摘要：通常情况下，火电厂在正常运转时，会受到多种因素的影响，导致温度、压力异常，存在很多的安全隐患。因此，需要在火电厂中应用过热气温控制系统，有利于对锅炉汽水进行控制，确保火电厂的安全性。但在实际应用中还存在一些故障隐患，本文将重点对火电厂过热气温控制系统的故障诊断措施进行分析，并提出了有效的建议，以期为相关人员提供有益的参考。
关键词：火电厂；过热气温控制系统；故障诊断
引言：随着社会经济的发展，人们对电能的依赖性越来越强，促使电力企业不断加大火电厂的建设力度，以满足供电需求。而过热气温控制系统是火电厂的重要系统之一，在建设中需要应用很多传感器，有利于及时进行数据采集与处理，进而识别故障信息，并采取正确的管控措施，不断提高火电厂的安全性与稳定性。
1.火电厂过热气温控制系统的组成及意义
现阶段，我国火电厂过热气温控制系统主要由过热器、高压缸、减温器、汽包、控制回路等组成。当系统处于正常运转时，会通过汽包来传递饱和蒸汽，在顶棚过热器、低温过热器、屏式过热器、末级过热器的作用下来控制饱和蒸汽的温度，使其达到出口温度标准。为了保障控制效果，避免出现热偏差等问题，还需要在末级过热器、屏式过热器、低温过热器之间增加2个减温器，确保温度控制效果。同时，过热蒸汽管的实际长度也会对温度控制效果产生影响，需要根据实际情况来进行规划。
当进行火力发电时，若过热气温过高，会加大对机械设备的损坏程度，影响其热稳定性，使得机械的质量、性能下降，容易引发安全事故。对此，我国相关人员曾做过调查，当过热器温度为550℃时，气温每升高1℃，过热材料会降低40h的使用寿命；若气温升高15℃，且火电厂运行一年后，过热材料会降低1200h的使用寿命。因此，做好过热气温控制工作，不仅可以保障材料的质量，降低后续维护、改造成本，还能提高火电厂运行的安全性，实现其经济效益和社会效益[1]。
2.探究火电厂过热气温控制系统故障诊断策略
在进行故障诊断工作时，需要先对过热气温控制系统的特点进行分析，有利于明确工作内容，确保故障诊断的针对性。对此，本文主要对以下几个问题进行故障诊断：一是，对传感器进行故障诊断，包括温度传感器、流量传感器等，一旦发生故障隐患，应及时告警，以制定相应的控制方案；二是，对执行器进行故障诊断，如减温器、止水阀，有利于发现问题并处理。
2.1故障种类
2.1.1传感器故障
对于火电厂过热气温控制系统来说，传感器在正常运行时，会受到各种因素的影响，经常会出现超速、增益、脉冲、偏差等故障，导致传感器不能正常进行数据的识别与收集等工作，给系统的维护与检测等工作带来了很大的难度。
2.1.2执行器故障
当火电厂处于正常运转时，执行器故障与传感器故障有很多的共同点，都存在偏差故障、增益故障等问题，且故障特征相似。此外，执行器的常见故障还包括卡死、漏流、滞环等，威胁着火电厂运行的安全性。
2.2故障诊断方法
在科学技术的发展下，我国的故障诊断技术水平得到了快速提高，其诊断方法也向多元化方向发展，能有效提高诊断效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了保障诊断应用效果，笔者将这些方法归纳为两大类：一是，数学模型诊断法，可采用等价空间方程法、滤波器检测法、观测器诊断法等；二是非模型诊断法，主要包括神经网络法、专家系统诊断法、统计诊断法等。而在实际应用时，应根据火电厂过热气温控制系统的实际情况进行分析，合理应用故障诊断方法，有利于提高诊断质量和效率。
第一，当故障隐患所处的条件比较复杂时，会给诊断工作带来了很大的难度，难以及时进行检测。因此，在应用诊断方法时，也应该采用一些较为复杂的方法，有利于对各个影响因素进行分析，从大量的数据中分析出故障的特点，保障诊断质量[2]。
第二，若故障所处的条件比较简单时，可直接采用一些简单易行的诊断方法，及时诊断故障存在的原因。对此，通常可采用冗余分析法、信号分析法等，提高诊断效率。
第三，虽然统计诊断法可以取得良好的效果，但在实际应用中，会受到各种因素的干扰，使得诊断精度受到了影响。对此，可将统计诊断法与数学模型结合起来，创新综合诊断模式，以解决实际问题。
2.3故障诊断实例
本文以某火电厂为例进行分析，该火电厂过热气温控制系统采用了二次喷水减温方案，并在过热器与联合箱的作用下，将高温蒸汽集中到过热蒸汽管子中。在这种情况下，蒸汽在一级喷水降温处理后，会重新进入到加热器中，并从两根管子出来，此时可进行二次喷水降温处理。当这些工作处理结束后，蒸汽会进入到末级过热器中，以保障蒸汽符合出口温度标准。
2.3.1传感器故障诊断
当利用温度传感器来收集数据信息时，发现温度变化异常，温度值从465℃快速变为30℃。由于温度变化速度较快，明显存在故障隐患，可初步确定为断线故障。在进行故障诊断时，应先对传感器的波动方向及频率进行检测与分析，有利于明确故障原因。若传感器受到断线的影响时，其温度数值变化比较明显，会快速跳到极大值或极小值，以判断故障实际情况。根据现有数据可知，当传感处于正确运转时，显示温度为465℃，故障发生后，温度迅速下降至30摄氏度，温度变化率为435℃/s。由此可知，其传感器波动频率变化较大，且温度向极小值跳跃，符合传感器断线故障的特征[3]。
2.3.2执行器故障诊断
滑动故障也是火电厂过热控制系统的常见故障之一，当系统处于正常运转时，发现执行器的指令信号与反馈信号存在异常现象。其中，反馈信号与指令信号均存在明显的阶梯性变化，且指令信号的变化较为平滑。因此，可初步判断为执行器存在滑动故障。当进行故障诊断时，需要对执行器阀杆的滑动变化情况进行分析，有利于确定频率分布情况，为后续的故障诊断工作提供便利。当执行器阀杆处于平滑运动状态时，其滑动速度方均根与均值相差较小，若发生故障时，这两个值的差异性比较明显。因此，可通过比较执行器阀杆滑动速度方均根与均值的差异性来进行诊断，以保障诊断效果。经过测试可知，当对指令信号进行故障诊断时，发现方均根与均值之比接近1，其数值相近。在对反馈信号进行诊断时，其比值约为3，表明数值相差较大。由此可知，执行器存在滑动故障，需要根据实际情况来进行处理。
结束语：综上所述，过热气温控制系统是火电厂的重要组成部分，对火电厂运行的安全性与可靠性会造成严重的影响。因此，需要工作人员不断提高自身的专业素质水平，根据系统故障情况来采取针对性诊断方法，并进行故障处理，确保过热蒸汽控制系统正常运行，以推动火电厂安全、稳定的发展。
参考文献：
[1]梁宇宁.火电厂过热汽温控制系统故障诊断研究[J].现代国企研究,2016(08):119.
[2]王建国.基于神经网络自适应逆控制的火电厂过热汽温控制系统的研究[J].科技信息,2011(36):35-36.
[3]李庆芝,牛玉广,兰志超.火电厂过热汽温控制系统性能评价[J].电力科学与工程,2011,27(07):45-50.
论文作者:李波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/18
标签：火电厂论文; 故障论文; 故障诊断论文; 气温论文; 控制系统论文; 传感器论文; 温度论文; 《电力设备》2018年第14期论文;