論火電廠熱工自動控制系統(tǒng)運行問題及改良

何四新河北滄州華潤熱電有限公司

論火電廠熱工自動控制系統(tǒng)運行問題及改良

何四新
河北滄州華潤熱電有限公司

文章首先概述了DCS控制系統(tǒng)，然后對熱工自動化控制系統(tǒng)在運行中出現(xiàn)的問題進行分析，最后有針對性的提出了幾點有效解決系列問題的改良建議。以期能盡量減少經(jīng)濟損失，提升電廠熱力設(shè)備的運行安全，并進一步提升熱工保護工作的精密度。

火電廠；熱工自動控制系統(tǒng)；運行問題

火電廠熱工自動化控制系統(tǒng)主要由檢測益、執(zhí)行設(shè)備和控制系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。現(xiàn)代熱工控制系統(tǒng)還包含順序控制、自動檢測、報警和保護等內(nèi)容，由于火電廠熱力生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，設(shè)備的運行環(huán)境多處于高壓、易燃、高溫等極端環(huán)境下，因此給系統(tǒng)的安全運行帶來了極大的挑戰(zhàn)。

1.DCS控制系統(tǒng)概述

DCS控制系統(tǒng)是以微機為基礎(chǔ)的自動化控制系統(tǒng)，其技術(shù)應(yīng)用包括屏幕顯示技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)和計算機技術(shù)，該系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢十分明顯，即控制精度高、反應(yīng)速度快、運行安全可靠等。此外，還具有數(shù)據(jù)的收集和處理，完成保護連鎖、順序控制、閉環(huán)控制等功能。隨著DCS和單機組事件控制一體化工作的完成，爐機電整體控制能力和DCS功能的覆蓋面也增加了。在該系統(tǒng)中，單元機組主要用以發(fā)揮控制功能，兩臺機能DCS間用公用網(wǎng)絡(luò)進行控制連接，并經(jīng)由單元機組操作執(zhí)行，當(dāng)操作員站故障或DCS通訊故障時，能及時停機或停爐，最后利用后備控制方法進行自動控制。

2.熱工自動控制系統(tǒng)運行中的問題分析

2.1 系統(tǒng)軟硬件問題

在DCS系統(tǒng)中，熱工控制系統(tǒng)內(nèi)往往會增設(shè)BMS、CCS、DEH等控制點，通過伴生故障停機保護來提升機組運行安全。然而，在系統(tǒng)運行中，熱工自動控制系統(tǒng)的安全性和可靠性又受多方面因素的影響，包括網(wǎng)絡(luò)通訊故障中的流量斷點，會引發(fā)流量過載，在無流量限制保護時，系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)和輸入輸出回路均會受阻，進而引發(fā)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的拒動或誤動。除此之外，DCS系統(tǒng)的運行效果還會受到設(shè)定值故障、輸出模塊缺陷和信號處理速度等因素的干擾。

2.2 設(shè)計安裝問題

火電廠熱工自動控制系統(tǒng)龐大，所管轄的設(shè)備種類繁多，其應(yīng)用技術(shù)復(fù)雜。因此，如果在系統(tǒng)設(shè)計、安裝或調(diào)試等任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)任何紕漏時，均會使系統(tǒng)在運行中出現(xiàn)拒動或誤動現(xiàn)象。舉例來說，當(dāng)汽包汽水取樣管設(shè)計不合理時，水位表量程會失準(zhǔn)，相繼造成量汽包水位的不正確，并最終造成水位跳閘信號不夠準(zhǔn)確，如果這些問題得不到及時發(fā)現(xiàn)和解決的話，則很容易引發(fā)鍋爐事故。此外，安裝不規(guī)范、不合理問題在工作實踐中也較為常見，不少測量誤差均由此而生，使氣泡水位拒動問題得不到及時解決，最終會導(dǎo)致鍋爐因缺水而引發(fā)安全事故。

2.3 熱工控制元件問題

熱工控制元件（包括電磁閥、流量、液位、壓力、溫度）等一旦在長期應(yīng)用中出現(xiàn)老化或質(zhì)量問題的時候，如果不及時進行維修或更換的話，則很容易引發(fā)系統(tǒng)運行故障，加之系統(tǒng)運行中不具備對識別冗余信息的能力，因此極易造成信號失誤，而錯誤的信號勢必擾亂設(shè)備的正常運行，進而出現(xiàn)拒動或誤動問題。筆者曾在工作實踐中遇到過不少此類問題，經(jīng)故障診斷和排查發(fā)現(xiàn)，此類熱工控制元件故障在熱工設(shè)備故障中的發(fā)生率超過50%，單從這一數(shù)據(jù)我們不難看出，熱工控制元件問題對系統(tǒng)整體功能的發(fā)揮影響之大。

