電話(huà)熱線(xiàn)：
卡套式熱電阻結(jié)構(gòu)的改進(jìn)及其在發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用
2020-06-05閱讀：
在電力生產(chǎn)領(lǐng)域，溫度測(cè)量作為熱工控制不可或缺的環(huán)節(jié)，在發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行中承擔(dān)著重要任務(wù)，包括對(duì)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(cè)量［１］．溫度參數(shù)涉及一些重要的聯(lián)鎖和保護(hù)，每一個(gè)溫度信號(hào)變化反應(yīng)了機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，決定運(yùn)行人員接下來(lái)的操作．在中低溫區(qū)的溫度測(cè)量領(lǐng)域，非常常用的測(cè)量?jī)x器就是熱電阻［２］．熱電阻的測(cè)溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨著溫度變化而變化的特性測(cè)量的［３］．因此測(cè)溫元件的準(zhǔn)確性，以及損壞后更換的及時(shí)性都決定著電力生產(chǎn)設(shè)備的安全運(yùn)行．
在實(shí)際的電力生產(chǎn)過(guò)程中，由于備品購(gòu)買(mǎi)流程時(shí)間較長(zhǎng)，且非原裝備品更換后測(cè)量存在誤差等原因引起更換不及時(shí)和測(cè)量不準(zhǔn)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(jié)構(gòu)方案，使購(gòu)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(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行．
１ 實(shí)例概況
某電廠(chǎng)１、２號(hào)發(fā)電機(jī)組在中低溫區(qū)域的管道介質(zhì)處是用卡套式熱電阻作為測(cè)溫元件的．在早期的機(jī)組籌建時(shí)，由于機(jī)組設(shè)備管道粗細(xì)不均，溫度測(cè)點(diǎn)安裝位置不同，測(cè)溫時(shí)根據(jù)安裝位置配置了多種型號(hào)、長(zhǎng)短不同的卡套式熱電阻．在出現(xiàn)缺陷時(shí)，因１、２機(jī)組溫度測(cè)點(diǎn)數(shù)量多，安裝位置復(fù)雜，所需熱電阻備品的長(zhǎng)度不同，型號(hào)規(guī)格多樣化，采購(gòu)周期長(zhǎng)，備件到貨不及時(shí)，就會(huì)造成消缺時(shí)間延長(zhǎng)．而測(cè)溫元件更換不及時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行人員監(jiān)控受限，從而造成安全隱患，影響機(jī)組安全運(yùn)行．因此改進(jìn)卡套式熱電阻的結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)
熱電阻主要是測(cè)量物質(zhì)受到外界及內(nèi)部溫度的影響而產(chǎn)生的電阻變化率．隨著熱電阻被廣泛應(yīng)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(jié)構(gòu)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(hù)套管、卡套連接裝置、熱電阻芯５部分構(gòu)成，如 圖１所示．
２．１ 接線(xiàn)盒
接線(xiàn)盒除起到保護(hù)內(nèi)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(dǎo)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(yīng)用中需要根據(jù)具體測(cè)溫環(huán)境來(lái)選擇接線(xiàn)盒類(lèi)型．
２．２ 保護(hù)套管
保護(hù)管是用戶(hù)使用的關(guān)鍵部件，分為金屬保護(hù)管和非金屬保護(hù)管，是用來(lái)保護(hù)傳感器感溫元件不受機(jī)械損傷和介質(zhì)化學(xué)腐蝕的裝置．因測(cè)溫環(huán)境不同，需配置不同材質(zhì)的保護(hù)管，如耐高溫的高溫合金保護(hù)管、耐腐蝕的四氟保護(hù)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(hù)管，如直型保護(hù)管或錐形保護(hù)管［５］．
２．３ 卡套連接裝置
卡套連接裝置是熱電阻在現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中的關(guān)鍵，主要由卡套、螺母組成，將保護(hù)套管插入卡套內(nèi)，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(jù)具體的安裝位置選擇合適的卡套連接裝置型號(hào)．
２．４ 熱電阻芯
