火力發(fā)電廠熱工保護(hù)誤動(dòng)拒動(dòng)原因分析及處理措施

（陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木電化發(fā)展有限公司 陜西 719300）

在熱工保護(hù)運(yùn)作的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)拒動(dòng)的情況，即使主輔機(jī)械正常運(yùn)行，保護(hù)動(dòng)作也會(huì)經(jīng)常發(fā)生。如果停止主輔機(jī)械，則會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，會(huì)給火力發(fā)電廠帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失。通常，因?yàn)楣收蠁?wèn)題使保護(hù)系統(tǒng)發(fā)動(dòng)，進(jìn)而停止主輔機(jī)械。同時(shí)受到故障原因的影響，保護(hù)系統(tǒng)無(wú)法在主輔機(jī)械出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)運(yùn)作，保護(hù)作用沒(méi)有充分發(fā)揮，造成事故擴(kuò)大，這種情況就是保護(hù)拒動(dòng)。隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，火力發(fā)電廠的運(yùn)行效率在不斷提升，熱工保護(hù)誤動(dòng)拒動(dòng)問(wèn)題也受到廣泛的關(guān)注和重視。

1.火力發(fā)電廠熱工保護(hù)概述

圖1 火力發(fā)電廠運(yùn)行圖

在火力發(fā)電廠運(yùn)行的過(guò)程中，熱工保護(hù)是否可以有效的發(fā)揮作用與機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定有直接關(guān)系，尤其在大規(guī)模的火力發(fā)電廠中，每年因?yàn)榉怯?jì)劃停運(yùn)、RB等原因帶來(lái)的損失占據(jù)一定的比例，在停運(yùn)事件中，有一部分是熱工保護(hù)系統(tǒng)失效帶來(lái)的，其中誤動(dòng)造成的停運(yùn)又占據(jù)1/5，可見(jiàn)熱工保護(hù)誤動(dòng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)和運(yùn)行效率有很大的影響。在新機(jī)組投入的時(shí)候，此類情況尤為明顯，出現(xiàn)這種情況主要是因?yàn)榛〞r(shí)期沒(méi)有進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和配置，造成投產(chǎn)機(jī)組經(jīng)常出現(xiàn)熱工保護(hù)誤動(dòng)的情況，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)谝荒陜?nèi)出現(xiàn)7次誤動(dòng)[1]。

2.火力發(fā)電廠熱工保護(hù)誤動(dòng)拒動(dòng)的原因

(1)設(shè)計(jì)冗余

在火力發(fā)電廠運(yùn)行的過(guò)程中，造成熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)的原因有很多。其中冗余設(shè)計(jì)是最主要的原因之一，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，熱工保護(hù)系統(tǒng)采用的各個(gè)CPU處理器，包括AP、DPU等等，或者進(jìn)行數(shù)據(jù)交換等裝置，都沒(méi)有采用冗余配置的模式，缺少備用裝置。如果網(wǎng)絡(luò)硬件出現(xiàn)故障問(wèn)題，或者處理器發(fā)生故障，則會(huì)因?yàn)槿鄙賯溆醚b置造成運(yùn)行停止，進(jìn)而引發(fā)事故問(wèn)題；第二，在熱工系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，單通道采用的輸入和輸出信號(hào)帶有保護(hù)，單一模件采用單模件或TSI的振動(dòng)，不論是通道損壞，還是模件損壞，都會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)的情況；第三，機(jī)架、CPU、卡件都采用單一的電源，如果電源損失，則會(huì)影響設(shè)備和模件的運(yùn)行，進(jìn)而出現(xiàn)停運(yùn)或失控的情況，最終引發(fā)誤動(dòng)，甚至帶來(lái)設(shè)備事故。

(2)保護(hù)邏輯

保護(hù)邏輯不完善也是常見(jiàn)的誤動(dòng)原因，通常體現(xiàn)在以下幾方面：首先，在剛開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有詳細(xì)全面的分析保護(hù)邏輯，只是依靠設(shè)計(jì)人員自身的經(jīng)驗(yàn)或者借鑒同類機(jī)組的設(shè)計(jì)方式，對(duì)保護(hù)對(duì)象和系統(tǒng)的了解不夠充分，所以設(shè)計(jì)不合理；第二，在運(yùn)行階段，沒(méi)有做好傳動(dòng)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄也不相近；第三，對(duì)于部分保護(hù)信號(hào)，沒(méi)有采取針對(duì)性的處理方式，造成熱工保護(hù)系統(tǒng)無(wú)法對(duì)設(shè)備特性造成的故障進(jìn)行防范。

