發(fā)電廠熱控保護(hù)可靠性的提高策略

朱明耀

摘要：近年來，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之勢(shì)十分顯著，與此同時(shí)，也進(jìn)一步提高了人們的生活水平，而作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要支柱行業(yè)所在的電力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面起到的推動(dòng)作用十分顯著。所以，國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)節(jié)必須要高度重視電力系統(tǒng)發(fā)展，以強(qiáng)大電力資源推動(dòng)國(guó)家生產(chǎn)和發(fā)展。在發(fā)電廠運(yùn)行環(huán)節(jié)，尤為重要的一個(gè)構(gòu)成部分就是熱控系統(tǒng)，該系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況與發(fā)電廠能否穩(wěn)定進(jìn)行電能供應(yīng)密切相關(guān)，同時(shí)也在一定程度上決定著發(fā)電廠能否正常運(yùn)作，所以必須要探討發(fā)電廠熱控保護(hù)可靠性的提高，從根本上保障發(fā)電廠安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠;熱控保護(hù);可靠性;提高策略

在發(fā)電廠運(yùn)行環(huán)節(jié)占據(jù)關(guān)鍵地位、發(fā)揮重要作用的就是熱控系統(tǒng)，控制熱力設(shè)備、電力設(shè)備附屬設(shè)備的運(yùn)行為熱控系統(tǒng)主要作用體現(xiàn)，簡(jiǎn)單來說，發(fā)電廠熱控系統(tǒng)能為熱力設(shè)備正常運(yùn)行提供保障。熱控系統(tǒng)具體運(yùn)行環(huán)節(jié)，系統(tǒng)中的熱力設(shè)備涉及發(fā)電廠各個(gè)工作環(huán)節(jié)，且在發(fā)電廠機(jī)械正常運(yùn)行、安全使用、維修保養(yǎng)等方面發(fā)揮的保障作用都十分關(guān)鍵。但值得注意的是，在熱控系統(tǒng)不具備可靠性的情況下，其熱控保護(hù)作用自然難以充分發(fā)揮，所以為確保熱控系統(tǒng)功能作用充分發(fā)揮，必須要不斷提高熱控保護(hù)可靠性。

一、影響熱控保護(hù)可靠性的因素

（一）系統(tǒng)自身造成保護(hù)誤動(dòng)

在熱控系統(tǒng)中，構(gòu)成部分主要有中央控制器、輔助設(shè)備、信號(hào)輸入輸出裝置等包含其中，而較為常見的一類故障就是CPU故障，同時(shí)指令或信號(hào)傳輸環(huán)節(jié)的信號(hào)中斷問題及電源控制系統(tǒng)故障等，也存在較高的故障發(fā)生概率，這些故障產(chǎn)生的主要原因都是因誤操作所致[1]。發(fā)電廠機(jī)組中的相關(guān)機(jī)械設(shè)備設(shè)施之間，連環(huán)跳閘事故極易出現(xiàn)，而受該方面因素影響，電廠中高壓主蒸汽閥門故障極易產(chǎn)生，最終會(huì)給整個(gè)系統(tǒng)正常工作造成嚴(yán)重阻礙。

（二）外圍設(shè)備導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)

在外圍設(shè)備中，主要是有一些物理量測(cè)量問題存在，如溫度及爐內(nèi)壓力、鍋爐水流量開關(guān)等物理量參數(shù)。物理量測(cè)量問題一些是因器件自身原因所致，其中重要因素就是自然老化，加之設(shè)備安裝環(huán)節(jié)存在不當(dāng)現(xiàn)象，就會(huì)致使保護(hù)電路誤啟動(dòng)現(xiàn)象隨之產(chǎn)生，此類問題都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)主設(shè)備、輔設(shè)備故障問題由此產(chǎn)生。熱控系統(tǒng)在發(fā)電廠中屬于200兆瓦機(jī)組，所以一些情況下系統(tǒng)突然關(guān)閉情況會(huì)出現(xiàn)，導(dǎo)致爐內(nèi)壓力快速升高的同時(shí)，鍋爐爐膛保護(hù)設(shè)施的癱瘓現(xiàn)象也會(huì)隨之產(chǎn)生，而受MFT動(dòng)作影響，整個(gè)系統(tǒng)關(guān)機(jī)現(xiàn)象就會(huì)由此引發(fā)。

