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      浦光儀表卡套式熱電阻結構改造后在發(fā)電系統中的應用
      瀏覽:225 次 發(fā)布日期:2017-10-06

       摘 要:以某電廠(chǎng)發(fā)電機組在日常更換卡套式熱電阻備品的實(shí)際情況為例進(jìn)行研究和分析,提出改進(jìn)卡套式熱電阻結構的方案,通過(guò)去掉卡套式熱電阻的原接線(xiàn)盒,加裝轉換接頭,固定螺帽和銅套,選取長(cháng)于熱電阻保護套管的熱電阻芯備品,提高備品更換過(guò)程中的通用性.經(jīng)過(guò)試驗對比改進(jìn)前后熱電阻的消缺及時(shí)率,發(fā)現改進(jìn)后的消缺率提高了44%,證明這是一種切實(shí)可行的改進(jìn)方案.

       
            在電力生產(chǎn)領(lǐng)域,溫度測量作為熱工控制不可或缺的環(huán)節,在發(fā)電機組的安全運行中承擔著(zhù)重要任務(wù),包括對主汽溫度、再熱汽溫度、軸承溫度、缸體溫度等重點(diǎn)部位介質(zhì)溫度的測量[1].溫度參數涉及一些重要的聯(lián)鎖和保護,每一個(gè)溫度信號變化反應了機組的實(shí)際運行狀態(tài),決定運行人員接下來(lái)的操作.在中低溫區的溫度測量領(lǐng)域,非常常用的測量?jì)x器就是熱電阻[2].熱電阻的測溫原理是基于導體或半導體的電阻值隨著(zhù)溫度變化而變化的特性測量的[3].因此測溫元件的準確性,以及損壞后更換的及時(shí)性都決定著(zhù)電力生產(chǎn)設備的安全運行.
       
            在實(shí)際的電力生產(chǎn)過(guò)程中,由于備品購買(mǎi)流程時(shí)間較長(cháng),且非原裝備品更換后測量存在誤差等原因引起更換不及時(shí)和測量不準確.為了更好地提高熱電阻的消缺及時(shí)率,本文以某電廠(chǎng)日常更換熱電阻備品的消缺情況為例,提出改進(jìn)卡套式熱電阻結構方案,使購買(mǎi)的備品具有通用性,提高消缺更換及時(shí)率,保證電力生產(chǎn)設備安全穩定運行. 
       
      1 實(shí)例概況
            某電廠(chǎng)1、2號發(fā)電機組在中低溫區域的管道介質(zhì)處是用卡套式熱電阻作為測溫元件的.在早期的機組籌建時(shí),由于機組設備管道粗細不均,溫度測點(diǎn)安裝位置不同,測溫時(shí)根據安裝位置配置了多種型號、長(cháng)短不同的卡套式熱電阻.在出現缺陷時(shí),因1、2機組溫度測點(diǎn)數量多,安裝位置復雜,所需熱電阻備品的長(cháng)度不同,型號規格多樣化,采購周期長(cháng),備件到貨不及時(shí),就會(huì )造成消缺時(shí)間延長(cháng).而測溫元件更換不及時(shí),就會(huì )導致運行人員監控受限,從而造成安全隱患,影響機組安全運行.因此改進(jìn)卡套式熱電阻的結構,提高備品更換的通用性變得尤為重要.
       
       2 卡套式熱電阻的結構
            熱電阻主要是測量物質(zhì)受到外界及內部溫度的影響而產(chǎn)生的電阻變化率.隨著(zhù)熱電阻被廣泛應用在不同的生產(chǎn)活動(dòng)中,其也衍生出多種不同外觀(guān)及種類(lèi),但這些熱電阻的基本結構依然沒(méi)有特別大的變化[4].
       
            本文研究的卡套式熱電阻主要由接線(xiàn)盒、接線(xiàn)端子、保護套管、卡套連接裝置、熱電阻芯5部分構成,如 圖1所示.
      QQ截圖20200525160417
      2.1 接線(xiàn)盒
            接線(xiàn)盒除起到保護內部感溫部分免受水、汽等外界環(huán)境侵蝕作用外,還能使接線(xiàn)端子與外接導線(xiàn)間的接觸更加良好.接線(xiàn)盒的殼體可分為普通防水殼體和防爆殼體,實(shí)際應用中需要根據具體測溫環(huán)境來(lái)選擇接線(xiàn)盒類(lèi)型.
      2.2 保護套管
            保護管是用戶(hù)使用的關(guān)鍵部件,分為金屬保護管和非金屬保護管,是用來(lái)保護傳感器感溫元件不受機械損傷和介質(zhì)化學(xué)腐蝕的裝置.因測溫環(huán)境不同,需配置不同材質(zhì)的保護管,如耐高溫的高溫合金保護管、耐腐蝕的四氟保護管、氣密性好的剛玉管等[1];因承壓不同,需配置不同外形的保護管,如直型保護管或錐形保護管[5].
      2.3 卡套連接裝置
            卡套連接裝置是熱電阻在現場(chǎng)安裝過(guò)程中的關(guān)鍵,主要由卡套、螺母組成,將保護套管插入卡套內,利用卡套螺母鎖緊抵觸卡套,形成有效密封.在安裝過(guò)程中,要根據具體的安裝位置選擇合適的卡套連接裝置型號.
      2.4 熱電阻芯
            熱電阻芯是熱電阻測量溫度的核心部件,受到保護管的防護,以免受到磨損和化學(xué)腐蝕.熱電阻按測量元件的結構形式,可分為裝 配 式 和 鎧 裝 式[6].其中熱電阻芯是采用金屬絲繞成的感溫元件[7],主 要 由 電 阻絲、絕緣骨架、引線(xiàn)構成.電阻絲作為感溫部分均勻繞制在絕緣骨架上,并通過(guò)引線(xiàn)連接到接線(xiàn)盒.由于測溫環(huán)境不同,普通裝配式抗振能力差,如果外界環(huán)境振動(dòng)強烈就會(huì )使熱電阻芯斷裂,導致測量信號中斷,因此不適合安裝在振動(dòng)大的環(huán)境中.相比普通型熱電阻,鎧裝式具有體積小、易安裝、抗沖擊、能彎曲且使用壽命更長(cháng)的特點(diǎn)[8].
      2.5 接線(xiàn)端子
            接線(xiàn)端子是用來(lái)連接感溫元件和外接導線(xiàn)的橋梁,將感溫元件的溫度通過(guò)引線(xiàn)連接到接線(xiàn)端子,經(jīng)過(guò)外接導線(xiàn)傳輸到顯示儀表中. 
       
