火電廠DCS失電故障原因研究和應對措施

吳艷華

華能營口熱電有限責任公司，遼寧營口 115000

在火電廠機組監測裝置中，DCS系統是控制和監測機組工作狀態的核心部分，其直觀地體現出機組自動化調節水平及其是否穩定、安全地運作。DCS系統主要是在軟、硬件結合的方式下實現控制及監測的功能，硬件如操作平臺、通信設備等，軟件基本上是在計算機、微處理器中執行。在DCS系統中，計算機、微處理器是運算控制調度的中心設備，可通過對其編程以實現對機組監控的操作執行，若系統突然失電，則可能會造成機組異常停運，影響正常供電，更甚者可能會因系統控制操作平臺停止運行，使得機組主、輔設備工作紊亂，造成設備損壞等問題。因而，為保障火電廠機組設備的安全、穩定工作，減少經濟損失，做好DCS系統失電問題的預防及處理意義非常重大。

1 造成火電廠DCS失電故障的主要原因

由于火電廠的結構設計、運營時間及對機組主、輔設備的控制要求的差異性等因素，其所需的DCS系統在設計及技術水平上也體現出不同。然而在失電故障原因上，其表現的較為一致，大體體現在如下幾個方面。

1.1 供電配置方式存在失電風險

DCS系統的正常使用需依賴于合理的電源供給方式，隨著系統更高的配置要求，對電源的使用配置要求也更高，當前絕大多數的火電廠的供電配置基本上使用一路UPS、一路廠用電模式對系統供電。然而由于其使用的切換接觸器本身性能上存在不足，在供電電壓發生跳變現象時，不能及時響應補救，進而使得輸出的電能無質量保證，其供電系統提供的電源可能會達不到系統所需的電壓值，進而可能會引起DCS工作系統發生失電故障。

1.2 機組DCS系統繼電保護設計不合理

在對機組中的輔助性設備進行操作控制，如燃煤系統、電氣系統等的開關等，一般是DCS系統直接發出控制命令信號而完成的，而無閉環反饋系統的設計。因而在DCS系統發生故障的情況下，將無法快速地停止輔助系統的運行，進而會導致汽輪機轉速異常、油泵工作壓力過大等現象，加大設備受損程度；另外，一些機組在建設DCS控制系統時，未能配置可靠的電源監測系統及故障報警處理，因而造成失電故障的處理效率較低。

1.3 DCS系統設備間的兼容性差

由于DCS系統所需的設備生產條件、工作方式及內部結構的差異等，其在共同作用實現對設備等的監測功能時，相互間兼容性與理論分析上有所不同，進而在進行信號采集、通信、判斷處理等過程無法充分配合，從而使得DCS系統功能無法完成統一調度，影響其監測性能。

2 DCS系統失電故障處理措施

2.1 UPS電源優化配置

針對廠用電供電方式，受生產技術的限制，目前的市場中仍無法供給通斷響應速度比較快的接觸器裝置，因而在進行DCS電源系統設計時，應加強對廠用電的質量監控，采取如欠壓保護切換、信號報警等方式降低失電故障的發生率；另外，在選擇UPS電源時，應優先考慮在線式UPS電源設備，進而當UPS供電電源發生故障問題時，UPS能夠使用本身自帶的蓄電池為系統繼續提供一定的電量，保證系統的正常工作。因而在進行UPS選型時，應充分考慮到UPS輸出的電能應能滿足系統供電電壓要求，且盡量以雙路UPS電源配置為主。

2.2 DCS內部電源冗余設計

為確保火電廠機組DCS系統的監控性能，在進行電源容量設計時應擴大容量范圍，留出冗余空間，即滿足在DCS系統正常工作時，一半的供電電源模件的電量便可提供整個系統使用，而另一半模件則通過充電以實現備用，如此在DCS系統失電情況下，備用電源可繼續對系統供電，確保DCS系統的穩定、可靠運作，提高系統的工作效率。

2.3 設計工作協調配合進行

在進行火電廠的設計時，牽涉到熱工部分及電氣安裝部分，然而這兩項是相互獨立進行設計的，因而在設計過程中可能戶出現交叉或相互間矛盾的部分，造成最后完成的DCS系統存在使用漏洞問題。設計人員人員在進行這兩項設計時應加強相互間的交流，確保系統使用的兼容性，并補充增加控制回路間的約束及補償作用，實現整個系統運行的穩定可靠性；另外，在進行對輔助性設備的控制設計時，應避免使用直接控制命令方式操作，選擇脈沖觸發方式逐步控制輔助設備的停機動作，從而避免因設備急停造成的損壞。

2.4 完善對DCS系統的管理

在進行DCS系統管理時，應切實完善系統的運維管理工作，從而能夠及時找出系統中存在的安全隱患問題，將故障造成的機組損壞程度降到最低；另外，針對系統中出現的安全故障問題，應根據其造成的后果程度擬定處理順序，從而降低故障影響；此外，應加強重視DCS系統運維管理的意識，對系統中重要的部分如UPS電源系統、繼電保護設備等應定期加以檢測和維護，從而從根本上降低系統失電故障的發生率，提高系統的工作效率；最后，為避免DCS系統在進行失電故障處理時因處理不妥而加大損失程度，需制定可靠、正確的反故障處理措施，進行實際驗證并不斷加以完善。

3 結論

DCS系統是火電廠機組設備安全運行的主要保證，其失電故障問題若未能妥當處理，將會造成機組運行癱瘓，更可能會引發主、輻設備的損壞。因而為確保DCS系統穩定、持久性工作，火電廠應在合理設計、施工DCS系統的前提下，加強對系統的維護工作，針對運行中出現的失電故障問題，應結合實際情況對故障原因進行排查，從而能制定出可靠的故障處理措施，保障DCS系統能穩定、可靠地實現對機組工作狀態的控制及監測，提高機組的生產效率。

[1]章峰.火電機組DCS失電故障原因分析及對策探討[J].中國高新技術企業，2013(27).

[2]劉恒.火電機組DCS 失電危險分析及改進措施研究[J].科技資訊，2010(18).