重视康明斯发电机安装过程可降低因热工安装问题影响机组的试运行

康明斯发电机组热工系统安装过程典型问题分析与对策

1机械测量装置与热工检测元件安装的参数匹配

1.1 流量检测

流量检测装置安装反向，试运过程切割调整现象频发。纠其原因主要是机务与热工两专业在安装过程中的配合不够。首先，机务与热工专业未在安装前核实孔板方向与介质流向，另外，为防上测量孔板损坏，一般在管道清洗或进行严密性试验前拆下流量计，再行恢复时装反。

当前，康明斯发电机组设计的检测管内液体流量的取源部件主要为截流孔板。截流孔板又包括靶式流量计、均速管、限流孔板( 主要用于截流降压) 、锥形入口孔板等。孔板设计在制造时其参考是与不同介质或不同雷诺数的流体相匹配的，所以流量计的安装位置应由机务和热工两专业共同确定。

在测量原理上，静压引出管( 或静压孔) 安装位置应与管内介质流向同向。热工专业必须在与机务专业共同核实介质流向后安装，避免流量计在系统试运行阶段发现安装反向而返工。在流量检测装置安装问题前，进行机务与热工两专业综合图纸会审与现场勘察是一件重要工作。

1.2温度检测

目前，康明斯发电机组管道系统内部介质温度检测元件设计以热电偶和热电阻两种温度计为主。关于热电偶和热电阻的安装环境、取点位置( 不同的介质位置不同) 、冷端温度补偿按照现有设计及规范安装未发现影响。而在满足 “高温高压( 主) 蒸汽管道的公称通径等于或小于 250mm 时，插入深度宜为 70mm、大于 250mm 时，插入深度宜为 100mm”和 “一般流体介质管道的外径等于或小于 500mm 时，插入深度宜为 1 /2、大于 500mm 时，插入深度宜为 300mm”的要求安装，仍多次发现测量偏差。分析原因主要是安装过程中未关注公称通径这一概念与管道内、外径的区别及影响、未计算管道壁厚的影响、未考虑管内介质的最大热影响区、未计算节流后速度梯度变化对温度的影响等。

解决的方法是，通过公称通径与管道的内径的比对，选择管道具有代表性的测量部位、将热电偶、热电阻要求插入深度与管壁厚的和作为安装插入深度。从流体力学角度分析，管道断面中心流速最大，其温度最高，感温元件处在被测介质管道的中心部位测量结果较为准确。另外，由于水蒸气及气体的粘度与压力、温度的关系十分密切，在热电偶和热电阻的冷端温度补偿及校验时，应综合考虑各种影响

因素。

2热工仪表管安装问题及处理方法

2.1取样管的制造缺陷

仪表管的设计材质一般为1Cr18Ni9Ti、Z2CN18. 10、12CrIM0V、钢 20 等，火电工程主要采用1Cr18Ni9Ti材质的 φ16 ×3、φ14 ×2 管材，核电工程主要采用不锈钢 316L 和304L的φ9.52×1. 63、φ6.35 ×1.65等管材。施工现场的常规管理是使用前按照金属技术规范的要求，进行光谱复查，但这种检验方法只能判断金属材料含有哪些金属元素，并不能判断材料的几何尺寸编差及管材的微观缺陷。虽然仪表管按技术要求在系统投入前均要求进行严密性试验，可以检测潜在的隐患，但此阶段处理缺陷毕竟是返工性工作，工期、成本、声誉损失相对较大。

某工程施工单位在对 1Cr18Ni9Ti 材质 φ16 ×3、φ14 ×2 仪表管冷弯过程中发现管材裂纹后对 φ14×2 规格管材进行涡流检测达 64% 不合格、对 φ16 ×3 规格管材进行涡流检测达 70% 不合格( 以上的检测量为单台 600MW 机组采购用量)，且裂纹最深达 1mm；也出现过因管口椭圆，在与二次门连接( 卡套连接方式) 后，40% 接口渗漏的现象。

