茂名熱電廠一臺300MW燃煤發電機組，其中鍋爐由國內東方鍋爐公司制造。為亞監界參數、四角切圓燃燒、自燃循環汽包爐。單爐膛Π型露天布置，一次中間再熱，平衡通風、固態排渣，全鋼架，全懸吊結構，爐頂帶金屬防雨罩鍋爐。鍋爐能否穩定、安全可靠性運行，直接關系著發電廠的社會效益和經濟效益。為了更好地對鍋爐主蒸汽、汽機主蒸汽汽管路進行全程監視，按原設計，電廠在鍋爐主蒸管、汽機主汽管分別安裝8支K型熱電偶，(鍋爐主4支，汽機主汽管4支)，并通過補償導線和中間接線柜送回DCS、BTG顯示。鍋爐側和汽輪機側原設計熱電偶由熱套式保護管和可動卡套鎧裝熱電偶5m組成。
1、存在問題
機組自從投入商業運行以來，在DCS畫面上鍋爐主蒸汽溫度比汽機主蒸汽溫度偏低8-10℃，通過現場對熱電偶的測量鍋爐主蒸汽溫度的測量值比汽機的測量的值實值偏低,嚴重影響了機組的安全穩定運行。為了消除這一設備安全隱患，結合廠實際情況，利用機組停運機會，開展相關檢測工作：
①同時對鍋爐主蒸汽溫度測點、汽機主蒸汽溫度測點系統可靠性進行了檢測，采用標準信號(mV)加在就地端子箱補償線對外部回路﹑AI卡件進行校驗。DCS畫面顯示溫度值正常。
②將鍋爐汽機測溫熱電偶拆下用管式爐校驗，結果8支熱電偶全部合格，但是機組在正常運行中還是存在著鍋爐主蒸溫度比汽機主蒸汽溫度偏低現象出現。
2、熱電偶的測量
熱電偶在電廠是最常用測溫一種感溫元件。熱電偶工作原理是熱電效應。熱電偶就是用兩種不同的金屬材料一端焊接而成，焊的一端叫做測量端，未焊接的一端叫做參考端，當測量端和參考端溫度不同時，就會產生熱電勢。在工業現場測溫過程中，如果使用不當，將會給測量結果帶來誤差。
2.1 熱交換的誤差
由于被測對象與熱電偶之間熱交換不完善而引起的誤差，致使熱電偶熱端溫度達不到被測溫度。產生熱輻射損失，如管壁表面與被測介質溫度相差大，熱電偶保護套管外徑大。導熱損失由熱電偶本身的傳導作用引起，在測溫時熱電偶本身受熱程度不同，一部份熱量從溫度較高的熱端經由保護套管、熱電極等傳到溫度較低的冷端散熱。
2.2 分度誤差
不同等級熱電偶在規定溫度范圍內，其檢驗時的熱電偶允差應符合規定。
2.3 熱電特性
不同引起的誤差補償導線與熱電偶材料在0-100℃范圍內熱電特性不同而產生誤差。影響熱電偶及補償導線熱電特性的原因有兩大類：化學原因即熱電極及補償導線在使用中被氧化、腐蝕和沾污籌，物理原因熱電極及補償導線在高溫下晶粒長大，形變和引起機械應力等。
2.4絕緣不良引起的誤差
在熱電偶使用時，應注意兩熱電機間以及它們和大地之間均應有良好的絕緣，不然將會有熱電勢損耗，直接影響測量結果的準確性。
2.5安裝引起的誤差
關于熱電偶的安裝環境、取點位置（不同的介質位置不同），要選擇管道具有代表性的測量部位，被開高磁場區域，在高溫高壓（主）蒸汽管道的公稱通徑等于或小于250mm時，插入深度宜為70mm、大于250mm時，插入深度宜為100mm，保證熱電偶按要求插入避免測量偏差。
3、故障查找
3.1 再次將鍋爐主蒸汽溫度測點鎧裝熱電偶（4支）及汽機主蒸汽溫度測點熱電偶（4支）同時拆下用管式爐進行校驗，正實校驗結果全部合格。
3.2 對補償導線進行檢查
熱電偶和補償導線連接點的溫度沒有超過規定使用溫度范圍。補償導線與相應型號的熱電偶配套使用合理，熱電偶補償導線正、負極性接線正確。
3.3 從電子間AI柜進行模似量測試，DCS組態正確，這說明AI卡件沒問題。
3.4 對于鍋爐、汽機主蒸汽管道都屬高溫高壓管道，公稱通徑大于250mm插入深度通過計算減去管道壁厚和熱電偶座高,經過測量插入深度宜為100mm,符合安裝要求。
3.5 由于鍋爐、汽機主蒸汽溫度測溫點的安裝都是釆用熱套式保護套管，鍋爐使用測溫元件是鎧裝熱電偶延長5m，從熱交換原理來分析，鎧裝熱電偶本身受熱程度不同，一部分熱量從溫度較高的熱端經由保護套管、熱電極等傳到溫度較低的冷端散熱。這樣鎧裝熱電側得的溫度較之實際溫度偏低。
4、解決方法
針對鍋爐主蒸汽溫度比汽機主蒸溫度偏故障主要原因，選擇了對鍋爐主蒸汽測溫元件進行改造。將原熱套管式熱電偶更換為昌暉儀表生產的電站專用熱電偶WRND2-01 ，與5m長的鎧裝熱電偶相比，大大減少了熱電極冷端導熱損失。同時用保溫材料對保護套管增加保溫層的厚度，避免通過保護套管散熱。
結語
通過將鍋爐主蒸汽溫度測量鎧裝熱電偶改用熱套式電站專用熱電偶，在機組正常運行時，DCS畫面顯示值鍋爐主蒸汽溫度比汽機主蒸汽溫度高2℃。
作者：(廣東省茂名市)茂名熱電廠 劉湛生
