火力发电厂温度测点跳变原因分析及处理措施研究

李淼 孙慧颖 王慧颖 贺金龙

摘  要：电厂生产中温度感测温度点上的温度跳变时，偶有故障发生，原因有很多。在中小型火力发电厂运营中，为保障安全正常运行生产，有很多大型设备运作温度状态变化需要工作人员时刻关注并进行安全监控。一些较重要的温度运行设备系统，如果是出现了在高温的测量点温度出现跳变，很容易出现高温重合闸，给该电厂在未来的中长时间内安全的生产工作造成了极大安全的运行风险。本文通过对中国某特大型电站烟气脱亚硝系统若干温度测点跳变产生的基本成因问题，进行做了比较全面详细科学的调研分析，并提出总结了问题若干具体处理对策的方法并相互加以研究了横向对比，最后根据研究结果给出了较为符合火电现场工作中实际应用情况的问题最优的解决办法，为其它相似问题处理方法提出给了大家一种能够很好运用的解决方案参考。

关键词：脱亚硝基;温度跳变器;干扰二极管;连续流管;二极管

1概述

按有关安全与环保规范要求，每个炉SCR反应器锅炉的出口及入口处须按规定各锅炉单独分别配置安装至少安装一套锅炉CEMS装置。两台示范试验机组设备配置共计为约为8套，安装的温度监测点数目共计约为约24个温度观测点。从脱硝机设备投入了商业生产和运营这十年历程中至今，这些高温的探测点还仅仅在短暂的时间出现了高温过度跳变现象，而随着高温的跳变频繁的波动幅度和变化程度也越趋的更加明显，跳变频的次数也越来越多，以至有时甚至已直接造成了发生在了喷氨关断阀时发生的高温跳变重合闸，已经开始并逐渐地威胁着脱硝设备装置本身系统的正常运行、健康与安全工作和高效运转，也极易造成社会环境事件不断多发变化的另一个的重要隐患。经过了我们的大量地仔细钻研计算和分析试验方法以及经过了不断地多次的重复实验，终于寻找出一个为了解决这种重大问题的最佳综合解决办法，从根本上的解决掉了发电厂中因脱硝系统温度测点跳变而导致发生的各项主要故障，从而提高了到目前为止了电厂整个烟气脱硝工艺系统还能够高效安全有效地连续运行。

2.测温回路介绍

脱硝CEMS在线检测系统设备电路中，如二十四VDC的单相高压电源设备系统，除了可单独为检测回路系统中并联的各相隔离开关设备作电源或保护之外，还给有各种用PLC自动控制系统信号输入或输出信号的检测回路系统中，如CEMS取样探头控制系统和吹扫式电磁阀门控制系统等各种检测监控装置回路的系统电源，与检测回路系统之间以及与自动控制设备供电回路系统之间的电源，基本上都不能分离。每套CEMS控制系统中的各子系统，应当分别选择温度测量点通过至少三只温度变送器，将热电阻信息转换成四负二十mA信息。同时按照环保的有关规范，将温度信息经信号隔离开关分别送到DCS和PLC，并同时给温度变送器供电。

3原因分析

经现场进一步细致检查时又会发现，脱亚硝罐内出口压力值及入口温度在各压力测定点剖面上几乎是每次测量都或多或少可见有点发生了压力峰值跳变现象之类的各种异常的现象，但有时由于各跳变现象开始点的准确测量时间地点却并不太完全一致，跳变现象发生时间的大致垂直的方向剖面上却也往往总是并不尽全然相同，这些在被监测的点上发生峰值跳变现象后又似乎压根就根本没有什么其它或任何一些特殊规律。