因此，采购方在采购过程中对生产线的生产稳定状态及厂内抽检的现场监督是一项非常必要的工作。另外，材料运抵现场库，物资管理人员依据管材采购标准及设计规格，采用测量精度满足要求的计量器具实测管材几何尺寸并真实反映偏差是否在标准容许范围，不符合禁止出库是防止管道与阀门连接渗漏的关键。对管材隐性缺陷，如细小裂纹等，可在管材使用前采取着色和涡流两种检验法进行一定比例抽检，确定管材无质量问题后投入使用，避免在安装过程中出现不合格再行采购导致的损失。射线与涡流检验费用相对较高，施工单位可在投标阶段将其列入报价，也可根据施工过程中的现实情况，与业主沟通后进行。

2.2仪表管安装

仪表管主要用于传递压力、流量、液位等的机械量。压力、流量、液位的检测原理虽都为差压原理，但压力检测原理与流量、液位检测原理存在实质性的不同。压力引测仪表管为一根( 除个别特殊设计外) ，而动态流量和液位检测均以两根仪表管引接至二次仪表。

存在的问题是设计院一般不提供用于具体安装的设计图，属施工单位的设计范围。而热工技术规范没有明确的管线、支吊架( 热工验收标准中只有支吊架制作的验收标准) 、膨胀、管间间隔等设计要求，现场往往在没有设计图的情况下进行安装。出现的问题有膨胀弯过大浪费材料或膨胀达不到管系膨沿需求而撕裂; 不同坡度要求的仪表管走同一并行管路安装、部分转弯处间隔小，导致检测数据偏差，中断试运; 发电机静子冷却水流量因仪表管堵塞，导致变送器误发信号使整套试运停机等。

按照现行施工技术规范《电力建设施工及验收技术规范( 热工仪表及控制装置篇 SDJ － 90) 》的要求，流量与液位的取源部件与二次仪表间的仪表管坡度应大于 1∶12，而压力应满足技术规范中“其它管路应大于1∶100”的坡度要求。支吊架间距及型式( 固定或可移动) 应按管道或相关行业的施工、设计规范设计后再安装。发电机静子冷却水流量变送器因仪表管堵塞误发信号这一案例，实际反映施工规范中提及的“管子安装前应进行清理，达到清洁畅通。安装前管端应临时封闭，避免脏物进入”这一要求没有得到落实，应在仪表管正式安装前采用压缩空气吹扫等手段进行内壁清理，并在系统连通后、严密性试验前进行系统性吹扫或冲洗，确保清洁、严密性试验合格后与二次仪表连接。

2.3仪表管安装与仪表检验

因位置限制等原因凭经验安装，导致检测信号偏差，在分系统试运过程中，重新调校二次仪表，延误工期。原因为仪表管安装坡度未达到技术要求，且未及时将实际情况反馈给仪表检验人员，造成检测偏差。解决的方法是对于检测、保护等仪表管路无法实现安装坡度要求时，施工技术负责人现场测量可达到的实际坡度，计算出与规范要求坡度的偏差值，将数据反馈给仪表校验人员，通过仪表的整定，实现控制系统采集到的数据为被测介质的实际物理数

据。

2.4系统严密性试验与二次仪表安装

当前仪表管的安装工序是仪表管路的严密性试验在与其连接的主系统完成严密性试验后，关闭仪表管路的二次门进行仪表管路的严密性试验，此种方法从工序安排上不合理。原因是管路系统出现缺陷进行处理时，影响里程碑进度; 系统与二次仪表连接后仅关闭二次门进行系统严密性试验不妥，原因是二次仪表不承受超压，另外二次门在安装前不进行 100% 的严密性试验及质量检验，不能保证二次门 100% 完好，损坏仪表。

防止出现以上问题的方法是: 在主系统严密性试验前，单独进行仪表管路的严密性试验，以排除因仪表管系统问题对工程整体进度的影响; 在仪表管路完成系统严密性试验后再与二次仪表连接，减少损坏仪表的机率。

