏或现场位置限止，常常会出现不符合规程要求的情况。

2.2 由于报警定值设置不当引起的误差

电厂热工仪表测量中，报警设置十分重要。如果设置不当就会出现由于测量参数发生变化时，就发出报警信号。而实质上测量参数并未达到报警的范围，因此当这种误报现象出现后经运行人员确认报警信号消失。但这种情况如果不得到有效解决，如此反复，容易导致运行人员对报警信号处理的倦怠，报警信号过多，画面不少参数闪烁。

2.3 由于仪表维护不当引起的误差

电厂热工仪表，其维护工作与测量误差有着一定的联系。比如一些压力测量，应对仪表取样点与测量元件安装位置的高度差产生的压力要进行修正，否则会直接影响到测量精度。所以电厂检修工作者在对仪表进行维护管理中，必须做好对参数校验的工作。应该将压力修正值设置到DCS组态中，变送器量程按设计参数校验，这样可以避免人为造成的错误，修改也比较灵活方便。

2.4 由于测量环境引起的随机误差

误差产生的原因主要是测量系统受环境温度、振动以及干扰等环境因素的影响而产生的误差。如某厂炉主汽出口管道上温度低于联箱上温度，机炉侧温度倒挂且随季节变化，其中炉主汽温度出口管道上保温不好是一个重要的因素。对于温度测量的冷端补偿，一般都是在DCS系统中通过机柜中的几个热敏电阻实现的，那么如果机柜的通风不好或者卡件的位置离热敏电阻较远，都会给测量带来误差；另外由于测量回路长时间受高温影响使得电缆老化也会影响测量精度。

3 降低电厂热工测量误差的对策

由于测量误差的存在，对电厂的稳定、安全运行将产生不利影响，甚至安全隐患。因此，针对上述各种原因产生的测量误差，采取积极有效的改进措施以提高电厂热工测量的准确性就显得尤为重要。

3.1 选择合适的热工测量仪表

测量工具的精确度直接影响到测量结果的准确与否。因此在电厂热工测量中，对仪表的选择是控制误差产生的第一要素。一般来说，仪表选择主要考虑两个方面：
3.1.1 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[3]。这是因为往往精度高的仪表，一方面其仪就越高，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。笔者认为，在满足测量精度要求时，选择的仪表精度越低越好，这样可以做到仪表的耐用不易损坏，同时也有利于节约投资成本。
3.1.2 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。

3.2 规范计量和测量仪表的管理

加强对标准计量设备的管理，建立标准表进出登记核对制度和标准压力表的零位偏移档案；标准仪器不外借锅炉或汽机，用于现场试验，以保证标准仪器的准确可靠。同参数多个测量元件，使用同标准仪表校验（如热电偶同炉校验、热电阻同槽校验、变送器同标准压力表和电流表校验等），通过调整使测量误差方向相同（即都是正误差，或都是负误差），以保证指示的一致性；建立测量仪表自动管理数据库，将现场校验设备通过接口与计算机连接起来，经过数据加载、现场校正至数据返回三个阶段，完成仪表校验周期、校验和记录的自动管理，避免周检漏项和记录不真实。完善仪表调前准确率统计工作，对调前不合格的仪表进行跟踪检查，以确定不合格原因并采取相应措施。

3.3 完善测量系统

把好设备选型关，选用经过实际应用证明是可靠的测量元件和仪表。制定热控设备的技改计划，结合机组的检修，对稳定性差的产品进行更换，或降级用于非主重要测点。水位测量，应校对同参数测量的取样点或测量筒标高，确认一致，并保持测量环境条件（保温、伴热、管路敷设等）相同。带有联锁保护的测量信号，增加信号变化速率保护功能，当信号变化超过设定值时，报警的同时自动屏蔽信号输出，避免保护回路误动作，当信号下降至设定值时，通过人工或自动恢复信号越限的联锁保护功能。根据运行实际情况，定期对热工报警和保护定值进行合理性进行梳理，修正。

3.4 规范测量仪表维护与检修工作

作为重要的电厂设备，热工仪表的维护与检修工作十分重要。为此要求热工人员在对设备的点检或巡检中，除检查机炉的一些主重要参数外，还要对仪表的参数或DCS中历史曲线开展分析工作。对其中发现的异常情况进行及时的检查与处理，从而确保在线运行仪表的准确性与可靠性。针对运行监视、自动调节和报警动作值信号取自不同测点所带来的不一致性，从笔者的实践经验来看，可以采取三取中方式来解决这一问题。当然，对仪表的维护还包括定期对风烟压力测量管路进行吹扫，以及对汽水测量测量管路进行排污。

4 结束语

本文揭示了电厂热工测量技术发展的现状和可提升空间；在此基础上就电厂热工测量误差产生的原因进行了分析，研究认为由于测量仪表本身的精确度以测量方法、报警定值设置不当、仪表维护不当以及测量的随机误差是构成电厂热工测量误差的主要原因；针对这些影响因素，笔

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者结合实践经验，提出了相应的改进措施与对策。
参考文献：
张毅诚.论火电厂设备状态检修[J].电力安全技术,2008(09).
何东林.关于自动化仪表可靠性的分析[J].科技创新导报,2011(09).
[3]丁向阳,于丽丽.论仪表自动化应用发展趋势及建议[J].价值工程,2011(21).