火電廠熱控保護裝置的維護策略

吳 超，朱 波，郭 驍，程 發

（黃岡大別山發電有限責任公司，湖北 黃岡 438000）

0 引言

隨著火力發電廠汽輪機的裝機容量和蒸氣參數與以往相比有了較大的變化，但其熱力系統的自動化水平較高，系統的結構和操作參數也比較復雜，這就需要火力發電廠的安全生產。系統裝有熱控制自動保護裝置，以保證電力系統的安全、可靠地工作。當電網出現故障或危險時，該保護設備會自動發出警告和跳閘指令，防止電網出現重大安全事故。因此，在保證電力系統的安全運行中，火力發電廠的熱控制自動保護裝置是十分必要的。但是，保證火力發電系統的安全運行，需要保證熱控制自動化設備的安全運行。所以，在火力發電廠，要加強對自動熱控制裝置的安全檢查和維護。本課題的研究對于改善電力系統中的自動保護功能具有十分重要的現實意義。

1 火電廠熱控保護裝置的維護重要性

熱控系統中的分布式控制裝置是以計算機為基礎進行信息傳輸和操作的，DCS 的控制系統中，以分布式網絡為基礎，保障了數據的建立。同時，由于計算機與信息處理技術相結合，在熱控自動控制系統的幫助下，可以有效地處理各種數據和信息，使工作效率得到極大的提升。DCS 系統還可以將主電源和二級控制裝置相結合，對主要設備的問題進行分析，在出現內部運行問題時，DCS 在通訊控制中起到很好的作用。該保護系統的主要目的是通過對主電源系統的模型參數、功能等方面的檢查，確保所有的參數都符合設計要求，從而確保整個設備運行的安全性和穩定性[1]。

同時，火力發電廠的熱控制保護系統能夠精確地獲取各個機組的工作狀態，確保電力系統在正常工作狀態下工作的同時，工作效率也會大幅提升。在國內，熱控系統的正常運轉是非常關鍵的，只要系統的工作正常，就可以有效地監測和控制系統的工作，從而減少了系統的經濟損失。在國內電廠中，熱控制是一個非常關鍵的環節，其可靠度直接關系到整個電廠的安全運行。在電廠機組的發電設備工作狀態發生了改變，超過了標準的時候，熱控制系統就會將相應的控制系統與其他設備連接起來，以防止事故的發生。因此，機組能否順利地工作取決于其熱控制裝置的穩定性。

2 熱控自動化系統分析

2.1 視頻網絡監控系統

視頻監控系統包括攝像頭、傳輸、控制、顯示、記錄，其中，高清攝像機采集電廠設備的操作、工作人員的工作視頻、聲音等，并將視頻經由網絡傳送至計算機主機，由計算機向各顯示器及視頻裝置分發視頻。主機和員工可以通過PTZ 來控制攝像機的方位，并進行縮放動作，實現了對主機的多路控制。視頻監控系統還可以實現視頻處理，實現輸入、播放、存儲等功能，當電廠發生異常時，可以通過錄像回放來查找故障的原因。通過對電廠無人值班的控制，可以有效地降低電廠自動控制系統的運行阻力。

2.2 分散控制體系

分散控制體系包括開發、維護、控制、運行、聯網等部分，這樣才能將通訊網絡和分布式系統有機地融合在一起，形成相應的流程控制系統。利用模塊合理靈活地配置了系統的功能[2]。比如，一個電廠的控制系統，覆蓋了水、煤、灰等輔助設備，集中的監控點分布在各個單元控制室，與整個電廠的獨立控制體系相連，從而達到了一個統一的中央控制體系。該系統具有以下特點：輔助車間的設備狀態信息都集中在數據倉庫中，具有報表、報警、歷史記錄、運行記錄等多種功能。并且，操作人員可以在操作站點中對各系統的生產設備進行監測；采用雙冗余的結構和雙服務器結構，確保了系統的穩定性和安全性，實現了多個PLC 系統的信息和數據的整合，有利于分析、管理和優化生產。