3控制系统干扰及应对措施

3.1接地系统干扰

在分部试运过程中，多个工程出现过因控制系统接地独问题，导致系统误发信号、阀门开度晃动、 DAS 信号瞬时较大幅度变化而导致保护系统误动等问题。从最终解决的办法分析施工未按设计或规范要求进行接地线的连接导致故障的次数较多，主要是安装时对规范及标准的不熟悉，对图纸不研究。

避免接地干扰的办法主要是施工前首先查看设备或仪表供货厂家的技术说明书有无特殊接地要求，再与设计院图纸对应部位的设计进行比对，将厂家图纸与设计院图纸进行综合图纸会审，严格按设计要求施工。另外，在与调试单位进行工程交接前，重点检查: ①电缆的屏蔽层接地; ②接地设备或接地网接入; ③信号输入与输出是否使用各自的线缆; ④ 地线连接是否牢固; ⑤同一信号回路或同一线路的屏蔽层是否只允许有一个接地点; ⑥屏蔽层的接地是否靠近信号源侧等。⑦接地阻值是否满足技术要求等。

3. 2动/控电缆混放－11 倍，会产生大电流冲击的暂态干扰。其干扰以空间辐射的形式传输，在正常运行条件下，也可能对较近的信号或控制系统造成干优，使系统无法正常工作。

所以在电缆敷设过程中，走同一电缆通道的电缆托架上下层间要保证足多的距离，严格按照电缆敷设分层的要求，保证电力、控制、信号电缆在不同的电缆托架层上，必须保证按电力、控制、信号电缆从上至下布置。特别重视单根敷设的动力电缆与其附近的控制和信号电缆的屏蔽、走向布置、端头制作及接线端子的连接等满足要求。

4影响调试的主要因素及解决方案

4.1阀门执行器调试

阀门执行器单体调试时，热工专业一般以 0 ～ 25% ～50% ～75% ～100% 的整定值，通过反馈信号确定阀门的动作是否满足要求，因未关注阀门机械部分的结构设计、内部动作状态、阀门在冷态及热态下的开关状态，导致阀门实际关闭不严密或过力拒损坏现象时有发生。

基于以上几点，在进行阀门单体调试前，热工专业应和机务专业共同研究阀门的机械部分的结构及特性，在考虑金属受热膨胀等方面因素后，确定阀门整定行程及延时时间试验参数。必要时，该工作可在阀门安装前进行摸拟试验，将合理的试验参数，用于实际调试过程。

4.2接线松动，造成误发信号

电力电缆连接不实对控制系统的干扰现象之一是在设定阀门开度时，阀门反馈出现摆动; 控制电缆及信号线连接松动主要体现在控制、保护系统误动、拒动，SOE( 事件顺序记录) 报告内容凌乱等现象。此时，误发的错误信号已被系统执行，这是发电机组实现自动运行最大的危害。施工过程必须严格遵守规范、图纸，进行细致的检查，将接地、电气线路、电缆端接或接线作为最高级验收项目，并进行 100% 检查，其中施工前对技术方案的审查是一项重要工作。

4.3热控安装工作系统性

单纯以安装验收完成作为安装工程具备分部试运条件的方法并不完善。原因是机务专业验收标准是按系统及设备验收，而热工专业验收标准是分块按设备类别验收。当前的现实情况是对热工安装工程的验收不以热力系统或设备为依托，影响系统调试的现象已属常见。且将热工安装工程安排在后期、工期特别紧张，难以保证工艺质量。

所以在进行施工策划时，在满足热工安装需要的基础上，进度及工序安排应以分部试运阶段的系统投运顺序组织施工，质量专业进行质量检验计划时，应结合热力系统、设备策划热工安装工程验收项目。通过技术策划、施工组织实现在单体或分部试运时，100% 实现自动控制，不留“系统尾工及缺陷”，可在保证施工工艺的同时保证工期。实现这一目标重点是充分研究机务和热工专业的工作接

安装过程中，综合分析专业间的接口工作及技术要求，重视安装过程的技术规范标准要求，可大大降低因热工安装问题影响机组试运行工作概率，从而保证工期、减少损失。