論火電廠熱控系統(tǒng)可靠性及優(yōu)化措施

黃光偉

摘 要：自工業(yè)革命以來(lái)，電力的發(fā)展成為了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的重要組成部分，而火電廠作為電力輸送的主要方式，發(fā)揮著積極的作用；只有對(duì)火電廠熱控系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行成因剖析，才能找出相應(yīng)的優(yōu)化措施，以期待能夠更好的促進(jìn)火電廠運(yùn)行的安全性和效益性，研究表明可以通過加強(qiáng)硬件管理、邏輯優(yōu)化以及電源系統(tǒng)穩(wěn)步運(yùn)行等措施來(lái)有效的提升火電廠熱控系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵詞：火電廠；熱控系統(tǒng)；可靠性；優(yōu)化措施

當(dāng)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及信息技術(shù)的快速提升，電力業(yè)也在時(shí)代快速發(fā)展的背景下飛速發(fā)展，特別是受信息技術(shù)等高科技的影響，火電廠的熱控系統(tǒng)的可靠性越來(lái)越受到行業(yè)內(nèi)的關(guān)注，提升熱控系統(tǒng)的可靠性是目前電力行業(yè)特別是火電廠業(yè)亟需處理的問題，也只有找準(zhǔn)影響熱控系統(tǒng)可靠性的決定性因素，才能有效的促進(jìn)行業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有效的促進(jìn)行業(yè)的進(jìn)步，降低行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

1.火電廠熱控系統(tǒng)可靠性成因分析

火電廠熱控系統(tǒng)的可靠性遭受多因素的影響，主要受到系統(tǒng)故障的影響，包括分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）故障、熱控元件故障以及系統(tǒng)邏輯缺陷等，另外，還會(huì)受到設(shè)計(jì)與安裝故障及人為故障等方面的影響，只有找出這些故障發(fā)生的具體原因，才能進(jìn)一步了解影響火電廠熱控系統(tǒng)可靠性的更深層次的原因。

1.1 分布式控制系統(tǒng)故障成因分析

分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)），是由四大技術(shù)集合而成，其綜合性的強(qiáng)大源于四大技術(shù)，即網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，過程監(jiān)控技術(shù)，陰極射線管技術(shù)（CRT技術(shù)）和計(jì)算機(jī)編程技術(shù)。分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）的功能比較強(qiáng)大，它可以快速實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和分析，遠(yuǎn)程控制設(shè)備，記錄和監(jiān)控設(shè)備數(shù)據(jù)。中央處理單元（CPU）和配置監(jiān)視屏幕是分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）的主要組件。中央處理器（CPU）主要用于I / O模塊，控制面板，電源和背板；配置監(jiān)控屏幕允許快速訪問歷史數(shù)據(jù)，顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和監(jiān)控操作員站。分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與其他服務(wù)器交換監(jiān)視數(shù)據(jù)。因此如果分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集時(shí)，就很難完成必要的監(jiān)控工作，一旦集散控制系統(tǒng)崩潰或者出現(xiàn)故障事件時(shí)，難以有效地監(jiān)控系統(tǒng)，這將導(dǎo)致熱控系統(tǒng)的可靠性降低。分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）故障出現(xiàn)的主要原因有操作站、主分散處理單元（DPU）崩潰和輔助分散處理單元（DPU）切換失敗和服務(wù)器死機(jī)等，以上原因可能會(huì)影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在嚴(yán)重的情況下，設(shè)備將停止運(yùn)行甚至受到嚴(yán)重的損壞。