3 火電廠熱控自動化保護裝置在運行中存在的問題

3.1 熱控自動化保護裝置工作時存在的問題

在熱控制自動保護設備的正常操作期間，在對其進行性能檢查時，若不符合規定的標準進行試驗，則需要對其進行精度控制；這將造成對控制系統的熱控制自動防護設備的工作能力評價不準確；如果不認真地對其進行分析，很容易造成安全問題，危及到火電廠的熱控制自動控制系統的正常工作。

3.2 熱控自動化保護裝置在維護中存在的問題

對火力發電廠的熱控自動保護設備進行維護是一項十分重要的工作，同時，火力發電廠的熱控自動保護系統也是一項涉及各種高精度的設備，因此，在維護火力發電廠的自動熱控保護設備時，需要對熱控自動化保護裝置進行維護，很有可能會遇到各種各樣的問題。一般來說，故障發生的主要原因是在對自動熱控系統進行維護時，不了解自動熱控制系統的基本結構，很難迅速、高效的找到故障所在的區域。同時，負責維護熱控機的工作人員，也沒有意識到在維護熱控機過程中存在的諸多問題，并沒有嚴格的執行維護規程[3]。

3.3 熱控自動化保護裝置管理中存在的問題

由于火力發電廠在保障人們的日常生活中起著舉足輕重的作用，因此，通常來說，火力發電廠擁有的發電設備、供熱設備的數量和規模都比較大，這就給火力發電廠的設備維護和管理帶來了諸多問題?；鹆Πl電廠的設備管理人員，每天都要面臨著大量的檢修問題，這些問題往往會使火力發電廠的設備運行出現問題，使其無法正常的生產。同時，如果火力發電廠的工作人員不能及時發現故障（比如線路故障），火力發電廠的設備就會發生各種故障，從而影響機組的正常運轉。

3.4 調試過程不合理

調試完畢并不意味著就是完成，還需要一段時間的測試，確認系統、熱控元件是否有問題，才能真正完成測試。但是，一些調試技術人員對此還不了解，存在著一種急于上進的情況，在調試完畢后馬上停止測試，這就造成了很多的安全隱患。同時，缺少靜態調試，也是導致熱控系統性能不能充分發揮的主要因素，從而制約了熱控系統保護作用的發揮。

3.5 系統穩定性不佳

目前，電力系統的耗能情況越來越嚴峻，大部分電力所需的地區都是距離較遠、目標較多，過程比較復雜，運輸速度也比較慢，所以在火力發電廠的熱控系統中出現了一系列的故障，系統故障會導致電能的大量損失。相關技術人員應該定期進行設計、運行、安裝、調試、后期維護，避免關鍵設備出現故障，從而影響到整個系統的正常使用，制定合理、經濟、科學的設計方案。

4 火電廠熱控自動化保護裝置的維護方法

4.1 建立完善的裝置維護程序

為更有效地推進火力發電企業的熱控式自動防護設備維護工作，有關單位要結合現場實際，結合現場的具體情況，制定健全的維護規程，保證設備維護工作的順利進行。例如ETS，其保護環境主要有軸承振動大、鍋爐滅火MFT、EH 油壓較小、主保護等。在電力生產實際中，蒸汽機車在能源轉化中起著至關重要的作用。ETS 一旦出現故障，在一定的防護狀況下，其防護效率將大幅下降，或徹底失去作用，這將會對電力系統的運行造成不利影響。因此，若有關單位能建立健全的維護流程，并對ETS 進行定期的維護，則可使ETS 的安全性問題得到有效的解決；通過對ETS 的分析，可以把安全隱患扼制在搖籃中，并能有效減少ETS 系統的失效所造成的負面效應。

在整個流程中，ETS 系統維護流程應當包括設備簡介、維護范圍、維護目的、風險分析策略、危險識別方法、操作條件、維護過程、維護工具、品質規范，以及ETS的維護日志。在實施維護工作中，維護人員需要針對現場的具體工況，對ETS 的轉速探頭、壓力開關、主汽門關沖程開關進行檢查；對電磁閥門、I/O 模具等進行整體的表面形貌進行全面的檢驗，并根據產品的品質和維護需求，對其進行更新換代和維護。維護結束后，維護員要對其進行操作測試，從中找出可能存在的微小問題和潛在危險，并制定出科學、合理的改進方案，為裝置的良好運轉打下了良好的基礎。

