電廠熱工保護系統故障探析

張麗敏 包旭東

（北方聯合電力公司海勃灣發(fā)電廠，內蒙古 烏海 016000）

提高熱工自動化系統的可靠性技術研究內容，包括控制系統軟硬件的合理配置，采集信號的可靠性、干擾信號的抑制，控制邏輯的優(yōu)化、控制系統故障應急預案的完善等。需要從設計開始，貫穿基建安裝調試、運行檢修維護和管理的整個過程。

熱工保護系統是火力發(fā)電機組不可缺少的重要組成部分，熱工保護的可靠性對提高機組主輔設備的可靠性和安全性具有十分重要的作用。在主、輔設備發(fā)生某些可能引發(fā)嚴重后果的故障時，及時采取相應的措施加以保護，從而軟化故障，停機待修，避免發(fā)生重大的設備損壞乃至人身傷亡事故。但在主輔設備正常運行時，保護系統因自身故障而引起動作，造成主輔設備停運，甚至導致非停，稱為保護誤動，并因此造成一定的經濟損失；在主輔設備發(fā)生故障時，保護系統也發(fā)生故障而不動作，稱為保護拒動，并因此造成事故的不可避免和擴大。隨著DCS控制系統的成熟發(fā)展，熱工自動化程度越來越高，憑借其巨大的優(yōu)越性，使機組的可靠性、安全性、經濟性運行得到了很大的提高。但熱工保護誤動和拒動的情況還時有發(fā)生。如何防止DCS系統失靈和熱工保護誤動、拒動成為火力發(fā)電廠日益關注的焦點。

1.熱工保護系統常見故障分類

1.1 因DCS軟、硬件故障而引起的保護誤動也時有發(fā)生。主要原因是信號處理卡、輸出模塊、設定值模塊、網絡通訊等故障引起。

1.2 熱控元件故障是因熱工元件故障（包括溫度、壓力、液位、流量、閥門位置元件、電磁閥等）誤發(fā)信號而造成的主機、輔機保護誤動、拒動占的比例也比較大，有些電廠因熱工元件故障引起熱工保護誤動、拒動甚至占到了一半。主要原因是元件老化和質量不可靠，單元件工作，無冗余設置和識別。

1.3 電纜接線斷路、斷路、虛接引起的保護誤動主要原因是電纜老化絕緣破壞、接線柱進水、空氣潮濕腐蝕等。

1.4 設備電源故障是因為隨著熱控系統自動化程度的提高，熱工保護中加入了DCS系統一些過程控制站電源故障停機保護。因熱控設備電源故障引起的熱工保護誤動、拒動的次數也有上升的趨勢。主要原因是熱控設備電源接插件接觸不良、電源系統設計不可靠。

1.5 因人為因素引起的保護誤動大多是由于操作失誤引起。設計、安裝、調試存在缺陷。許多機組因熱控設備系統設計、安裝、調試存在質量缺陷導致機組熱工保護誤動或拒動。

2.熱工保護系統常見故障采取的措施及對策

由于熱控設備覆蓋著熱力系統和熱力設備的所有參數，各系統不僅相互聯系，而且相互制約，因此，任何一個環(huán)節(jié)的故障都有可能通過熱工保護系統發(fā)出跳機停爐信號，從而造成不必要的經濟損失。因此，如何提高保護系統的可靠性是一項十分重要而又迫切的工作。

2.1 盡可能地采用冗余設計。過程控制站的電源和DPU冗余設計已成為普遍，對一些保護執(zhí)行設備（如跳閘電磁閥）的動作電源也應該監(jiān)控起來。對一些重要熱工信號也應進行冗余設置，并且對來自同一取樣的測點信號進行有效的監(jiān)控和判斷，重要測點的測量通道應布置在不同的卡件以分散危險，提高其可靠性。重要測點就地取樣孔也應該盡量采用多點并相互獨立的方法取樣，以提高其可靠性，并方便故障處理。一個取樣，多點并列的方法有待考慮改進。比如本廠給水流量的三個測點中有兩個來自同一個取樣點，從而導致處理其中一個測點時跳另外一個測點保護動作造成跳給水泵。