2.4 電纜回路問題

電纜回路問題多是因為電纜布設(shè)未按照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進行而造成的，造成故障問題的原因是多樣的，包括接線口進水、絕緣層受損、電纜老化或布線區(qū)域高溫等各種因素，這些不合理施工均會引發(fā)線路虛接、斷路等問題，具體到熱工控制設(shè)備運行中時，則主要表現(xiàn)為誤動問題。

3.改良熱工自動控制系統(tǒng)運行成效的建議

3.1 從設(shè)計源頭上改良系統(tǒng)性能

為了使實行設(shè)備的運行監(jiān)控能力更優(yōu)化，雖然在設(shè)計之初就進行了諸多的性能改良，但仍無法與系統(tǒng)自動化控制功能的現(xiàn)實需求相一致。因此，筆者認為，在把冗余設(shè)計引入系統(tǒng)所需的重要熱工信號里，并將某一測量點的信號分多次進行取樣，定能提高系統(tǒng)的監(jiān)控能力和判斷準(zhǔn)確性。當(dāng)然，為了確保系統(tǒng)運行過程中是可靠的，最好在不同卡件處設(shè)置系統(tǒng)的某些關(guān)鍵的測點通道，以使故障壓力被分解。與此同時，關(guān)鍵測點的取樣孔也最好從不同孔點取樣，而為了提升多點取樣參數(shù)的精確度，可利用各自獨立取點法進行，此法不但能提高所獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，為系統(tǒng)運行安全提供保障，而且也能有效降低安全安全事故的發(fā)生率。筆者認為，在熱工自動控制系統(tǒng)中，必須加強在設(shè)計環(huán)節(jié)、安裝環(huán)節(jié)和測評環(huán)節(jié)的重視度。具體的改進方法包括：第一。進一步優(yōu)化DSC控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)整體的防御性提高，從而有更強的軟化故障能力。第二，改進系統(tǒng)保護邏輯。在設(shè)計中要本著以降低熱工控制裝置的拒動、誤動為根本出發(fā)點。第三，為了提升有關(guān)設(shè)備的使用壽命和運行穩(wěn)定性，應(yīng)重點改善震動、灰塵、溫度等系統(tǒng)的條件和工況，將外界環(huán)境的影響因素降到最低。發(fā)電廠的熱工自動化系統(tǒng)和設(shè)備在設(shè)計中必須遵循“符合國情、經(jīng)濟適應(yīng)、安全可靠”的基本原則，根據(jù)機組特點進行差異性的改良優(yōu)化，以實現(xiàn)不斷提升機組安全、經(jīng)濟運行、隨意啟停等功能。

3.2 加強對所應(yīng)用元件的管理

在科技水平日益提高的當(dāng)下，熱工控制新元件在市場上頻現(xiàn)，由此熱工控制自動化程度在不斷提高，這也就要求與之對應(yīng)的元件的可靠性也必須不斷提高。因此，為了提升系統(tǒng)運行的高效性，必須將那些足夠成熟的、穩(wěn)定的、可靠的元件應(yīng)用到自動系統(tǒng)中來。需要注意的是，在元件引入中切記不要盲目的追求設(shè)備和元件的先進性，或者只是為了節(jié)約成本而縮減了元件更新環(huán)節(jié)，必須確保所應(yīng)用的元件符合系統(tǒng)安全運行標(biāo)準(zhǔn)，避免成本浪費。

4.結(jié)束語

火電廠熱工自動化控制系統(tǒng)作為現(xiàn)代電力企業(yè)邁向現(xiàn)代化發(fā)展水平的重要標(biāo)志，是其開發(fā)與管理的重要手段。為了保證特工自動控制系統(tǒng)的正常運行，我們必須結(jié)合運行問題和實際生產(chǎn)需求，采取有效措施對控制系統(tǒng)進行改良，最終提高熱工自動化效率，體現(xiàn)其應(yīng)用價值。

[1]明建偉.淺析電廠熱工自動控制的特點和策略[J].工程技術(shù)：全文版,2016（11）.

[2]翟金星,葛麗清.火電廠熱工自動控制系統(tǒng)運行過程中存在的問題及優(yōu)化策略[J].世界華商經(jīng)濟年鑒·科技財經(jīng)，2012（12）.

[3]謝元，胡振宇.電廠熱工自動控制的特點與策略[J].青春歲月,2011（4）.

何四新（1966-），男，滄州華潤熱電有限公司，技術(shù)部，熱控專業(yè)，畢業(yè)于華北電力大學(xué)，生產(chǎn)過程自動化專業(yè)。