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[摘 要]在现代技术的推动下，工业生产过程当中自动化仪表设备发挥着越来越重要的作用，为了保证仪表的可靠、稳定的运行，需要依靠有关的控制系统加强对自动化仪表的控制工作，确保其作用能够得到充分发挥。其中锅炉自动化仪表控制系统就在很大程度上确保了锅炉的安全稳定运行。文章主要分析和探讨了锅炉自动化控制系统的故障问题，旨在全面提升系统的稳定性和安全性。
[关键词]锅炉；自动化控制系统；故障诊断
中图分类号：TK223.67 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）20-0145-01
随着火电行业发展的日渐成熟，锅炉的自动化控制水平及技术覆盖也越来越高。但是，自动化生产的控制系统受到调整经验和技术水平的影响，无法完全满足生产效率，确实还存在一些问题和不足，需采取一定的技术措施诊断分析系统故障，及时排除隐患，确保锅炉运行的安全性和運行效率。
一、锅炉自动化仪表常见故障
①上位机显示压力比实际压力偏低。这可能是因为压力变送器接口漏气、电源不稳定或接线错误，也可能是压力变送器损坏造成的，这种情况下虽然实际压力很高，但是压力变送器已经不能反映出实际数据。②压力变送器输出不稳。变送器有时会对压力变化没有反应，将变送器泄压可以看到变送器不能复零位，这种情况一般是变送器密封圈问题造成的。③流量测量仪表显示数值偏大或偏小。④温度测量与实际温度变差较大。⑤温控仪表出现快速震荡、显示极大或极小值。⑥火焰检测系统发生故障，各燃烧器火焰强度发生严重偏差。
二、锅炉自动化仪表控制系统的故障诊断
锅炉自动化仪表控制系统故障诊断的方法包括外观检查、开机检查、断路法和电压法。在仪表控制系统出现故障或者日常运行维护检查过程中，首先对各自动化仪表进行外观检查，如触点有没有发黑、发热、冒烟、糊味，或者松动、锈蚀、虚焊等，没有明显损坏和异常时，可以进行开机检查，采用断路法、电压法深入检查，探明仪表故障。在进行故障诊断过程中，必须详细掌握仪表控制系统的工艺流程和生产流程，以及各种仪表的工作原理与控制系统的结构特点，才能够正确和及时地进行仪表设备的运行维护。
三、锅炉自动化仪表控制系统的故障分析
（一）介质流量仪表的故障
介质流量仪表由开关、电子式差压变送器、电气转换器、显示仪表组成（如图1）。EJA130A 差压变送器主要用来测量液体的液位、以及气体、蒸汽的压力，然后将其转变成成4-20mA DC电流信号输出，输出信号通过电气转换器传送到流量表上，在流量显示仪表上显示出流量的数值。该仪表最常见的故障就是当锅炉正常运行时，流量显示不正常，当发现这种故障时，先要检查流量表是否正常，在少数情况下流量表本身也会发生故障。如果流量表正常。则查看开关、差压变送器、电气转换开关是否出问题。第一，流量表无指示。故障处理：先查看有没有介质，取样管是否堵塞，然后用万用表测量变送器是否有4-20mA电流输出，接下来检查一下各个地方的接线处是不是断了，如果以上都正常就测量控制柜内模板处是否有输出。第二，流量表误差偏大。故障处理：接上手操器查看一下差压变送器的量程是否正确，如与规程不符则更改量程；还有一种可能性，就是差压变送器失去线性计算能力，拆下变送器重新进行校验，检查线性曲线是否合格，若合格则重新设置一下对大气补偿零点，再次校验，若仍不合格，则应考虑更换差压变送器。
（二）温度测量系统故障
热电偶和热电阻是温度测量系统的主要部件，温度测量系统的一般故障多与热电偶及热电阻等温度元件有关，以下统称为温度元件。如显示温度为最大值，并且显示数值不再有明显变化，数控显示仪表显示“S.Err”，一般情况下这是由于温度元件的传导部分断路造成的，需要将温度元件解线测量线路中各节点的电阻，判断是传导故障还是测量元件故障。如果温度仪表显示为最小值（或者为负数），通常是温度元件线路短路造成的，只需要将热电偶的电线拆下用万用表测量其电阻找出短路点重新进行绝缘处理就能够解决。当环境温度变化时，热电偶的受热特性极易发生变化，造成温度显示偏离线性关系，显示温度会高于实际温度，有时导线接头的接触不良或发生氧化也会导致此问题的产生，因此，如果显示温度比实际温度偏高时只要排除这两方面就可以了。
