摘要：本文介绍了火电厂热控(热控过程自动控制)设备检修面临的问题和挑战，自动控制设备的特点、开展状态检修的意义、开展状态检修的条件和方法。
一、热控设备检修面临的问题和挑战
二十世纪70年代以前, 锅炉、汽机的容量都不大,热控设备的技术水平也很低, 仪表主要以机械表为多, 由于机械表加工精度、装配工艺以及工作环境和自身传动中的磨损等因素的影响, 仪表的稳定性差、维护工作量大, 需要随主设备定期大小修、定期校验。既是这样, 仪表的日常维护或临时性检修也很多。
二十世纪80年代以来, 热控仪表技术发展极快, 尤其是微电子等现代技术大量的应用, 热控设备的技术含量和复杂程度越来越高，引进国外先进技术制造的热控设备和进口仪表的增加, 替代了大部分机械仪表。一些仪表的机械传动, 由于采用了先进的无油润滑技术或有自润滑作用的材料, 检修工作量大大减少, 甚至出现了很多免维护或免检修设备。
如今热控设备的情况已发生了很大变化，但定期检修的方式变化却不大。我们依然执行传统的定期检修模式，这就带来一些问题。
1.1一般认为目前我们所普遍实行的热控设备定期检修的预期目标为：
1)按照仪表检定规程的要求，定期对其进行校验，以保证在下一个使用周期内的测量精度满足使用要求。
仪表的定期校验几乎是所有用户的法定工作，定期校验的周期一般同步于主设备的大小修。现代的压力、差压传感器的精确度和稳定性越来越高，变送器的结构设计也未考虑“频繁拆装”。常将变送器拆回标准室进行定期校验的做法，可能损伤变送器的外观，损坏组合阀，变送器回装后如果达不到初次安装的水准，还会出现渗漏。那么变送器还需进行定期校验吗?很多仪表的检定规程是上世纪八十年代颁布的，它还适用于现代技术制造的仪表吗?
2)通过检修，排除设备提前失效或消除故障，保证设备在下一个检修周期内可靠运行。
目前的技术条件还无法预知热控设备的失效期，热控设备的定期检修也不能避免其失效。一般认为电子设备的失效见图中曲线，曲线表示电子设备的早期和后期故障率较高。既然热控设备的失效期不能预防和预知，检修的重点则是处理设备的已有故障和可能出现的故障。而热控设备的已有故障大部分在平时可以或已经处理，可能出现的故障又不可预知。
所以在机组大小修时,也就没有了消除热控设备潜在故障的目标或任务(也很难发现潜在故障),如果仍然要求热控设备按照主设备检修规律一律大小修,这样盲目大拆大卸、过度检修，加上我们的部分检修工艺水平还未规范,会造成原本运行稳定的热控设备返回到早期的故障高发期或缩短使用寿命, 反而增加了设备运行中的故障率,增加了日常的维护与临时检修工作, 同时可能加速了热控设备的非正常淘汰。
1.2过去的计划检修和不分设备个体情况一味的要求全部大修, 结果造成一部分设备越修状态越差。
例如：不懂检修工艺,清洗后的仪表塑料另件不是被溶剂溶解，就是变形, 给不应加油的传动机构加油, 结果反而易粘灰尘, 加速了另件的磨损或卡涩。电动执行器是配合精密的机械设备, 由于大拆大卸易造成另件损坏, 密封破坏, 外壳变形……。一些设备没有被用坏, 而是被修坏的现象时有发生。
再有，部分纯电子设备拆回实验室(或检修间)，虽然没修, 但回装时破坏了原来的配线工艺, 相互放错位或拆装过程中损坏, 结果是大修前能正常使用的控制系统大修后却投不上。大型机组热控设备若采用传统的计划检修方式, 设备大拆卸, 大修后的恢复、调试、检查、试验工作量很大, 恢复周期长且容易出错。因此, 热控设备实施状态检修是必然趋势。
传统的定期校验和定期大小修做法已不再适用现今的热控设备状况，应该制定符合现代要求的定期校验、状态检修或定期大小修的方法。热控设备与其它热机设备有很大不同,检修的方法和检修周期也不能执行同一规定。在机组大小修时，热控设备修不修?修什么?怎样修?是值得商讨的问题。
因此, 热控设备的状态检修势在必行,可根据实际情况先部分的展开。
二、状态检修的意义