熱電阻芯是熱電阻測(cè)量溫度的核心部件，受到保護(hù)管的防護(hù)，以免受到磨損和化學(xué)腐蝕．熱電阻按測(cè)量元件的結(jié)構(gòu)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(gòu)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(cè)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(qiáng)烈就會(huì)使熱電阻芯斷裂，導(dǎo)致測(cè)量信號(hào)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(zhǎng)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(dǎo)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(dǎo)線(xiàn)傳輸?shù)斤@示儀表中．
３ 卡套式熱電阻結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
３．１ 熱電阻在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題
某電廠(chǎng)１、２號(hào)機(jī)組的測(cè)溫?zé)犭娮柙跈C(jī)組籌建過(guò)程已整套安裝于測(cè)溫點(diǎn)，隨著投產(chǎn)運(yùn)行，因老化、松動(dòng)等原因產(chǎn)生測(cè)溫?cái)?shù)值不準(zhǔn)的問(wèn)題，往往只需將接線(xiàn)盒內(nèi)接線(xiàn)端子的固定螺絲旋開(kāi)，更換內(nèi)置的熱電阻芯．
但因溫度測(cè)點(diǎn)數(shù)量多，安裝位置復(fù)雜，所需的備品長(zhǎng)短規(guī)格多，不具有通用性，采購(gòu)周期又長(zhǎng)，備件到貨不及時(shí)，就會(huì)造成消缺時(shí)間延長(zhǎng)，影響機(jī)組安全運(yùn)行．并且由于元件型號(hào)多樣、生產(chǎn)廠(chǎng)家不同等因素，所購(gòu)買(mǎi)的熱電阻芯并不是原裝的，其長(zhǎng)度存在誤差，造成熱電阻感溫部分不能緊貼保護(hù)套管，容易產(chǎn)生測(cè)量誤差，這給機(jī)組安全運(yùn)行帶來(lái)很大隱患．
３．２ 改進(jìn)對(duì)策
針對(duì)某電廠(chǎng)熱電阻在實(shí)際應(yīng)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(duì)策：
（１）改變熱電阻測(cè)溫元件的裝配結(jié)構(gòu)，去掉與保護(hù)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(zhuǎn)換接頭，并根據(jù)熱電阻芯的粗細(xì)選擇銅套，加工固定螺帽，通過(guò)轉(zhuǎn)換接頭、銅套和固定螺帽將熱電阻芯固定在保護(hù)套管內(nèi)．
（３）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境，統(tǒng)計(jì)原安裝的熱電阻測(cè)溫元件保護(hù)套管的長(zhǎng)度，購(gòu)買(mǎi)長(zhǎng)于保護(hù)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(jié)構(gòu)，根據(jù)熱電阻保護(hù)套管的長(zhǎng)短，只需采購(gòu)５０、９０兩種規(guī)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(kù)存量，降低采購(gòu)成本．同時(shí)因購(gòu)買(mǎi)的熱電阻芯備品長(zhǎng)于保護(hù)套管，其測(cè)溫元件端能緊貼套壁，確保測(cè)溫的準(zhǔn)確性，提高了消缺及時(shí)性．改進(jìn)的卡套式熱電阻結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖２．
４ 改進(jìn)后的實(shí)施效果
由于改進(jìn)后１、２號(hào)機(jī)組的熱電阻所需要的備件型號(hào)只有５０、９０兩種規(guī)格，減少了型號(hào)的多樣性，庫(kù)存采購(gòu)方便，當(dāng)缺陷產(chǎn)生需要更換測(cè)溫元件時(shí)能及時(shí)處理，而且不管保護(hù)套管有多長(zhǎng)，倉(cāng)庫(kù)中所購(gòu)置的熱電阻芯備品都長(zhǎng)于保護(hù)套管，具有通用性，適用各個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)的更換．
為證明改進(jìn)后的效果，２０１８年底對(duì)某電廠(chǎng)１、２號(hào)機(jī)組部分故障率較高的區(qū)域進(jìn)行了熱電阻結(jié)構(gòu)改造，分別獲取了２０１８年１月至５月改進(jìn)前的消缺率數(shù)據(jù)和２０１９年１月至５月消缺率的數(shù)據(jù)，見(jiàn)表１所示．
將改進(jìn)后的熱電阻與改進(jìn)前的１、２號(hào)機(jī)組的熱電阻進(jìn)行消缺及時(shí)率的統(tǒng)計(jì)對(duì)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(jī)組的安全運(yùn)行．
５ 結(jié) 語(yǔ)
本文提出一種改進(jìn)卡套式熱電阻結(jié)構(gòu)的對(duì)策，通過(guò)實(shí)施對(duì)比某電廠(chǎng)１、２機(jī)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(hào)，降低了庫(kù)存量和采購(gòu)成本，使購(gòu)置的備品具有通用性，是一種切實(shí)可行的方式．
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