(3)人為因素

人為原因主要包括以下幾點(diǎn)：第一，工作人員不夠?qū)Ｗⅲ鄙儇?zé)任意識(shí)。在模擬開(kāi)關(guān)量信號(hào)、參數(shù)輸入的過(guò)程中，如果沒(méi)有準(zhǔn)確的區(qū)分“1”和“0”，或者在選擇的過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，造成模擬量參數(shù)數(shù)字輸入錯(cuò)誤，小數(shù)點(diǎn)位數(shù)不準(zhǔn)確等[2]；第二，沒(méi)有嚴(yán)格遵守檢修程序，在設(shè)備試運(yùn)的過(guò)程中，爐左信號(hào)正常，則認(rèn)為右側(cè)也正常，沒(méi)有測(cè)量和分析就開(kāi)始短接，進(jìn)而出現(xiàn)左右側(cè)接線不一致，DCS系統(tǒng)竄入強(qiáng)電，造成機(jī)架燒毀。

3.火力發(fā)電廠熱工保護(hù)誤動(dòng)拒動(dòng)的處理措施

(1)做好設(shè)計(jì)

在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要嚴(yán)格遵守?zé)峁けＷo(hù)的設(shè)計(jì)原理，因?yàn)樵镜臒峁けＷo(hù)項(xiàng)目經(jīng)過(guò)了廠家客戶的鉆研和不斷的改進(jìn)才最終形成，專業(yè)性和可靠性較強(qiáng)，火力電廠最好不要隨意改動(dòng)，否則容易引發(fā)故障問(wèn)題。如果需要進(jìn)行改動(dòng)，則可以與廠家協(xié)商，根據(jù)實(shí)際情況，通過(guò)全面的分析和詳細(xì)的檢測(cè)之后再進(jìn)行補(bǔ)充和改動(dòng)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定完善。根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)，通常要堅(jiān)持寧可誤動(dòng)，也不能拒動(dòng)的原則，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)保護(hù)信號(hào)采用邏輯“非”的方式。例如，在鍋爐MFT保護(hù)的過(guò)程中，對(duì)送風(fēng)機(jī)等設(shè)備采用全停保護(hù)，對(duì)這些設(shè)備的信號(hào)進(jìn)行“非”運(yùn)算。如果沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)，則認(rèn)為設(shè)備停運(yùn)，發(fā)出保護(hù)信號(hào)。在設(shè)備狀態(tài)反饋信號(hào)回路中將電流信號(hào)傳入，只有接受跳閘信號(hào)且電流比空載電流值小的情況下，認(rèn)為設(shè)備跳閘，從而實(shí)行保護(hù)動(dòng)作，使保護(hù)動(dòng)作更加準(zhǔn)確。例如，某發(fā)電廠在控制系統(tǒng)硬件配置可靠性檢查中發(fā)現(xiàn)，#1爐一次風(fēng)機(jī)溫度保護(hù)不是硬接線接入，而是通過(guò)IDAS轉(zhuǎn)換接入，不符合可靠性細(xì)則2.6。所以采取相應(yīng)的整改措施，將一次風(fēng)機(jī)溫度保護(hù)的接入信號(hào)改為硬接線信號(hào)，避免因網(wǎng)絡(luò)傳輸問(wèn)題造成設(shè)備誤動(dòng)。火力發(fā)電廠直流電源系統(tǒng)普遍如圖2，熱控控制電源一般配備兩套直流電源系統(tǒng)，正常運(yùn)行兩套直流電源系統(tǒng)沒(méi)有互連、獨(dú)立運(yùn)行。

圖2 火力發(fā)電廠直流系統(tǒng)原理圖

圖2中兩套（左側(cè)和右側(cè)）直流系統(tǒng)獨(dú)立工作，為用電設(shè)備提供兩路獨(dú)立的直流電源，每套直流電源配備蓄電池、充電設(shè)備和相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備，從而保證全廠失去交流電源后直流系統(tǒng)連續(xù)供電，保證重要設(shè)備的安全。