1.2 熱控元件故障成因分析

如果熱控組件發(fā)生故障，組件信號(hào)會(huì)失真，從而導(dǎo)致設(shè)備拒絕或發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作，以至于出現(xiàn)停機(jī)故障，大大降低了熱控系統(tǒng)的可靠性，嚴(yán)重威脅到火電廠的財(cái)產(chǎn)安全與員工的人身安全。如果熱控系統(tǒng)中的故障部件是與系統(tǒng)相關(guān)的重要設(shè)備，如汽輪機(jī)跳閘保護(hù)系統(tǒng)（ETS）或爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）發(fā)生故障，它將直接導(dǎo)致跳閘甚至嚴(yán)重?fù)p壞設(shè)備，從而導(dǎo)致火力發(fā)電廠重大的經(jīng)濟(jì)損失和財(cái)產(chǎn)安全。誘導(dǎo)熱控元件發(fā)生故障的主要原因是環(huán)境因素、設(shè)備使用壽命、元件安裝、元件自身質(zhì)量以及系統(tǒng)電源故障等。只有通過有效地控制這些因素，才能防止熱控組件發(fā)生故障。防范的重點(diǎn)是始終注意系統(tǒng)容量和系統(tǒng)負(fù)載過載，避免系統(tǒng)中出現(xiàn)不必要的故障，如汽輪機(jī)跳閘保護(hù)系統(tǒng)（ETS）或爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）故障。

1.3出現(xiàn)系統(tǒng)邏輯的缺陷

對(duì)于大多數(shù)新設(shè)備而言，系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)并不完美，因?yàn)樵O(shè)備啟動(dòng)和運(yùn)行所需的時(shí)間很短。一旦系統(tǒng)邏輯發(fā)生故障，分布式控制系統(tǒng)很容易判斷失真甚至錯(cuò)誤。同時(shí)，將發(fā)出錯(cuò)誤的命令和錯(cuò)誤的信號(hào)，這將導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法做出正確的動(dòng)作，甚至將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的嚴(yán)重異常停機(jī)。如果系統(tǒng)邏輯缺陷多次發(fā)生，將嚴(yán)重影響正式生產(chǎn)的時(shí)間和設(shè)備的安全性。因此，在新裝置投入使用之前，必須多次優(yōu)化和測(cè)試熱控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以便系統(tǒng)邏輯盡可能有效。降低熱控系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)并提高熱控系統(tǒng)的可靠性，可以減少異常停機(jī)造成的重大損失。

2.火電廠熱控系統(tǒng)可靠性的優(yōu)化措施

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和優(yōu)化，對(duì)熱控系統(tǒng)的可靠性提出了新的要求?；痣姀S應(yīng)不斷提高其熱控系統(tǒng)的可靠性，降低風(fēng)險(xiǎn)，確保員工的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全?；痣姀S的整體經(jīng)濟(jì)效益使社會(huì)和人民受益，因此優(yōu)化火力發(fā)電廠熱控制系統(tǒng)的可靠性尤為重要。建議從以下幾個(gè)方面優(yōu)化火電廠的熱控系統(tǒng)可靠性。

2.1 強(qiáng)化硬件管理

一旦硬件發(fā)生故障，勢(shì)必會(huì)造成整個(gè)熱控系統(tǒng)的崩潰、出現(xiàn)非正常停機(jī)，嚴(yán)重阻礙了設(shè)備正常的運(yùn)行，造成不可挽回的人身安全損失和財(cái)產(chǎn)損失，因此強(qiáng)化硬件管理是提升熱控系統(tǒng)可靠性的基本要求。加強(qiáng)硬件管理在建立熱控系統(tǒng)的過程中，我們必須關(guān)注設(shè)備的穩(wěn)定性和功能質(zhì)量。我們必須選擇高質(zhì)量，耐老化，高度適應(yīng)環(huán)境的硬件設(shè)備。在設(shè)計(jì)和選擇硬件設(shè)備模型的過程中，有必要掌握控制設(shè)備的質(zhì)量問題，有效地研究硬件設(shè)備的適用環(huán)境和性能。確保所選設(shè)備具有良好的質(zhì)量，良好的性能。強(qiáng)化硬件管理不僅要嚴(yán)格挑選硬件設(shè)施，還要對(duì)硬件設(shè)施的驗(yàn)收程序進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，這樣才能確保所采購(gòu)的硬件設(shè)施無(wú)安全隱患，才能從源頭有效的控制住風(fēng)險(xiǎn)，提升熱控系統(tǒng)的可靠性和安全性。再者，要加強(qiáng)對(duì)熱控系統(tǒng)設(shè)備的日常維護(hù)，將日常維護(hù)成為常規(guī)工作，這樣才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備可能出現(xiàn)的問題和錯(cuò)誤，有效的預(yù)防硬件設(shè)施出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)，在日常維護(hù)過程中，要加強(qiáng)對(duì)機(jī)房溫度的檢查、系統(tǒng)信號(hào)狀況的檢查以及服務(wù)器與系統(tǒng)狀態(tài)的檢查等工作。在熱控系統(tǒng)設(shè)備安裝過程中，要嚴(yán)格按照安裝手冊(cè)，規(guī)范安裝，做好設(shè)備的保護(hù)工作，避免出現(xiàn)不必要的漏洞。