（三）系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝有漏洞

安裝熱控設(shè)備環(huán)節(jié)，一旦安裝人員不能充分認(rèn)識(shí)系統(tǒng)各方面細(xì)節(jié)，或者是安裝中有不同側(cè)重點(diǎn)，就可能會(huì)導(dǎo)致可靠性方面的隱患問題隨之產(chǎn)生。目前，從大部分發(fā)電廠實(shí)際情況來看，安裝熱控設(shè)備時(shí)，通常都是以使用性為考慮方向，如怎樣確保設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的良好提升，如何實(shí)現(xiàn)熱控效率的最大限度提高，而在系統(tǒng)可靠性層面卻并未投入過多關(guān)注。受此種設(shè)計(jì)和安裝思路影響，大型機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行初期極有可能會(huì)導(dǎo)致大量非計(jì)劃停運(yùn)現(xiàn)象隨之產(chǎn)生，導(dǎo)致整體機(jī)組工作效率大幅度降低。

二、發(fā)電廠熱控保護(hù)可靠性的提高策略

（一）優(yōu)化保護(hù)系統(tǒng)配置

首先，在熱控系統(tǒng)中，輔助設(shè)備尤為重要，因熱控系統(tǒng)中有較多子系統(tǒng)存在，且各子系統(tǒng)最重要的結(jié)構(gòu)就是測(cè)試點(diǎn)，所以在系統(tǒng)檢測(cè)故障的過程中，應(yīng)對(duì)所有子系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，這一環(huán)節(jié)基于各子系統(tǒng)測(cè)試點(diǎn)的檢測(cè)，即可大幅度提高辦事效率。所有子系統(tǒng)檢查環(huán)節(jié)，應(yīng)避免有疏漏現(xiàn)象存在，如此才能為熱控系統(tǒng)正常運(yùn)行提供保障，與此同時(shí)，該環(huán)節(jié)可將各子系統(tǒng)當(dāng)做一個(gè)單元來看待，在有故障出現(xiàn)時(shí)，無需對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，僅需圍繞其中某一單元進(jìn)行檢測(cè)即可，使時(shí)間有效節(jié)約。其次，針對(duì)重要輔機(jī)與分系統(tǒng)來說，如給水泵、鍋爐燃燒系統(tǒng)等，需在不同控制器和模件上分別布置監(jiān)控測(cè)點(diǎn)，為單臺(tái)設(shè)備故障或單個(gè)控制器、模件故障不會(huì)影響到其他設(shè)備提供保障，維護(hù)機(jī)組安全[2]。最后，從當(dāng)下的汽機(jī)主保護(hù)ETS系統(tǒng)實(shí)際情況來看，一些已經(jīng)在DCS中納入，而還有一些仍然是以獨(dú)立控制系統(tǒng)為主，但值得注意的是，不論選擇哪種方式應(yīng)用，都需要借助熱備用及雙冗余PLC可編程控制器的應(yīng)用，確保板卡或快速板卡有效實(shí)現(xiàn)，使ETS能積極響應(yīng)故障，并快速做出可靠動(dòng)作，為汽輪機(jī)安全提供保障。

（二）強(qiáng)化保護(hù)信號(hào)管理

熱控保護(hù)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)就是保護(hù)信號(hào)，主要原因在于信號(hào)保護(hù)方面

的可靠性會(huì)直接影響整個(gè)熱控保護(hù)系統(tǒng)，為確保信號(hào)保護(hù)可靠性有效提升，具體可選擇以下措施應(yīng)用：第一，在不同I/O模件上配備冗余I/O點(diǎn)，選用雙向接點(diǎn)來處理重要開關(guān)量信號(hào)，使信號(hào)抖動(dòng)及斷線等因素造成的保護(hù)誤動(dòng)情況有效避免;在動(dòng)作MFT中應(yīng)用的重要輔助狀態(tài)信號(hào)，需選擇自斷路器輔助接點(diǎn)模式應(yīng)用，同時(shí)要隔離進(jìn)入DCS系統(tǒng)的電氣信號(hào)。第二，針對(duì)一些重要保護(hù)信號(hào)來說，如汽包水位、一次風(fēng)壓等，應(yīng)基于取樣裝置為出發(fā)點(diǎn)，選擇3取2冗余配置模式應(yīng)用，在信號(hào)不具備條件的情況下，邏輯判斷過程可選擇其他相關(guān)信號(hào)應(yīng)用，使信號(hào)可靠性有效提升。第三，在中斷并恢復(fù)DCS系統(tǒng)電源的情況下，要確保控制器輸出是以安全狀態(tài)為主。

（三）優(yōu)化邏輯設(shè)計(jì)