状态检修就是根据设备自身各种状况，分析确定是否对其进行修理，是大修，还是小修，还是进行一般性检查、校验，均依据对设备的实际诊断做作出的决策。因此，热控设备开展状态检修，能减少不合理的检修造成设备早期失效，为电厂带来可观的直接经济效益。热控设备实施状态检修的意义主要表现在以下方面。
2.1提高设备的使用寿命
热控设备与发电厂大型转机设备不同，有一个很长的稳定运行期，根据热控设备的特点，得出每一类热控设备的稳定运行期，利用热控设备的稳定运行期，避免因为检修不当人为的减小设备的稳定使用期。所以了解热控设备的稳定使用区，只有在其超出稳定使用区时，才施以检修，避免在稳定使用期内不必要的检修，从而延长设备的使用寿命
2.2减少检修工作量、降低维修成本
热控设备不与热机主设备同步大小修，只根据设备的运行状况，来确定检修对象和检修方案，可以减少检修工作量，大修只针对需要检修的个别设备，减小了人员和材料投入，降低维修成本。
2.3提高设备可靠性
制定检修工艺，避免盲目检修，提高设备可靠性。
2.4减少大修人员和缩短大修时间
开展状态检修,部分检修工作在平时就已完成, 大修只针对需要检修的个别设备,错开了热控设备与主设备的同时检修，可以减少热控大修人员的配额，缩短大修时间。
三、热控设备的特点
机械设备故障的发展、发生有一转化过程，这一过程可以通过监测仪表采集数据、经验分析研究获得。热控设备则不同，热控设备是以众多单个体集合构成各种控制系统的，且热控设备已属“前端”监测设备，因此它的状态不可能另有检测和性能判别系统，现在也没有可借鉴的经验，所以只得根据热控设备的自身特点，制订检修方法、检修周期、检修内容等。
因此开展热控设备状态检修，首先要熟悉对象的性能特点。
热控设备可分为纯电子式、机电一体和纯机械三大类。
3.1纯电子式
这类设备主要由各种电子另件组成, 计算机(包括DCS、PLC)和计算机组成的各种控制系统、数字仪表、温度仪表、电容式或扩散硅等压力、差压传感器, 各种计算单元、变频器等。
这类设备没有机械磨损, 只要不坏, 不用施以任何修理。只是经过长期使用, 部分仪表会出现“衰老”现象, 需要加强对这类仪表的检测, 及时更换老化元件或仪表。
因此, 纯电子热控设备不用大小修, 只要随主机大小修作检查、校验、试验、清扫即可。
3.2 机电一体式
这类仪表由电子器件和机械另件共同组成。主要有记录表,电动执行器, 部分气动执行器, 力平衡式压力、差压传感器(DDZ-Ⅱ、Ⅲ), 位置转换器等。
机电一体设备可分为几种
3.2.1 记录表等
这类仪表机械部分均工作在低速传动过程, 磨损很小。目前国内的记录表大都是采用新工艺生产的, 使用了很多新材料、新技术, 如自润滑齿轮、轴承。其中塑料尼纶合成的另件有很好的耐磨性、韧性和自润滑性。
一般地讲, 这类仪表只要工作环境粉尘少, 使用周期很长, 仪表齿轮及传动部分无需加油、清洗。
若使用环境很差, 则需根据情况定期拆回清洗, 清洗应采用非有机溶剂, 如洗涤剂等。
3.2.2 力平衡式压力、差压传感器
这类仪表虽然由很多机械另件组成, 结构也比较复杂, 但它自身没有传动磨损, 机械另件只传递力, 工作的位移量极小(微米级), 加上这类仪表密封性能比较好, 所以只需做定期校验即可, 勿需大小修。若随意拆卸或调整不当, 反而会增加传感器的变差、静压误差和非线性。
3.2.3 电动执行机构
这类设备体积较大,是控制系统的终端设备。它将控制信号转换成位移量,驱动阀门、档板等。它由电机拖动, 通过比较复杂的传动机构, 输出较大的力矩。
目前进口国外的一些电动执行器, 加工质量和外观质量很好, 有的是整体烤漆, 密封性能好，调试或参数整定用遥控器在体外进行, 不需拆开调试。多数进口电动执行器的结构设计基本上不考虑大修(终身免维护、免检修), 因此解体困难, 有的没有专用工具是拆不开的。这种电动执行器可以在较恶劣的环境中长期使用(只要不长期超过要求的使用环境温度)。