(2)冗余設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以采用冗余設(shè)計(jì)的方式。常規(guī)的冗余設(shè)計(jì)包括多個(gè)方面，以CPU冗余、過(guò)程控制站電源冗余為主。根據(jù)熱工保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)際需求，僅僅進(jìn)行這兩方面的冗余設(shè)計(jì)并不能滿足要求。所以，要從其他方面入手：首先，各個(gè)保護(hù)執(zhí)行設(shè)備發(fā)揮著十分重要的作用，如跳閘電磁閥等等，應(yīng)該將其視作動(dòng)作電源進(jìn)行全面有效的監(jiān)控，確保設(shè)備穩(wěn)定安全的運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在的故障隱患；其次，針對(duì)比較重要的熱工信號(hào)，應(yīng)該采用冗余設(shè)計(jì)的方式[3]。要對(duì)相同樣本的測(cè)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)了解信號(hào)的實(shí)際情況，進(jìn)而根據(jù)信號(hào)顯示做出準(zhǔn)確的判斷。重要測(cè)點(diǎn)的測(cè)量通道應(yīng)該在不同的卡件中進(jìn)行布置，確保危險(xiǎn)得到有效的分散，如果出現(xiàn)故障問(wèn)題，可以順利快捷的進(jìn)行處理，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。一些電廠測(cè)點(diǎn)取樣或者選擇一個(gè)、或者多點(diǎn)并列，這種方式并不完善，需要進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。例如，機(jī)組無(wú)MEH電源裝置故障報(bào)警的情況下，利用機(jī)組檢修時(shí)增設(shè)MEH電源裝置故障報(bào)警，避免因某一路電源失去后未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，而另一路電源出現(xiàn)故障導(dǎo)致整個(gè)機(jī)柜失電。在熱工保護(hù)系統(tǒng)改造的過(guò)程中，可以應(yīng)用PLC技術(shù)。新系統(tǒng)采用“上位機(jī)+PLC”方式，應(yīng)用計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)和PLC控制技術(shù)，對(duì)多個(gè)輸入輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有輸入輸出信號(hào)狀態(tài)顯示、保護(hù)動(dòng)作記錄、報(bào)表打印、保護(hù)聯(lián)鎖試驗(yàn)等功能。

(3)加強(qiáng)培訓(xùn)

在熱工保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，應(yīng)該定期開(kāi)展維護(hù)檢修活動(dòng)，及時(shí)了解熱工保護(hù)系統(tǒng)中的潛在問(wèn)題，確保其可以正常發(fā)揮作用。一方面，應(yīng)該做好技術(shù)培訓(xùn)工作，全面提升工作人員的專業(yè)能力和技術(shù)水平，確保工作人員可以按照要求完成檢修和維護(hù)工作，降低人為因素造成的影響；另一方面，要建立完善有效的維護(hù)制度，加強(qiáng)教育工作，提升工作人員的維護(hù)保養(yǎng)意識(shí)，養(yǎng)成良好的養(yǎng)護(hù)習(xí)慣。例如，在設(shè)備停機(jī)階段，可以全面檢查保護(hù)系統(tǒng)，了解系統(tǒng)中存在的隱患，做好實(shí)驗(yàn)工作，既可以滿足檢修要求，還能夠減少停機(jī)帶來(lái)的損失。例如，國(guó)華綏中電廠積極完善制度，從定期巡檢、定期校驗(yàn)、定期維護(hù)和定期備份四個(gè)方面開(kāi)展定期工作，年度涉及定期工作項(xiàng)目120項(xiàng)，均按年度、月度計(jì)劃有序執(zhí)行；規(guī)范了主要控制系統(tǒng)的巡檢標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)巡檢內(nèi)容、巡檢標(biāo)準(zhǔn)、巡檢周期進(jìn)行了明確，讓員工清楚地知道怎樣做是對(duì)的，全面確保系統(tǒng)運(yùn)行安全。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在火力電廠運(yùn)行的過(guò)程中，熱工保護(hù)發(fā)揮著十分重要的作用。為了減少熱工保護(hù)拒動(dòng)、誤動(dòng)的問(wèn)題，應(yīng)該加強(qiáng)設(shè)計(jì)、優(yōu)選元件，可以采用冗余設(shè)計(jì)的方式，同時(shí)培訓(xùn)更加優(yōu)秀的技術(shù)人才。