探討優(yōu)化火電廠熱控系統(tǒng)可靠性的方法

焦小龍

（山西大唐國際臨汾熱電有限責(zé)任公司,山西 臨汾 041000）

1 熱控系統(tǒng)故障及其原因分析

火電廠熱控系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，其安全性和可靠性的影響因素很多，體現(xiàn)在五個(gè)方面：電氣元件出現(xiàn)故障、電纜接線的故障、系統(tǒng)出現(xiàn)故障、設(shè)計(jì)安裝中的故障和人為導(dǎo)致的故障。要想熱控系統(tǒng)安全有效的運(yùn)行就要根據(jù)故障產(chǎn)生方式的不同有針對(duì)性的預(yù)防和有效控制這些因素，以便降低故障放生率和有故障時(shí)能及時(shí)解決。

1.1 DCS系統(tǒng)產(chǎn)生的故障

熱電廠的集散控制系統(tǒng)DCS融合了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、過程控制技術(shù)和CRT技術(shù)4種技術(shù)。集散控制系統(tǒng)主要用于遠(yuǎn)程遙控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄，其主要由兩部分構(gòu)成：一部分是作為中央處理器的主服務(wù)器，主要面向生產(chǎn)過程，包括電源、I/O模件、控制器和底板；另一部分是組態(tài)監(jiān)控畫面，其上位機(jī)監(jiān)控畫面包括工程師站、操作員站、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢。所有數(shù)據(jù)都能通過網(wǎng)絡(luò)與其他服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。運(yùn)行中如果DCS系統(tǒng)出現(xiàn)操作員站死機(jī)或接觸不好、主DPU死機(jī)或脫網(wǎng)、輔助DPU切換失敗、服務(wù)器死機(jī)等故障，輕則導(dǎo)致不能成功采集數(shù)據(jù)，導(dǎo)致設(shè)備無法完成遠(yuǎn)控，重則導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行不安全不穩(wěn)定，甚至可能導(dǎo)致機(jī)組的停機(jī)，造成設(shè)備損壞。

1.2 熱控元件造成的故障分析

熱控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，熱控元件造成的故障是指由于元件的安裝不符合規(guī)范或者元件質(zhì)量存在問題、元件的老化所導(dǎo)致的元件產(chǎn)生信號(hào)失真，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生誤動(dòng)作或者拒絕動(dòng)作。電機(jī)組在運(yùn)行過程中，發(fā)生熱控元件故障不僅會(huì)影響機(jī)組的正常運(yùn)行，威脅機(jī)組運(yùn)行質(zhì)量，還會(huì)威脅人身及財(cái)產(chǎn)安全。特別是熱控元件中涉及到的ETS或FSSS主要保護(hù)軟件，一旦這些主要保護(hù)軟件出現(xiàn)故障，則重要輔機(jī)就會(huì)出現(xiàn)跳閘，整個(gè)機(jī)組都不能安全穩(wěn)定運(yùn)行，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。元件故障產(chǎn)生的主要原因包括以下幾個(gè)方面：環(huán)境惡劣造成的元件故障、設(shè)備的長期使用致使元件老化、線路的虛接或短路、電纜破壞或受潮而引起的絕緣性能下降、系統(tǒng)的電源故障等。所以要想預(yù)防、避免或減少熱控元件的故障，特別是電源系統(tǒng)故障危害，就要簡單有效的嚴(yán)格控制這些潛在危險(xiǎn)因素，特別是對(duì)電源的系統(tǒng)容量以及系統(tǒng)的負(fù)荷進(jìn)行超載預(yù)防，盡可能的避免由于電源故障導(dǎo)致的FSSS、ETS等主控元件的誤動(dòng)作或拒動(dòng)作。

1.3 系統(tǒng)邏輯缺陷

新機(jī)組投產(chǎn)之初，系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)不完善，容易誤發(fā)熱控信號(hào)，引起設(shè)備誤動(dòng)作，容易造成機(jī)組非停。我廠在投產(chǎn)初期的試運(yùn)行過程中就發(fā)生過多起機(jī)組非停，致使正式投產(chǎn)延誤，均是由于系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)不完善而造成的，設(shè)備安全受到影響。所以在熱電廠的建設(shè)初期就應(yīng)該加以重視系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，不斷完善熱控系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后多次審核，對(duì)邏輯設(shè)計(jì)中存在的漏洞提出修改意見，不斷對(duì)其優(yōu)化。

2 如何提高熱控系統(tǒng)的可靠性

熱電廠裝機(jī)容量逐漸增大，機(jī)組運(yùn)行參數(shù)也隨之提高，熱控系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性也就越發(fā)重要。因?yàn)闊峥叵到y(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性直接涉及到火電廠的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)高效、人員勞動(dòng)強(qiáng)度。通過現(xiàn)代化自控技術(shù)和防御手段來提升熱控系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要也是當(dāng)務(wù)之急。在現(xiàn)代的熱電廠建設(shè)與運(yùn)行中，可以用熱控系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性來反映和評(píng)價(jià)火電廠智能化、自動(dòng)化水平，也是熱電廠運(yùn)行維護(hù)中時(shí)刻考慮和關(guān)注的問題。