目前大量使用的部分国内自行设计、 制造的电动执行器, 质量、性能较进口的略差, 但也能长周期使用而不解体大修。因为电动执行器驱动对象时大都是在间歇、低速情况下工作的。只需定期维护, 如定期加油、换油。频繁拆卸, 使其外观、密封性能、齿轮咬合情况受到破坏, 反而使油泄漏加剧, 缩短了寿命, 增加了日常的检修与维护。只有在机械元件损坏、或不能正常工作时才进行解体大修。
3.2.4 纯机械式
纯机械式仪表有气动调节阀、弹簧管压力表、双波纹差压计、压力开关、膜盒式风压表、双金属温度计等。
其中弹簧管压力表, 双波纹差压计, 压力开关，膜盒式风压表由于弹性元件的疲劳，传动另件的磨损要同主设备一起大修(解体清洗)或检查、校验, 一些还需根据实际情况缩短修、校周期。
气动调节阀机构简单, 运行可靠, 使用周期长、是否大修要根据个体的质量，所处的环境, 自身的密封、线性、变差等性能参数变化而定。但它的附件，如减压过滤阀则需随主设备大修进行清洗。
实践证明：热控设备的故障一般都是瞬间发生的，而不象转动设备故障有一个发展过程，例某个电子元器件损坏引起相关的板件或设备失灵，这个现象是无法事前被捕捉的。
四、热控设备状态检修应具备的条件
实行状态检修将一改我们沿用了几十年的计划检修思想方法和管理模式, 其目的是使我们的检修工作更加合理、准确和经济。这对我们提出了新的要求。
要求我们做很多细微的准备工作, 对每台设备情况都要很熟悉。这就需要建立完善的设备状态档案, 记录设备的性能、参数、出厂日期、使用日期、检修日期、检修内容, 定期检测等。按设备的分类制定检修的周期、方法、工艺和标准。购置必要合适的现场检测仪器, 贮备一定数量的应急备品等。
将热控设备进行分类，划定每一类设备的检修周期、检修内容、检修方法，对同类设备的特例和对安装在工作环境较为恶劣的或产品质量有差异的制定出个例的检修周期、检修内容、检修方法。
五、热控设备状态检修的方法(仅供参考)
一般认为热控设备实际发生故障曲线为“浴盆”形曲线，早期的设备故障率较高，但正好发生在机组的调试、试运行阶段，此后多数热控设备有很长的“稳定运行期”。笔者根据热控设备的特点和实际经验认为，一般的热控设备“稳定运行期”可达十年以上(包括电动执行器等转动设备)。所以在“稳定运行期”的设备不需要解体检修，包括气动执行器、电动执行器。
5.1 纯电子设备的“状态检修”
纯电子设备在主机大修时，只对比较容易积灰的板件用毛刷和吸尘器清除灰尘，恢复原位即可。清除积灰可以消除电路板上的因为积灰形成的“保温”层，有利电子元器件的散热;需注意，吸尘器入口容易产生静电，因此不要接触电路板，以免损坏板件上的CMOS(集成电路)元器件。
纯电子设备的“稳定运行期”一般在十年左右，使用超过十年的，部分电子元器件会“老化”，易老化的主要是电解电容器。设备所处的环境温度越高电解电容器老化的速度就越快。
电解电容的主要作用，在电源电路里起“滤波”作用，电源电路以外的其它电路中“去偶”和“偶合”作用。当电解电容器老化，电源电路的滤波效果变差，电源输出的脉动成份增加，表现在电源电压不稳，可能影响主电路的正常工作，对开关型稳压电源影响尤其大。主电路电解电容器老化，电解电容的去偶作用减弱，电路内出现“自激振荡”，或偶合作用减弱，处理的信号在运算中被衰减。
电解电容器的老化影响整个电路处理信息的性能，如电路呈现出“似好似坏”现象，称“软故障”。例某电厂使用时间较长的模拟电路开方器、乘除器等，设备虽然能够工作，但开方、乘除运算结果误差很大且调试不好，更换了电路中的全部电解电容后，设备达到了正常计算精度。
设备出现“软故障”时，又没有条件更换，可按电路板上电解电容的规格将其全部更换。更换时要注意静电影响、电烙铁外壳接地，防止静电或电烙铁漏电损坏电路板其它元件。
5.2 机电一体设备的“状态检修”
5.2.1 压力、差压变送器