4.2 實行熱控控制的邏輯優化，降低誤動和拒動

如果單個的故障信號是連鎖的，則會導致故障發生，導致熱監控設備的工作不正常，從而影響到整個系統的正常工作。不管是系統自身的故障，還是外部的外部環境對它們的工作造成了不利影響，都會使這些單一的測量數據產生不尋常的變化，從而引起更多的故障。因此，在新機組的邏輯設計，以及在日常工作中的操作中，都可以使用容錯邏輯來進行，并對可能存在的問題進行改進。減少了誤動、拒動的可能性，保證了系統的安全工作[4]。

4.3 熱控自動化保護裝置的靜態維護

熱控制裝置的靜態維護時要確保設備的電力供應。如果電源出了問題，整個系統就會癱瘓，甚至會對主機產生很大的影響。在對其進行靜態維護時，務必按照維護作業的規范次序進行實際作業。首先，要對設備的絕緣特性和接地電阻的連接狀態進行全面的檢查，如果連接狀態良好，則保證電力設備在操作中的穩定性。其次，需要對熱控制裝置中的模具進行全面的檢查，這主要是由于外回路的功率大，會直接地破壞模具部件。所以，需要要加強對它的維護，在檢查I/O 模具的時候，要把它的外部和電源的連接和安全都切斷，然后對模具進行徹底的檢查。再次，在進行深入的系統測試時，還需要對終端柜和外回路進行檢查，以保證熱控設備的正常工作，保證火力發電廠的安全運行，真正的滿足人民群眾的用電需要。

4.4 優化對熱自動控制裝置的控制

對熱控信號的檢測是火力發電廠自動保護系統維護中的一個重要環節，當溫度（工控）控制系統出現不合格、不穩定時，維護人員要對其進行全方位的檢修，確定其信號是否受外部環境的干擾，是否出現了問題。同時，有關單位要加強對自控系統的監控，對外部環境的影響進行科學、合理的排除，認真查找各種故障和問題，提出一種可行的方法來改善系統的運行（工作或控制）控制系統的穩定性。針對某些比較特殊的熱（工控型）控制系統，維護人員要時刻保持高度的警覺，定期進行維護和保養，并做好日志，以保證機組的安全穩定。針對頻繁發生問題的機組，要針對其內部問題進行深層次的剖析，針對其具體狀況，進行科學、合理的改造。這樣，維護人員就可以及時向有關單位匯報，以便能有效地推動設備更新，使電廠機組的安全、穩定得到進一步改善。

4.5 積極研發新技術

在實際操作中，應注意以下幾個問題：首先是建立數據管理部門，負責儲存與熱控制自動化設備的相關數據、信息，為后續維護工作提供可靠的基礎和支撐；其次，對維護數據進行分類、存檔，防止數據遺失，增強數據的完整性[5]。此外，可在現有的熱工自動化設備中進行研究，將EIC 集成技術應用于其中，EIC 集成技術是將儀器控制設備與電腦控制設備相結合，并由DCS來實現，從而提高了系統的整體控制力，并賦予各個子系統相應的控制功能。更好地適應集成系統，持續推進熱控制與保護設備的發展。

4.6 減少預期故障產生的可能性

在實際使用中，一些問題可以提前發現，因此，要對相關的危險進行及時的排除，需要進行深層次的研究，要充分了解所有的故障情況，并制定出有針對性的解決方案。如果在工作時，可以事先設定一個專用的警報，當這個信號被發送以后，就會自動地進行還原操作；同時，排除了現場存在的一切有可能造成系統故障的原因，并提醒值班工作人員注意監控系統周圍的環境，并對監控設備進行檢查和驗證。檢查的時候，需要按照設計圖，將連接線、通訊電纜和接地線，都安裝到基本的維護體系之中，這樣就不會出現接地線松動引起的信號傳輸，降低了安全性。

5 結語

在國家有針對性的技術檢修和安全維護管理政策的支持下，滿足這類保護裝置穩定的運行要求，降低該保護裝置在火電廠日常生產活動使用過程中的運行風險。有效地維護熱控系統的自動保護裝置，可以進一步優化火力發電廠的設備運行環境，全面地保護鍋爐的性能，保證鍋爐的安全，這樣可以使熱控自動保護設備更加高效，從而有效地提高火電廠的生產效率。