2.2 盡量采用技術成熟、可靠的熱控元件。隨著熱控自動化程度的提高，對熱控元件的可靠性要求也越來越高，所以，采用技術成熟、可靠的熱控元件對提高DCS系統整體的可靠性有著十分重要的作用，根據熱控自動化的要求，熱控設備的投資也在不斷地增加，切不可為了節(jié)省投資而"因小失大"。在合理投資的情況下，一定要選用品質、運行業(yè)績較好的就地熱控設備。以提高DCS系統的整體可靠性和保護系統的可靠性、安全性。

2.3 保護邏輯組態(tài)進行優(yōu)化。優(yōu)化保護邏輯組態(tài)，對提高保護系統的可靠性、安全性，降低熱控保護系統的誤動、拒動率具有十分重要的意義。結合我們廠的實際情況，由于施工問題磨煤機一次風混合風量測點經常由于管路積灰而跳變，并多次跳磨煤機。后經過邏輯優(yōu)化將一次風混合風壓力信號和一次風混合風量信號相與，就排除了這樣的誤動。

2.4 提高DCS硬件質量和軟件的自診斷能力。努力提高DCS系統軟、硬件的質量和自診斷能力，對提前預防、軟化故障有著十分重要的作用。

2.5 對設計、施工、調試、檢修質量嚴格把關。提高熱控設備的設計、施工、調試、檢修質量對提高熱控保護的可靠性有著長遠的重要意義。

2.6 嚴格控制電子間的環(huán)境條件。溫度、濕度、灰塵及振動對熱控電子設備有十分大的影響。嚴格控制電子間的環(huán)境條件，可以延長熱控設備的使用壽命，并且可以提高系統工作的可靠性。特別是電子通訊設備一定禁止使用，防止誤發(fā)信號。

2.7 提高和改善熱控就地設備的工作環(huán)境條件。就地設備工作環(huán)境普遍十分惡劣，提高和改善就地設備的工作環(huán)境條件，對提高整個系統的可靠性有著十分重要的作用。如：就地設備接線盒盡量密封防雨、防潮、防腐蝕；就地設備盡量遠離熱源、輻射、干擾；就地設備（如：變送器、過程開關等）盡量安裝在儀表柜內，必要時對取樣管和柜內采取防凍伴熱等措施。

2.8 嚴格執(zhí)行定期維護制度。做好機組的大、小修設備檢修管理，及時發(fā)現設備隱患，使設備處于良好的工作狀態(tài)。做好日常維護和試驗。停機時，對保護系統檢修徹底檢修、檢查，并進行嚴格的保護試驗。

2.9 加強技術培訓，提高熱控人員的技術水平和故障處理能力。隨著技術發(fā)展和新建機組增加，新老電廠都面臨人員技術素質跟不上需求的局面。加強技術培訓、實現遠程或網上技術教育，提高熱工人員技術素質，是做好熱工監(jiān)督工作的基礎。因此為推動培訓工作健康開展，建議行業(yè)組編系列培訓教材，建立崗位證書制度，指導集團公司和省級電試院培訓工作的進行；通過網絡定期發(fā)布技術水平測試試卷，促進各單位技術培訓工作的深入；開展行業(yè)技術操作比武競賽，調動熱工專業(yè)人員自覺學習和一專多能的積極性。提高專業(yè)人員積極主動的工作責任性、科學嚴謹的工作態(tài)度、功底扎實的專業(yè)和管理技能。

隨著電力事業(yè)和高新技術的快速發(fā)展，發(fā)電設備日趨高度自動化和智能化，系統的安全性、可靠性變得日益重要。但是，無論多么先進的設備，從可靠性角度看，絕對可靠（即不出故障）是絕對辦不到的。因此，在一定意義上講，"有故障"是絕對的。但是，故障與事故之間并不是必然的關系，對故障也不是不能防范，關鍵是如何盡早檢測、發(fā)現故障，然后預防、軟化、控制和排除故障，避免故障的進一步擴大。努力使熱工保護的正確動作率達到100%，為熱力設備的安全運行把好最后的一道關。這是我們設計、安裝、調試、檢修人員追求的最高目標。

[1]王鳳杰.電廠熱工保護系統的改造.鐵法煤業(yè)集團熱電廠，遼寧省調兵山市.【期刊】中國煤炭.2008-06-22.