1)智能型;此类变送器的信号处理部分为单片机(微处理器)，在压力、差压测量传感元件中同时集成了测温元件，主要测量传感器的工作温度，并对传感器温度变化引起的测量误差进行自动修正。智能压力、差压变送器中的单片机同时对自身放大电路的“零点飘移”进行自动补偿。因此该类变送器工作十分稳定，可以在很多年内保持高精度、高稳定性。所以此型变送器几个大修周期都不用校验。但对重要的、使用环境恶劣的根据情况进行现场抽检。现场抽检最好利用变送器测量室的排气孔接压力源校验，校验时关闭二次正压门，打开负压室排气孔(排净正负压室内的积液，负压室直通大气，避免积液产生的静压误差)。没有排气孔的最好由二次门入口加入压力校验源，这样可以避免拆变送器本体上的接头。因为变送器本体上接头为锥型、紧配合接头，安装不用加密封材料，拆卸次数过多就很难保证不漏。
2)其它类型;主要包括早期的1151、扩散硅、力平衡等变送器。
早期的这类变送器受环境温度影响，变送器“零点”容易变化，力平衡式变送器还受振动、磁场等因素影响，所以变送器在室内校验完回装现场，变送器的“零位”就可能会发生变化，若现场调节“零点”不当会改变变送器的测量范围、影响测量的准确性。因此这类变送器在现场校验更合理。这类变送器应随主机大修时进行定期校验。
5.2.2 电动执行器;3.2.3项已概述了电动执行器的特点，笔者认为电动执行器在十五年之内不应解体检修(包括国产电动执行器)，或不坏不解体检修。因为很多热控人员缺少机械检修经验，既使解体也很难找出可能要出现的机械故障，但这期间部分执行器可能会出现“软故障”，部分国产电动执行器采用机油润滑的，根据润滑油洁净程度确定是否更换。
5.3 纯机械设备的“状态检修”
1)变送器的二次门、排污阀、平衡阀(组合阀)是每次大修时维护的重点。2)弹簧管压力表、双波纹差压流量计、压力开关、双金属温度计等机械类仪表需随主设备大修时对其进行检修、校验。双金属温度计的测量范围和准确度，是在双金属片的设计、生产工艺一次成型后就已被确定。当仪表出现超差时，除因为指针和传动轴联接错位或松动外，是很难调校的，所以双金属温度计只要校验不合格，只能淘汰。3)薄膜式气动执行器重点清洗压缩空气过滤器，使用年限长的要检查或更换盘根，变差大的要检修阀门定位器。4)长行程气动执行器最好配备压缩空气进气油雾化器，并要定期加油，这样可以保护活塞、气缸，为其提供润滑油;其它检修、维护同薄膜式气动执行器。
5.4 热电偶、热电阻的“状态检修”
热电偶、热电阻的检修，主要是根据规程规定的定期校验，这是很矛盾的，且不说安装在发电机、电动机铁芯、线圈内无法拆卸的测温元件，很多测温元件因为测量工艺的不同，元件的长短不一，给校验增加了困难;例元件较短，无法插入到校验炉的中心位，或油、水槽有效位置，有的元件可能未完成拆、校、装的过程就已损坏(断线)，有的元件拆、装困难，如汽轮机的推力瓦测温元件等。
热电偶是由两种不同的金属材料构成，两种金属材料的成份确定后就决定了热电偶的特性，因此现场使用的热电偶是否合格，在制造阶段就已确定，而且很多为铠装热电偶，更不易受到腐蚀气体的侵蚀，所以热电偶测温元件可以长期稳定使用。大部分热电阻都采用铂材料，其稳定性很好，元件也不易变质，可以长期稳定使用。
建议：热电偶、热电阻测温元件只对新元件进行校验，安装在现场的以后不再校验，或者测温元件就以制造商在出厂时对每一支测温元件出具的校验报告为依据，电厂只对测量温度高、有腐蚀性介质(如烟气)的测温元件进行抽检。
六、结束
总之,我们对热控设备施行状态检修还缺少经验。各厂情况又不尽相同,现场的情况又存在差别, 如何很好的把握, 以最小检修代价, 换取设备的最佳使用状态和最大的使用寿命。我们还有很多需要探索、总结的工作, 但这些并不影响热控设备执行状态检修。经验的积累来源于实践, 只有在执行中才能不断完善。相信状态检修这个新事物, 不仅
带给我们是检修的变革, 还带给我们更多的现代意识和新的做法, 以适应现代社会, 现代设备对我们的要求。