熱控保護(hù)系統(tǒng)中屬于“軟”部分的就是邏輯軟件，是熱控保護(hù)系統(tǒng)整體靈魂所在。基于邏輯系統(tǒng)的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，利于熱控保護(hù)可靠性的大幅度提高，所以邏輯設(shè)計(jì)過程應(yīng)在以下幾方面提高注意程度：第一，下列功能是所有重要模擬量的設(shè)計(jì)重點(diǎn)內(nèi)容所在，即判斷信號(hào)準(zhǔn)確性時(shí)，應(yīng)選擇量限及變化速率等方法應(yīng)用;一臺(tái)變送器有故障出現(xiàn)的情況下，應(yīng)將以往的三選中邏輯向二選一或裂解自動(dòng)方面轉(zhuǎn)化。第二，設(shè)備檢修安全掛牌邏輯的設(shè)計(jì)十分必要，能使誤動(dòng)作得到有效防止;設(shè)定保護(hù)定值時(shí)，應(yīng)以科學(xué)及準(zhǔn)確原則為出發(fā)點(diǎn)，如設(shè)定鍋爐汽包水位保護(hù)定值時(shí)，需以鍋爐廠所提供數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)水位測(cè)量手段、安裝工藝的不同進(jìn)行參考，進(jìn)而確定測(cè)算[3]。第三，要將引風(fēng)控制等保護(hù)超馳邏輯嵌入到熱控自動(dòng)控制中，使保護(hù)動(dòng)作后人員處置環(huán)節(jié)因疏忽導(dǎo)致其他事故隨之引發(fā)的現(xiàn)象得以有效防止;高度重視自控PID參數(shù)的優(yōu)化，基于其調(diào)節(jié)品質(zhì)的提升，使負(fù)荷擾動(dòng)等工況下被調(diào)量超限引起保護(hù)誤動(dòng)的現(xiàn)象有效避免;存在過大擾動(dòng)，或者是被控設(shè)備處于失控狀態(tài)時(shí)，設(shè)計(jì)過程需將自動(dòng)向手動(dòng)方面切換，使人力在工況調(diào)節(jié)中參與。

（四）加強(qiáng)維護(hù)管理

第一，分析、統(tǒng)計(jì)DCS卡件投運(yùn)情況，適時(shí)輪換處于長(zhǎng)周期運(yùn)行狀態(tài)的卡件，使得因卡件故障導(dǎo)致的保護(hù)誤動(dòng)有效避免;同時(shí)，要將熱工保護(hù)檢測(cè)元件檢定、回路端子定期緊固等工作切實(shí)做好，接線端子緊固的過程中，注意防范措施的應(yīng)用，使系統(tǒng)誤動(dòng)現(xiàn)象有效防止。

第二，針對(duì)維護(hù)人員來說，要重視DCS工程師站及控制站等工況、環(huán)境溫濕度的定期檢查，為設(shè)備始終處于正常工作狀態(tài)提供保障;同時(shí)也應(yīng)注意保護(hù)定值核實(shí)檢查、保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn)等的定期開展。

第三，需要機(jī)組運(yùn)行人員注意熱控保護(hù)系統(tǒng)的熟悉，在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)，重視計(jì)算機(jī)畫面的經(jīng)常切換，借此對(duì)機(jī)組各系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行了解，使工況得到及時(shí)調(diào)整，尤其是在自動(dòng)系統(tǒng)投入的情況下，更應(yīng)該在畫面巡檢方面提高重視程度，將倒換試驗(yàn)定期做好，在運(yùn)行人員接班檢查的環(huán)節(jié)，注意保護(hù)和備用輔機(jī)聯(lián)鎖是否投入的檢查與核對(duì)。

結(jié)束語：

近年來，各大發(fā)電廠的發(fā)電量開始大幅度增加，此時(shí)面對(duì)復(fù)雜化的電力系統(tǒng)，要想為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、現(xiàn)代化發(fā)展提供促進(jìn)作用，必須要重視熱控保護(hù)系統(tǒng)的優(yōu)化與改進(jìn)，基于熱控保護(hù)可靠性水平的不斷提高，使安全隱患及時(shí)排除，確保安全事故的發(fā)生有效避免，加之設(shè)備定期維護(hù)工作、定期安全隱患排查工作的開展，全方位杜絕安全事故，促進(jìn)熱控保護(hù)可靠性大幅度提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉玉石.提高火力發(fā)電廠熱控保護(hù)可靠性方案與策略探討[J].百科論壇電子雜志，2019，0（12）：583-584.

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[3]臧海瑞.對(duì)發(fā)電廠熱控保護(hù)的可靠性分析[J].商品與質(zhì)量，2018，11（52）：205.