为使能够便于进行更深層次的研究发现温度问题成因，考虑到对每一三套CEMS设备中，所要求测量对应部位的由三种以上温度的测试点探头所构成的测量体系都可能都存在着其某些物理相似性，所以在这里我们仅只须要求单独着重观察其至少某一处二或多于三种以上温度探头的高温测试点温度探头即可，选择1机组A侧脱硝泵的入口温度探头也就成为了单独着重观察的对象。而经过反复好几次地认真的比较和查看其测温曲线走势，最终我们就能够初步看出高温检测控制点温度波形的跳变程度，也和测温探头上的吹和吹扫式电磁阀温度传感器之间的关系有关。在每次的热探头的吹扫完毕后并都并不是说就必然的，就会有在某一个高温的测试时点上会突然出现一个高温的跳变，有时也会表现的其中一条为增大方向，有时就又显示为另两个是减小温度的方向。而其实，它也有这么另外的一个特性也是最显而易见得着的，就是在该温度观测点温度值的剧烈的波动，也就意味着一定要出现在对CEMS的探头的吹扫的开始瞬间。准确点的概念具体一点的说，是指当探头的吹扫完毕后或是刚数字化扫描才开始或完成之时。为了能便于更可靠地进行验证测试与分析判断，将吹扫式电磁阀完全自动断电，观察寿命约是八个多小时。

结果也发现了该温度下的各测定温度点也并没有出现同时都出现过电压和跳变现象，说明在该测试温度的待监测电压点附近发生频繁的高电压或跳变过电压也很的确很可能也与该吹扫型电磁阀片本身存在的高带电温度特性相关。结合电流时序关系分析，应该首先确定的是由于是在该吹扫式电磁阀首先带电后，然后又再次出现失电信号之情况时，会引起来自外界之某种大电流干扰。

4解决方案及比较

为了方便进一步调查分析发现其的内在深层原因，遂分别采取了以下这几种分析方法进行尝试并解决此问题，并多次将研究结果与进行横向比较，以期尽快找到一种最佳的解决方案。

4.1增加24VDC电源容量

系统电路中，24VDC的供电系统通常带一定的工作负荷，并带有辅助控制辅助装置，如探头吹扫电磁控制器，同时周围也装有各种检测仪器设备如温度差压变送器探头等。而该型的二十四VDC系统供电输出的最大额定重量电压及输出功率值一般为五十W，而探头和吹扫式的电磁控制器则为大于二十W。但若系统中所给配置的供电输出功率值太大过于小，则表示当探头吹扫的电磁控制器动作后，则将可能对其整个检测监控电路系统产生重大负面影响，使全部的温度差压变送器均无法保持正常的连续工作时间，或控制系统产生跳变现象。为进一步证实该观点，将二十四VDC的供电系统改制成了一个额定值最大，输出功率仅为大约一百五十W小时的供电系统。经实验后表明跳变电流幅度已得到了明显降低，而温度信号的跳变现象则仍然在不断出现，表明此试验方法效果尚不够理想。

4.2更换温度变送器

考虑到在温度信息传递回路的信号处理中也有时确实出现了局部温度信息干扰现象，有可能的是部分温度在参测温度点温度的跳跃幅度变幅宽或幅度值一般变化较小，所以有一点很明显地可能在真正投用温度中所使用的温度差压变送器信号的抗干扰或处理的能力上就会变得很不足。于是，在挑选到了这一些常用温度差压变送器信号之后开展了替换实验。结果发现，目前虽仍有小部分的温度差压变送器上的高温跳变信号幅度也相对地稍嫌较小，但还有部分温度信号上的温度跳变现象也可能仍依然或者还继续存在，可见此换频方案目前似乎也确实还有点不合适。

4.3软件滤波

通过上面的二组图我们就能够从大致上知道，温度的跳跃变幅波形应该是个尖波，可以去尝试一下在DCS侧采用软件滤波的滤波器的方法来去加以处理。但公司考虑到，互联网中干扰等的影响问题实际上从一直存在至今都还一直广泛存在，而采用此软件的解决方式实际上也的确并没有，不能完全真正地彻底消除掉其所有影响，也不是现在一个国家解决计算机中网络环境安全保护问题唯一可行的又一条的根本最有效解决方式，所以日本企业还是选择暂时或逐步地放弃并采用了此方法。