（三）压力测控仪表故障
压力测量仪表的故障主要是操作压力发生了变化，而测控仪表的压力不随实际压力而变化。应首先检查引压导管系统是否堵塞，如果排除引压导管的堵塞，那么故障就是由控制器的测量指示系统引起的，需要对压力测控仪表进行维修或更换。
（三）DCS模块故障
DCS模块是控制锅炉自动化运行的核心软件部分，如果模块的输入、输出不正常，会影响锅炉运行的正常指令，从而导致锅炉启停故障。应排除一次仪表故障后，再检查DCS模块是否故障，若故障则更换处理相应故障模块。
（四）锅炉火焰监测系统故障
在四角布置燃烧器的切圆燃烧式锅炉上，火焰监测器如何大大地降低甚至消除随机性出错的可能性，和提高火焰监测系统数字化的准确性，是火电锅炉火焰监测系统的重要问题所在。每只燃烧器安装一只火焰探头，然后与下位机连接，下位机采集到光电信号后，转化成数字信号再上传至上位机。每只燃烧器都有自己的着火点和火焰方向，最后汇聚到切圆火焰中心充分燃烧，因此必须准确设定火焰检测器的探头位置和探测角度，以防止其他燃烧器或切圆火焰会随机地窜入某只火检探头的探测区域，发生误报或丧失对原本燃烧器的监测任务。
我厂两台300MW/H锅炉规定，有3/4燃烧器未检测到火焰，发四取三跳磨信号，对应磨煤机保护跳闸。正常燃烧工况下，若火焰检测器无法检测到火焰强度，可取出相关光电感应探头，擦拭后辅以光信号，检查上位机是否有火焰强度；如若信号强度不足或是不稳定，则借助负荷及其他火焰检测器判定炉膛切圆燃烧位置是否良好，检查火焰检测系统下位机光电信号强度系数是否合适，调整系数。
总之，仪表控制系统应用的主要目的就是为了对设备运行进行全面化的监控，及时发现设备运行中存在的异常问题，保证设备运行的安全性、稳定性。对于锅炉而言，锅炉自动化运行控制依赖于各自动化仪表控制系统的安全运行，应重视自动化仪表控制系统的各种隐患排除与故障控制，提高锅炉运行的安全性和经济性。
参考文献
[1] 吴宗凡，刘美玲，张绍举.红外与微光技术[M].国防工业出版社，1998.
[2] 廖晓倩，陈永强.探究锅炉仪表控制系统故障分析及对策[J].信息通信，2015，06.
[3] 周胜和.锅炉仪表控制系统运行故障分析及处理[J].中国新技术新产品，2012，21.
[关键词]锅炉；自动化控制系统；故障诊断
中图分类号：TK223.67 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）20-0145-01
随着火电行业发展的日渐成熟，锅炉的自动化控制水平及技术覆盖也越来越高。但是，自动化生产的控制系统受到调整经验和技术水平的影响，无法完全满足生产效率，确实还存在一些问题和不足，需采取一定的技术措施诊断分析系统故障，及时排除隐患，确保锅炉运行的安全性和運行效率。
一、锅炉自动化仪表常见故障
①上位机显示压力比实际压力偏低。这可能是因为压力变送器接口漏气、电源不稳定或接线错误，也可能是压力变送器损坏造成的，这种情况下虽然实际压力很高，但是压力变送器已经不能反映出实际数据。②压力变送器输出不稳。变送器有时会对压力变化没有反应，将变送器泄压可以看到变送器不能复零位，这种情况一般是变送器密封圈问题造成的。③流量测量仪表显示数值偏大或偏小。④温度测量与实际温度变差较大。⑤温控仪表出现快速震荡、显示极大或极小值。⑥火焰检测系统发生故障，各燃烧器火焰强度发生严重偏差。
二、锅炉自动化仪表控制系统的故障诊断
锅炉自动化仪表控制系统故障诊断的方法包括外观检查、开机检查、断路法和电压法。在仪表控制系统出现故障或者日常运行维护检查过程中，首先对各自动化仪表进行外观检查，如触点有没有发黑、发热、冒烟、糊味，或者松动、锈蚀、虚焊等，没有明显损坏和异常时，可以进行开机检查，采用断路法、电压法深入检查，探明仪表故障。在进行故障诊断过程中，必须详细掌握仪表控制系统的工艺流程和生产流程，以及各种仪表的工作原理与控制系统的结构特点，才能够正确和及时地进行仪表设备的运行维护。
三、锅炉自动化仪表控制系统的故障分析
（一）介质流量仪表的故障