2.2 優(yōu)化邏輯設(shè)計(jì)

熱控系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)對(duì)熱控系統(tǒng)的可靠性有很大影響。一旦邏輯設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題，信號(hào)就會(huì)失真，設(shè)備就會(huì)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致設(shè)備異常停機(jī)，嚴(yán)重影響設(shè)備的使用壽命。它甚至導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)的損失；因此，火電廠技術(shù)人員需要不斷優(yōu)化新機(jī)組的系統(tǒng)邏輯，以有效提高熱控系統(tǒng)的可靠性。如何有效優(yōu)化熱控系統(tǒng)邏輯，必須在設(shè)計(jì)初期反復(fù)測(cè)試熱控系統(tǒng)的邏輯，采用三二保護(hù)邏輯，用質(zhì)量代碼判斷每個(gè)節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量，提高精度和熱控系統(tǒng)的可靠性，有效地防止錯(cuò)誤的動(dòng)作或命令，并保護(hù)采樣信號(hào)的邏輯判斷。進(jìn)一步優(yōu)化分布式控制系統(tǒng)并優(yōu)化I / O模塊的分配。在滿足運(yùn)行功能的情況下，盡量選擇簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)邏輯，避免過于復(fù)雜的強(qiáng)制手動(dòng)條件，從而有效降低人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和操作人員的風(fēng)險(xiǎn)，有效控制風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)；優(yōu)化單點(diǎn)保護(hù)邏輯，有效解決過度保護(hù)條件，進(jìn)一步降低了誤操作的可能性，進(jìn)一步提高了熱控系統(tǒng)的可靠性，降低了設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 確保電源系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行

電源系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性也會(huì)影響到整個(gè)熱控系統(tǒng)的可靠性，一旦發(fā)生故障，將會(huì)直接影響到設(shè)備的使用壽命。完善電源監(jiān)視及報(bào)警系統(tǒng)，除需要對(duì)中間繼電器進(jìn)行監(jiān)視外，還需要加強(qiáng)對(duì)輔控系統(tǒng)中控制電源的監(jiān)控；所有的熱控電源要專用，而不能將其用于其他用途，不能將非控制系統(tǒng)用電設(shè)備與控制系統(tǒng)用電設(shè)備相連接；需加強(qiáng)對(duì)電源管理系統(tǒng)的記錄，詳細(xì)準(zhǔn)確的記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)；火電廠要建立電源故障后的應(yīng)急預(yù)案，明確電源故障發(fā)生后應(yīng)采取的相應(yīng)對(duì)策，增加其預(yù)防性；采用可設(shè)定主供電的電源自動(dòng)切換裝置。

3.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，熱控系統(tǒng)的可靠性是火電廠運(yùn)行的重要組成部分，可以有效降低風(fēng)險(xiǎn)，避免人身安全的損失和重要資產(chǎn)的流失。只有提高熱控系統(tǒng)的可靠性，火電廠才能為運(yùn)行質(zhì)量提供必要的保障，進(jìn)一步促進(jìn)火電廠的快速發(fā)展。

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（作者單位：福建省福能龍安熱電有限公司）