现场校准在实际中的应用

发表时间:2020/9/9   来源:《科学与技术》2020年3月第9期   作者:胥锐君 张娟
[导读] 近年来,经济环境日趋严峻,从油田到电厂,转变观念,发挥人才、技术、资源优势
        摘要:近年来,经济环境日趋严峻,从油田到电厂,转变观念,发挥人才、技术、资源优势,加快走出去步伐,形成中石化热电技术服务品牌,拓宽生存发展空间,是技术监督部门面临的课题。在这一过程中,如何实现现场校准,判定计量仪表的准确性,为设备运行提供技术服务,是我们努力解决的问题。

        2019年我厂热电技术服务项目组紧盯同行业先进目标,充分发挥技术优势,继续拓宽外部“技术市场”。
1-5月份以来,我厂热电技术服务已相继开展了上海高桥石化锅炉专项测试及机组提效项目、镇海炼化CFB锅炉性能测试项目等。
        在高桥石化,技术服务主要包括锅炉性能摸底试验、运行仪表校验,一、二次风门校对试验和磨煤机钢球配比优化试验,以及煤粉细度优化调整试验、燃烧优化试验等。在摸清钢球配比、煤粉细度、锅炉燃烧工况、仪表运行参数等现场基础资料,分析机组存在问题,做调整对比试验,初步优化了机组运行,通过测试及整改优化促使锅炉效率的提高,机组供电煤耗降低8g/kWh。
        在此基础上,在对三台锅炉的摸底试验中,初步判断机组的炉膛压力仪表、氧量表、排烟温度、脱硝系统烟温等一次元件测量值不准确。为了验证结论,同时得到准确的测量结果,他们克服了沟通、配合不畅等因素,积极协调现场拆装、检验仪表,在短时间内对#4、#5、#6、#8、#9五台在用机组的炉膛压力、氧量表和烟温逐台进行了测试,掌握了偏差,为接下来的优化调整试验,怎么调和调多少,提供了准确、详实的技术数据。
         一、校准炉膛差压变送器
        高桥石化五台机组的炉膛差压变送器,选用的是Honeywell ST3000智能型变送器,使用量程为(-500~500)Pa,根据现场运行情况,也便于长途运输携带,我们选用的校准标准器为0.05级数字精密压力表、过程仪表校准仪(FLUKE744)、气压泵、液压泵等,满足现场从最小几百帕的炉膛压力到最大10MPa的主汽压力等可疑仪表的校验。
        根据现场运行情况,拆下的差压变送器,放到临时搭建的操作台上校验。
        在校准过程中,校准人员发现,炉膛差压变送器的示值误差普遍偏大,以#4炉甲侧炉膛差压为例,校准结果如下表:
        安装位置:#4炉炉膛差压(甲侧)   测量范围:(-500~500)Pa    准确数等级:0.5%
        规格型号:STD920-A1H-00000-X-C2E9U1     出厂编号:R.9T598.41.016 001

           (测量结果的扩展不确定度U=9.12μA, 取k=2)
        由表中可以看到,输出的基本误差超差。同时,炉膛差压变送器的阻尼时间过长,#8炉和#9炉差压变送器的阻尼时间问题最为严重。
        示值误差或仪器的偏移是计量仪器测量系统的重要特性,超出规定范围应当进行调整或者修正。根据校准的结果,提出存在问题,加以改进。
(1)示值误差:五台机组的炉膛差压变送器,选用的是Honeywell ST3000智能型变送器,示值偏差普遍较大。特别是#6炉,甲侧偏差最大超过55Pa,乙侧负压低至-423Pa后,电流值为3.798mA不再变化。#5炉偏差也在25 Pa左右。精度等级按照0.5级计算,示值误差为±5 Pa。
(2)响应时间:五台机组的炉膛差压变送器,阻尼时间调的过大,示值变化普遍较慢。特别是#8炉和#9炉,输入额定压力值,(2~3)分钟后,示值仍在缓慢稳定中,短时间内反映不出炉膛的变化,足以影响到运行人员对炉膛状况的准确判断。
建议与改进:
        对于测试结果,维护人员的解释是,按照运行人员的要求调整的,运行人员不希望仪表变化过于敏感。建议维护人员和运行人员进行沟通,选择合理的阻尼时间,使得仪表能够反映出来炉膛压力变化,出现问题准确判断。Honeywell ST3000智能型变送器,维护人员配有专用的手操器,检定时对示值误差和阻尼时间进行合理的设置,上述问题均可以解决。
         二、排烟温度的现场校验
        机组的排烟温度和SCR出入口烟气温度,采用的是铂热电阻。因此我们使用的检测设备是:二等标准铂电阻温度计、过程仪表校准仪(FLUKE744)、干井炉(HART SCIENTIFIC 9122A)。设备的标准证书都在有效期内。根据现场烟气温度,和运行监视需要,排烟温度选择了150℃和200℃两个校验点,SCR出入口烟气温度选择了150℃、200℃和350℃三个温度点。分别把5台机组的排烟温度和SCR出入口烟温的一次元件拆下来进行校验,排查问题,解决问题。
    测试的五台机组的排烟温度,大都为两线制双支铠装热电阻芯(#6炉乙侧为单支)。根据校验情况,双支双侧都完好,考虑到现场校验两线制热电阻,有引线电阻的影响,测试结果偏差不大,最大误差为3.7℃,另一侧差值小,不影响使用,基本符合要求。以#4炉乙侧烟道出口温度为例,测试结果如下表:
测点安装位置:#4炉烟道出口温度(乙侧)
                        
                        型号:WZPK2-233  Pt100    等级:B级       编号:19-04-03

由表中数据可以得出,热电阻元件性能完好,测试数据合格。
一、SCR出入口烟温
SCR出入口烟气温度,均为三线制热电阻,部分为双支。测试的150℃、200℃和350℃温度点,出现了多支不合格。其中,#6炉SCR出口与入口热电阻都不合格,一侧无显示,另一侧偏差达几十度。#8炉入口、#9炉入口与出口,都是双支中的一侧已坏,无显示,另一侧可用。仅#4炉和#5炉热电阻完好。
以#6炉测试数据为例,如下表:
                                 测点安装位置:#6炉SCR出口烟温


由表中数据可以得出,热电阻元件已坏,应予更换。
建议:
        铂热电阻可以在范围(-200~600)℃使用,不同要求、不同型号,有的使用范围在(-200~400)℃。三线制的铠装热电阻在测量中,精度高、误差小,具有精确、灵敏、热响应时间快、质量稳定的优点。但是,从五台机组SCR出入口烟温的测试中,不是测量误差大,而是较多的元件已坏,无法显示或者超差百余度。同样是热电阻,排烟温度测量的温度要低,热电阻元件均完好。因此,怀疑SCR出入口烟气温度使用的热电阻元件,长时间在临界或者超限下使用,导致损坏。建议选用测量温度更高型号的热电阻元件,或者定期更换热电阻,在精度要求满足的情况下,也可以采用测量温度更高的热电偶元件。

         五、结论
        通过多次校准、实验,分析解决问题,使热网内、外网供回水温度偏差大的问题彻底得到了解决,维护了贸易公平性,也为供热计量系统的稳定工作和进一步优化找到了一个突破点。
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