電廠熱工保護(hù)系統(tǒng)故障探析

張麗敏 包旭東

（北方聯(lián)合電力公司海勃灣發(fā)電廠，內(nèi)蒙古 烏海 016000）

提高熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性技術(shù)研究?jī)?nèi)容，包括控制系統(tǒng)軟硬件的合理配置，采集信號(hào)的可靠性、干擾信號(hào)的抑制，控制邏輯的優(yōu)化、控制系統(tǒng)故障應(yīng)急預(yù)案的完善等。需要從設(shè)計(jì)開(kāi)始，貫穿基建安裝調(diào)試、運(yùn)行檢修維護(hù)和管理的整個(gè)過(guò)程。

熱工保護(hù)系統(tǒng)是火力發(fā)電機(jī)組不可缺少的重要組成部分，熱工保護(hù)的可靠性對(duì)提高機(jī)組主輔設(shè)備的可靠性和安全性具有十分重要的作用。在主、輔設(shè)備發(fā)生某些可能引發(fā)嚴(yán)重后果的故障時(shí)，及時(shí)采取相應(yīng)的措施加以保護(hù)，從而軟化故障，停機(jī)待修，避免發(fā)生重大的設(shè)備損壞乃至人身傷亡事故。但在主輔設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)因自身故障而引起動(dòng)作，造成主輔設(shè)備停運(yùn)，甚至導(dǎo)致非停，稱(chēng)為保護(hù)誤動(dòng)，并因此造成一定的經(jīng)濟(jì)損失；在主輔設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)也發(fā)生故障而不動(dòng)作，稱(chēng)為保護(hù)拒動(dòng)，并因此造成事故的不可避免和擴(kuò)大。隨著DCS控制系統(tǒng)的成熟發(fā)展，熱工自動(dòng)化程度越來(lái)越高，憑借其巨大的優(yōu)越性，使機(jī)組的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行得到了很大的提高。但熱工保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)的情況還時(shí)有發(fā)生。如何防止DCS系統(tǒng)失靈和熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)成為火力發(fā)電廠日益關(guān)注的焦點(diǎn)。

1.熱工保護(hù)系統(tǒng)常見(jiàn)故障分類(lèi)

1.1 因DCS軟、硬件故障而引起的保護(hù)誤動(dòng)也時(shí)有發(fā)生。主要原因是信號(hào)處理卡、輸出模塊、設(shè)定值模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊等故障引起。

1.2 熱控元件故障是因熱工元件故障（包括溫度、壓力、液位、流量、閥門(mén)位置元件、電磁閥等）誤發(fā)信號(hào)而造成的主機(jī)、輔機(jī)保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)占的比例也比較大，有些電廠因熱工元件故障引起熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)甚至占到了一半。主要原因是元件老化和質(zhì)量不可靠，單元件工作，無(wú)冗余設(shè)置和識(shí)別。

1.3 電纜接線斷路、斷路、虛接引起的保護(hù)誤動(dòng)主要原因是電纜老化絕緣破壞、接線柱進(jìn)水、空氣潮濕腐蝕等。

1.4 設(shè)備電源故障是因?yàn)殡S著熱控系統(tǒng)自動(dòng)化程度的提高，熱工保護(hù)中加入了DCS系統(tǒng)一些過(guò)程控制站電源故障停機(jī)保護(hù)。因熱控設(shè)備電源故障引起的熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)的次數(shù)也有上升的趨勢(shì)。主要原因是熱控設(shè)備電源接插件接觸不良、電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)不可靠。

1.5 因人為因素引起的保護(hù)誤動(dòng)大多是由于操作失誤引起。設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試存在缺陷。許多機(jī)組因熱控設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試存在質(zhì)量缺陷導(dǎo)致機(jī)組熱工保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。

2.熱工保護(hù)系統(tǒng)常見(jiàn)故障采取的措施及對(duì)策

由于熱控設(shè)備覆蓋著熱力系統(tǒng)和熱力設(shè)備的所有參數(shù)，各系統(tǒng)不僅相互聯(lián)系，而且相互制約，因此，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的故障都有可能通過(guò)熱工保護(hù)系統(tǒng)發(fā)出跳機(jī)停爐信號(hào)，從而造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此，如何提高保護(hù)系統(tǒng)的可靠性是一項(xiàng)十分重要而又迫切的工作。

2.1 盡可能地采用冗余設(shè)計(jì)。過(guò)程控制站的電源和DPU冗余設(shè)計(jì)已成為普遍，對(duì)一些保護(hù)執(zhí)行設(shè)備（如跳閘電磁閥）的動(dòng)作電源也應(yīng)該監(jiān)控起來(lái)。對(duì)一些重要熱工信號(hào)也應(yīng)進(jìn)行冗余設(shè)置，并且對(duì)來(lái)自同一取樣的測(cè)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行有效的監(jiān)控和判斷，重要測(cè)點(diǎn)的測(cè)量通道應(yīng)布置在不同的卡件以分散危險(xiǎn)，提高其可靠性。重要測(cè)點(diǎn)就地取樣孔也應(yīng)該盡量采用多點(diǎn)并相互獨(dú)立的方法取樣，以提高其可靠性，并方便故障處理。一個(gè)取樣，多點(diǎn)并列的方法有待考慮改進(jìn)。比如本廠給水流量的三個(gè)測(cè)點(diǎn)中有兩個(gè)來(lái)自同一個(gè)取樣點(diǎn)，從而導(dǎo)致處理其中一個(gè)測(cè)點(diǎn)時(shí)跳另外一個(gè)測(cè)點(diǎn)保護(hù)動(dòng)作造成跳給水泵。