介质流量仪表由开关、电子式差压变送器、电气转换器、显示仪表组成（如图1）。EJA130A 差压变送器主要用来测量液体的液位、以及气体、蒸汽的压力，然后将其转变成成4-20mA DC电流信号输出，输出信号通过电气转换器传送到流量表上，在流量显示仪表上显示出流量的数值。该仪表最常见的故障就是当锅炉正常运行时，流量显示不正常，当发现这种故障时，先要检查流量表是否正常，在少数情况下流量表本身也会发生故障。如果流量表正常。则查看开关、差压变送器、电气转换开关是否出问题。第一，流量表无指示。故障处理：先查看有没有介质，取样管是否堵塞，然后用万用表测量变送器是否有4-20mA电流输出，接下来检查一下各个地方的接线处是不是断了，如果以上都正常就测量控制柜内模板处是否有输出。第二，流量表误差偏大。故障处理：接上手操器查看一下差压变送器的量程是否正确，如与规程不符则更改量程；还有一种可能性，就是差压变送器失去线性计算能力，拆下变送器重新进行校验，检查线性曲线是否合格，若合格则重新设置一下对大气补偿零点，再次校验，若仍不合格，则应考虑更换差压变送器。
（二）温度测量系统故障
热电偶和热电阻是温度测量系统的主要部件，温度测量系统的一般故障多与热电偶及热电阻等温度元件有关，以下统称为温度元件。如显示温度为最大值，并且显示数值不再有明显变化，数控显示仪表显示“S.Err”，一般情况下这是由于温度元件的传导部分断路造成的，需要将温度元件解线测量线路中各节点的电阻，判断是传导故障还是测量元件故障。如果温度仪表显示为最小值（或者为负数），通常是温度元件线路短路造成的，只需要将热电偶的电线拆下用万用表测量其电阻找出短路点重新进行绝缘处理就能够解决。当环境温度变化时，热电偶的受热特性极易发生变化，造成温度显示偏离线性关系，显示温度会高于实际温度，有时导线接头的接触不良或发生氧化也会导致此问题的产生，因此，如果显示温度比实际温度偏高时只要排除这两方面就可以了。
（三）压力测控仪表故障
压力测量仪表的故障主要是操作压力发生了变化，而测控仪表的压力不随实际压力而变化。应首先检查引压导管系统是否堵塞，如果排除引压导管的堵塞，那么故障就是由控制器的测量指示系统引起的，需要对压力测控仪表进行维修或更换。
（三）DCS模块故障
DCS模块是控制锅炉自动化运行的核心软件部分，如果模块的输入、输出不正常，会影响锅炉运行的正常指令，从而导致锅炉启停故障。应排除一次仪表故障后，再检查DCS模块是否故障，若故障则更换处理相应故障模块。
（四）锅炉火焰监测系统故障
在四角布置燃烧器的切圆燃烧式锅炉上，火焰监测器如何大大地降低甚至消除随机性出错的可能性，和提高火焰监测系统数字化的准确性，是火电锅炉火焰监测系统的重要问题所在。每只燃烧器安装一只火焰探头，然后与下位机连接，下位机采集到光电信号后，转化成数字信号再上传至上位机。每只燃烧器都有自己的着火点和火焰方向，最后汇聚到切圆火焰中心充分燃烧，因此必须准确设定火焰检测器的探头位置和探测角度，以防止其他燃烧器或切圆火焰会随机地窜入某只火检探头的探测区域，发生误报或丧失对原本燃烧器的监测任务。
我厂两台300MW/H锅炉规定，有3/4燃烧器未检测到火焰，发四取三跳磨信号，对应磨煤机保护跳闸。正常燃烧工况下，若火焰检测器无法检测到火焰强度，可取出相关光电感应探头，擦拭后辅以光信号，检查上位机是否有火焰强度；如若信号强度不足或是不稳定，则借助负荷及其他火焰检测器判定炉膛切圆燃烧位置是否良好，检查火焰检测系统下位机光电信号强度系数是否合适，调整系数。
总之，仪表控制系统应用的主要目的就是为了对设备运行进行全面化的监控，及时发现设备运行中存在的异常问题，保证设备运行的安全性、稳定性。对于锅炉而言，锅炉自动化运行控制依赖于各自动化仪表控制系统的安全运行，应重视自动化仪表控制系统的各种隐患排除与故障控制，提高锅炉运行的安全性和经济性。
参考文献
[1] 吴宗凡，刘美玲，张绍举.红外与微光技术[M].国防工业出版社，1998.
[2] 廖晓倩，陈永强.探究锅炉仪表控制系统故障分析及对策[J].信息通信，2015，06.
[3] 周胜和.锅炉仪表控制系统运行故障分析及处理[J].中国新技术新产品，2012，21.