2.1 硬件

加強(qiáng)管理機(jī)組的硬件是指在選擇、設(shè)計(jì)熱控系統(tǒng)的設(shè)備元件過程中，應(yīng)重視并加強(qiáng)對(duì)所有系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定性、功能質(zhì)量及自動(dòng)化程度的檢測(cè)，既要對(duì)熱控系統(tǒng)的所有元件的可靠性、質(zhì)量、和適用環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，還要控制系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)成本，從而可以達(dá)到系統(tǒng)中的所有設(shè)備功能的互補(bǔ)，使系統(tǒng)不斷優(yōu)化，避免因設(shè)備功能不足而導(dǎo)致設(shè)備管理故障。設(shè)備在設(shè)計(jì)和選型過程中，應(yīng)該重點(diǎn)控制設(shè)備的質(zhì)量，詳細(xì)考察設(shè)備的適用環(huán)境和性能，選擇信譽(yù)度高的品牌，質(zhì)量優(yōu)良、適合所用環(huán)境的產(chǎn)品，才能保證其運(yùn)行過程中的性能實(shí)現(xiàn)，保障設(shè)備安全運(yùn)行。還要在驗(yàn)收時(shí)嚴(yán)格要求熱控設(shè)備入廠質(zhì)量、隨主設(shè)備配套供應(yīng)的熱控設(shè)備質(zhì)量，這些是機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行中安全隱患。還要準(zhǔn)確合理的保管和維護(hù)對(duì)熱控設(shè)備，因?yàn)闊峥卦O(shè)備成本更高還更容易出現(xiàn)問題，如果不進(jìn)行精心保管，隨便和主設(shè)備放置室外，則會(huì)導(dǎo)致熱控設(shè)備損壞，甚至?xí)s短其使用壽命。要格外重視火電廠機(jī)組的基建安裝，如果在安裝過程中不規(guī)范或達(dá)不到安全要求，不僅不便于后期檢修，也會(huì)導(dǎo)致安全隱患。特別是電纜保護(hù)管的安裝方向要特別注意、在電纜保護(hù)管安裝中很容易發(fā)生電纜保護(hù)管從上向下進(jìn)入設(shè)備，而使設(shè)備進(jìn)水損壞。

2.2 軟件

在熱控系統(tǒng)在運(yùn)行和應(yīng)用過程中，軟件安全是指系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的自我故障修復(fù)、軟件的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的強(qiáng)制保護(hù)。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)能夠滿足對(duì)所有故障的保障，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)到設(shè)備的安全穩(wěn)定。通過系統(tǒng)可以診斷出強(qiáng)制的過保護(hù)，以防止由于人為疏忽而恢復(fù)保護(hù)項(xiàng)目以至危及設(shè)備安全。把電源監(jiān)視系統(tǒng)安裝在控制柜內(nèi)的冗余電源上，可以讓熱控人員及時(shí)知道雙電源的切換動(dòng)作并及時(shí)進(jìn)行處理和檢查。控制柜內(nèi)部的集散控制系統(tǒng)（DCS）DPU、通信模件、電源采用冗余設(shè)計(jì)可以提高熱控系統(tǒng)的軟件安全穩(wěn)定性。也可以對(duì)一些重要的熱控信號(hào)進(jìn)行冗余設(shè)置，并對(duì)來自同一取樣點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.3 邏輯優(yōu)化

優(yōu)化熱控系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)，可以有效減少設(shè)備的誤動(dòng)作或拒絕動(dòng)作。在設(shè)計(jì)初期，就必須認(rèn)真測(cè)試、修改完善重要輔機(jī)保護(hù)或主保護(hù)的邏輯設(shè)計(jì)。要對(duì)重要的設(shè)備保護(hù)測(cè)點(diǎn)做到三取二邏輯判斷，并通過質(zhì)量碼判斷每一測(cè)點(diǎn)的好壞。一旦發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)發(fā)生故障，就立即退出保護(hù)功能，變更為二取二，避免設(shè)備出現(xiàn)誤動(dòng)作；測(cè)量信號(hào)可以起到調(diào)解作用，其被調(diào)量更適于采用三取中的方法，能夠保證良好的調(diào)節(jié)品質(zhì)。假設(shè)所有門的全關(guān)風(fēng)機(jī)跳閘，所涉及的邏輯需要與上開信號(hào)失去聯(lián)系；三大風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的任一油泵運(yùn)行，不低中的壓力應(yīng)包括控潤滑油壓力和制油壓力等。為了減少和避免事故發(fā)生，就要對(duì)邏輯進(jìn)行優(yōu)化管理和完善，從而提高發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

2.4 設(shè)備維護(hù)

定期的做好設(shè)備維護(hù)工作能有效的提高和保障發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。做好熱控系統(tǒng)設(shè)備的日常維護(hù)與檢修工作，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的安全隱患，及時(shí)進(jìn)行排除，使設(shè)備保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。定期對(duì)邏輯組態(tài)備份，加強(qiáng)對(duì)工作和實(shí)驗(yàn)的定期維護(hù)，對(duì)操作站的硬件磁盤進(jìn)行定期清理。盡可能做到對(duì)鼠標(biāo)、鍵盤的定期更換以避免因鼠標(biāo)、鍵盤失靈或接觸不良而引發(fā)設(shè)備機(jī)組的運(yùn)行問題。

3 結(jié)束語

隨著我國電力能源和規(guī)模的蓬勃發(fā)展和創(chuàng)新，以及自動(dòng)化水平的提高，使得火力發(fā)電廠機(jī)組容量不斷增大并且運(yùn)行參數(shù)不斷提高，也使得對(duì)發(fā)電機(jī)組的熱控系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性運(yùn)行要求不斷提高。所以只有不斷地完善和提高熱控系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性并及時(shí)檢測(cè)、預(yù)防可能出現(xiàn)的故障，并進(jìn)行及時(shí)維修清除，才能確保機(jī)組的安全性和穩(wěn)定性。

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