2.2 盡量采用技術(shù)成熟、可靠的熱控元件。隨著熱控自動(dòng)化程度的提高，對(duì)熱控元件的可靠性要求也越來(lái)越高，所以，采用技術(shù)成熟、可靠的熱控元件對(duì)提高DCS系統(tǒng)整體的可靠性有著十分重要的作用，根據(jù)熱控自動(dòng)化的要求，熱控設(shè)備的投資也在不斷地增加，切不可為了節(jié)省投資而"因小失大"。在合理投資的情況下，一定要選用品質(zhì)、運(yùn)行業(yè)績(jī)較好的就地?zé)峥卦O(shè)備。以提高DCS系統(tǒng)的整體可靠性和保護(hù)系統(tǒng)的可靠性、安全性。

2.3 保護(hù)邏輯組態(tài)進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化保護(hù)邏輯組態(tài)，對(duì)提高保護(hù)系統(tǒng)的可靠性、安全性，降低熱控保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)、拒動(dòng)率具有十分重要的意義。結(jié)合我們廠的實(shí)際情況，由于施工問(wèn)題磨煤機(jī)一次風(fēng)混合風(fēng)量測(cè)點(diǎn)經(jīng)常由于管路積灰而跳變，并多次跳磨煤機(jī)。后經(jīng)過(guò)邏輯優(yōu)化將一次風(fēng)混合風(fēng)壓力信號(hào)和一次風(fēng)混合風(fēng)量信號(hào)相與，就排除了這樣的誤動(dòng)。

2.4 提高DCS硬件質(zhì)量和軟件的自診斷能力。努力提高DCS系統(tǒng)軟、硬件的質(zhì)量和自診斷能力，對(duì)提前預(yù)防、軟化故障有著十分重要的作用。

2.5 對(duì)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、檢修質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)。提高熱控設(shè)備的設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、檢修質(zhì)量對(duì)提高熱控保護(hù)的可靠性有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的重要意義。

2.6 嚴(yán)格控制電子間的環(huán)境條件。溫度、濕度、灰塵及振動(dòng)對(duì)熱控電子設(shè)備有十分大的影響。嚴(yán)格控制電子間的環(huán)境條件，可以延長(zhǎng)熱控設(shè)備的使用壽命，并且可以提高系統(tǒng)工作的可靠性。特別是電子通訊設(shè)備一定禁止使用，防止誤發(fā)信號(hào)。

2.7 提高和改善熱控就地設(shè)備的工作環(huán)境條件。就地設(shè)備工作環(huán)境普遍十分惡劣，提高和改善就地設(shè)備的工作環(huán)境條件，對(duì)提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性有著十分重要的作用。如：就地設(shè)備接線盒盡量密封防雨、防潮、防腐蝕；就地設(shè)備盡量遠(yuǎn)離熱源、輻射、干擾；就地設(shè)備（如：變送器、過(guò)程開(kāi)關(guān)等）盡量安裝在儀表柜內(nèi)，必要時(shí)對(duì)取樣管和柜內(nèi)采取防凍伴熱等措施。

2.8 嚴(yán)格執(zhí)行定期維護(hù)制度。做好機(jī)組的大、小修設(shè)備檢修管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，使設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。做好日常維護(hù)和試驗(yàn)。停機(jī)時(shí)，對(duì)保護(hù)系統(tǒng)檢修徹底檢修、檢查，并進(jìn)行嚴(yán)格的保護(hù)試驗(yàn)。

2.9 加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，提高熱控人員的技術(shù)水平和故障處理能力。隨著技術(shù)發(fā)展和新建機(jī)組增加，新老電廠都面臨人員技術(shù)素質(zhì)跟不上需求的局面。加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程或網(wǎng)上技術(shù)教育，提高熱工人員技術(shù)素質(zhì)，是做好熱工監(jiān)督工作的基礎(chǔ)。因此為推動(dòng)培訓(xùn)工作健康開(kāi)展，建議行業(yè)組編系列培訓(xùn)教材，建立崗位證書(shū)制度，指導(dǎo)集團(tuán)公司和省級(jí)電試院培訓(xùn)工作的進(jìn)行；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)定期發(fā)布技術(shù)水平測(cè)試試卷，促進(jìn)各單位技術(shù)培訓(xùn)工作的深入；開(kāi)展行業(yè)技術(shù)操作比武競(jìng)賽，調(diào)動(dòng)熱工專(zhuān)業(yè)人員自覺(jué)學(xué)習(xí)和一專(zhuān)多能的積極性。提高專(zhuān)業(yè)人員積極主動(dòng)的工作責(zé)任性、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、功底扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)和管理技能。

隨著電力事業(yè)和高新技術(shù)的快速發(fā)展，發(fā)電設(shè)備日趨高度自動(dòng)化和智能化，系統(tǒng)的安全性、可靠性變得日益重要。但是，無(wú)論多么先進(jìn)的設(shè)備，從可靠性角度看，絕對(duì)可靠（即不出故障）是絕對(duì)辦不到的。因此，在一定意義上講，"有故障"是絕對(duì)的。但是，故障與事故之間并不是必然的關(guān)系，對(duì)故障也不是不能防范，關(guān)鍵是如何盡早檢測(cè)、發(fā)現(xiàn)故障，然后預(yù)防、軟化、控制和排除故障，避免故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。努力使熱工保護(hù)的正確動(dòng)作率達(dá)到100%，為熱力設(shè)備的安全運(yùn)行把好最后的一道關(guān)。這是我們?cè)O(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、檢修人員追求的最高目標(biāo)。

[1]王鳳杰.電廠熱工保護(hù)系統(tǒng)的改造.鐵法煤業(yè)集團(tuán)熱電廠，遼寧省調(diào)兵山市.【期刊】中國(guó)煤炭.2008-06-22.