      3 卡套式熱電阻結構的改進(jìn)
       
      3.1 熱電阻在實(shí)際應用中存在的問(wèn)題
            某電廠(chǎng)1、2號機組的測溫熱電阻元件在機組籌建過(guò)程已整套安裝于測溫點(diǎn),隨著(zhù)投產(chǎn)運行,因老化、松動(dòng)等原因產(chǎn)生測溫數值不準的問(wèn)題,往往只需將接線(xiàn)盒內接線(xiàn)端子的固定螺絲旋開(kāi),更換內置的熱電阻芯.
       
            但因溫度測點(diǎn)數量多,安裝位置復雜,所需的備品長(cháng)短規格多,不具有通用性,采購周期又長(cháng),備件到貨不及時(shí),就會(huì )造成消缺時(shí)間延長(cháng),影響機組安全運行.并且由于元件型號多樣、生產(chǎn)廠(chǎng)家不同等因素,所購買(mǎi)的熱電阻芯并不是原裝的,其長(cháng)度存在誤差,造成熱電阻感溫部分不能緊貼保護套管,容易產(chǎn)生測量誤差,這給機組安全運行帶來(lái)很大隱患.
       
      3.2 改進(jìn)對策
            針對某電廠(chǎng)熱電阻在實(shí)際應用中存在的問(wèn)題,為提高熱電阻芯備品的通用性,減少消缺時(shí)間,本文提出以下幾點(diǎn)改進(jìn)對策: 
            (1)改變熱電阻測溫元件的裝配結構,去掉與保護套管連接的接線(xiàn)盒部分. (
            (2)在原接線(xiàn)盒處加裝固定式轉換接頭,并根據熱電阻芯的粗細選擇銅套,加工固定螺帽,通過(guò)轉換接頭、銅套和固定螺帽將熱電阻芯固定在保護套管內. 
            (3)根據現場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境,統計原安裝的熱電阻測溫元件保護套管的長(cháng)度,購買(mǎi)長(cháng)于保護套管的熱電阻芯,使熱電阻芯備品具有通用性.
       
            通過(guò)改進(jìn)卡套式熱電阻的結構,根據熱電阻保護套管的長(cháng)短,只需采購50、90兩種規格的熱電阻芯,既可以滿(mǎn)足生產(chǎn)要求,又大大減少備品庫存量,降低采購成本.同時(shí)因購買(mǎi)的熱電阻芯備品長(cháng)于保護套管,其測溫元件端能緊貼套壁,確保測溫的準確性,提高了消缺及時(shí)性.改進(jìn)的卡套式熱電阻結構見(jiàn)圖2.
      改進(jìn)后得卡套式熱電阻結構
      4 改進(jìn)后的實(shí)施效果
            由于改進(jìn)后1、2號機組的熱電阻所需要的備件型號只有50、90兩種規格,減少了型號的多樣性,庫存采購方便,當缺陷產(chǎn)生需要更換測溫元件時(shí)能及時(shí)處理,而且不管保護套管有多長(cháng),倉庫中所購置的熱電阻芯備品都長(cháng)于保護套管,具有通用性,適用各個(gè)溫度測點(diǎn)的更換.
       
            為證明改進(jìn)后的效果,2018年底對某電廠(chǎng)1、2號機組部分故障率較高的區域進(jìn)行了熱電阻結構改造,分別獲取了2018年1月至5月改進(jìn)前的消缺率數據和2019年1月至5月消缺率的數據,見(jiàn)表1所示.
      改進(jìn)前與改進(jìn)后的卡套式熱電阻消缺及時(shí)率對比
            將改進(jìn)后的熱電阻與改進(jìn)前的1、2號機組的熱電阻進(jìn)行消缺及時(shí)率的統計對比可知,熱電阻消缺及時(shí)率從改進(jìn)前的56%提高到改進(jìn)后的100%,保障了機組的安全運行. 
       
      5 結 語(yǔ)
            本文提出一種改進(jìn)卡套式熱電阻結構的對策,通過(guò)實(shí)施對比某電廠(chǎng)1、2機組改進(jìn)前后的消缺及時(shí)率可見(jiàn),其消缺及時(shí)率由原來(lái)的56%提高到100%,同時(shí)減少了所需備品的型號,降低了庫存量和采購成本,使購置的備品具有通用性,是一種切實(shí)可行的方式.


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