4.4并聯二极管

考虑到电磁阀的线圈是感性原件，因此具有急剧变化速度大小特性的脉冲电流在电流通过脉冲线圈时也将会在瞬时中产生另外一种自感电动势。根据经典热力学方程式法拉第牛顿第三定律，自感电动势迅速变化产生的脉冲速率大小将是与一个脉冲电压通过脉冲线圈瞬时形成的瞬时电流变化率大小将成负正比。当脉冲探头被吹扫到工作脉冲结束处之时，电磁阀线圈就自动的断开了工作电源，瞬间脉冲电流变化率也变化很大，线圈中电流将可能突然间产生释放出了高于其工作电源电压的数倍或者以上数倍的另外一种脉冲自感电动势，并将会直接与其工作电源电压产生叠加。这种温度和自激感等电动势异常变化现象不仅可能产生对电源线路本身或所需要携带较大电流时，电路输出电流回路信号可能造成的极大可能地信号干扰，同时还更有可能很大有可能会直接造成或者损坏整个电路结构过程中所相应采用的所有相应种类的电路元器件。这三点其实也就是电源回路正常运行工作中产生的温度自测点出现温度跳变等故障产生的最真正最根本的故障原因，同时它其实也是人们使用的温度变送器正常工作使用时都会出现有很大可能的损坏的电子元件故障的真正根本故障原因。

经过以上综合因素比较，决定了可进一步选用1一N4007整流降压二极管来作为其反向续流耐压二极管。1一N4007高压二极管，是为一个目前较为常见的单硅型整流稳压二极体，通常来安装或应用在单硅桥型电容的正向整流和升压整流电路中，它所具有额定下最大输出功率的反向交流抗压，电阻系数一般为或超过一千V。技术参数，当使用的第8套CEMS装置探头通过吹扫电磁阀线圈反向并接触温度变流器二极管之后，在所有的温度变探测点表面上几乎再一次也就全部没有出现了电压的过跳变现象，同时也就是几乎完全没有出现一个温度变送器二极管会出现的过热短路故障，显然此故障问题最终也算是得到了较彻底圆满地解决。

5结束语

脱硝系统温度测量点为什么会产生温度的突然跳变，根本问题产生其中的最大一方面原因可能也是由于电气控制回路体系设计中自身所固有的另一个根本问题，就是控制系统设计者并未考虑充分的时间把控制系统中温度测量控制器回路的设计本体结构，与整个系统电气控制回路设计本体结构完全有机地进行分离，导致将其两者形成的互相的干扰。当这些测温装置的正确安装投照运用进行完后，如果今后再还要求继续进行温度电源线路改造维护工作的话，将也是变得是比较的常有的困难，可以通过焊接方式在温度电磁阀接收线圈的二头加以焊接保护并加上一个接续电流二极管，可以进一步地消除了这些的干扰，使温度被所测温度点的温度变化不再是随之地发生任何温度的跳变，同时这样也就是还可以保护到了测温的电路设备系统中无任何或其它容易损坏的温度元器件，这种焊接保护的方法同样也简便而且方便易行但又经济有效。

参考文献：

[1]李如意， 袁嘉伟， 郑亮亮. 火力发电厂温度测点跳变原因分析及处理[J]. 科技创新与应用， 2017（11）：1.

[2]李斌. 热电阻发生温度跳变原因分析及解决方法[J]. 装备维修技术， 2019（5）：2.

[3]万翟， 张征平. 发电机测温点异常问题的分析及处理[J]. 自动化仪表， 2011， 32（7）：3.

作者简介：李淼（1987.04）男，汉族，本科学历，中国神华胜利发电厂中级工程师，主要负责电厂技术管理工作;