淺談有關(guān)提高熱工保護(hù)可靠性及安全性的對策

摘 要：熱工保護(hù)是火電廠重要的組成部分，所謂熱工保護(hù)是指為了保證火電廠的安全運行，對機(jī)組的工作狀態(tài)以及運行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和控制，從而達(dá)到保護(hù)的目的。它是進(jìn)一步保證工人的人身安全以及確保設(shè)備完好無損的最后一道防線。熱工保護(hù)的可靠性在提高機(jī)組主輔設(shè)備可靠性和安全性方面起著相當(dāng)重要的作用。文章介紹了熱工保護(hù)的概念以及熱工保護(hù)系統(tǒng)在火電廠運行當(dāng)中的重要性能，并且分析了在熱工高度自動化以及機(jī)組安全可靠性方面，DCS系統(tǒng)所起的作用。在電力市場競爭越來越激烈的今天，發(fā)電廠的熱工保護(hù)成變得越來越重要，這就要求在這方面需要進(jìn)一步加強和完善。

關(guān)鍵詞：熱工保護(hù)；安全性；可靠性

中圖分類號：TM621.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）29-0090-02

1 熱工保護(hù)簡介

熱工保護(hù)是在機(jī)組啟停過程和運行過程中，對整個機(jī)組、機(jī)組主要的一些輔助設(shè)備工作狀態(tài)和運行參數(shù)以及整個系統(tǒng)電網(wǎng)運行狀況實施在線監(jiān)控，當(dāng)機(jī)組的主輔設(shè)備和與系統(tǒng)相關(guān)的熱力參數(shù)以及電網(wǎng)的穩(wěn)定性出現(xiàn)異常情況時，能及時的發(fā)出相應(yīng)的報警信號，以便相應(yīng)的系統(tǒng)或設(shè)備及時的啟動或停止工作，使機(jī)組能夠保持在原負(fù)荷的狀態(tài)下運行或者是低于原負(fù)荷狀況下運行；當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重的故障而導(dǎo)致設(shè)備的熱力參數(shù)超過了允許的極限時，機(jī)組運行將自動停止，相應(yīng)的設(shè)備將記錄與之相關(guān)的信息。較完整的熱工保護(hù)系統(tǒng)包括：監(jiān)測裝置、控制邏輯、保護(hù)定值、報警裝置、保護(hù)在線試驗裝置、記錄、打印設(shè)備等。

2 熱工保護(hù)在火電廠安全運行方面的

作用

熱工保護(hù)在火電廠安全運行方面的作用主要體現(xiàn)在它對鍋爐和汽輪機(jī)等中心裝置的保護(hù)上。熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性以及安全性對這些裝置的保護(hù)作用體現(xiàn)了它的重要性。在熱工保護(hù)下，熱工系統(tǒng)中各種熱力設(shè)備故障的發(fā)生率降低，有時還會使故障自動修復(fù)，因此，火電廠的可恢復(fù)性和安全性有很大幅度的提高。一般情況下，熱工保護(hù)系統(tǒng)分為兩級保護(hù)系統(tǒng)，即事故連鎖回路保護(hù)和事故跳閘回路保護(hù)。事故連鎖回路保護(hù)的作用是在機(jī)組發(fā)生故障時，機(jī)組能夠繼續(xù)維持運行的狀態(tài)，如果機(jī)組處于危險工況下或在自動控制系統(tǒng)失靈的工況下，連鎖切除設(shè)備將會運行，發(fā)揮相應(yīng)的作用；事故跳閘回路保護(hù)的作用是防止機(jī)組發(fā)生損毀，造成人身傷亡。二者在火電廠的安全運行方面起著非常重要的作用，是保證火電廠安全運行的重要組成部分。火電廠的主控制如圖1所示。

3 熱工保護(hù)系統(tǒng)存在的一些問題

3.1 熱工系統(tǒng)產(chǎn)生的邏輯故障和現(xiàn)場設(shè)備產(chǎn)生的故障

如果用作測量的信號本身就不可靠，而當(dāng)該信號被用作連鎖保護(hù)時，系統(tǒng)中相應(yīng)的一些誤動概念將會大幅的增加。同時，用作熱控保護(hù)連鎖系統(tǒng)中的觸發(fā)信號大多運用的是單點測量信號，并且該系統(tǒng)和設(shè)備是在一個強電磁環(huán)境中運行的，由于外部環(huán)境的干擾和系統(tǒng)內(nèi)部的異常都有可能引起單點信號保護(hù)回路誤動情況的發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計，大多數(shù)熱控單點信號保護(hù)回路發(fā)生的異常是由外部因素誘導(dǎo)的瞬間誤發(fā)信號引起的，還有一些故障僅僅是由于某個位置開關(guān)接觸不良或某個擋板卡澀引起跳閘而造成的。

3.2 DCS系統(tǒng)出現(xiàn)的故障

一般而言，DCS硬件系統(tǒng)出現(xiàn)的故障分為控制器故障和模件故障，控制器故障一般表現(xiàn)在以下三個方面：第一，由于熱工工作人員對控制器A和B在切換過程中的過程操作處理不當(dāng)，而引起機(jī)組的跳閘問題；第二，由于控制器誤發(fā)信號而引起的機(jī)組跳閘問題；第三，由于控制器A和B在切換過程中異常而引起的機(jī)組跳閘問題；而模件故障常常會導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生誤動作。

4 提高熱工保護(hù)可靠性和安全性的方法

4.1 事故的分析

當(dāng)機(jī)組的熱工保護(hù)系統(tǒng)每出現(xiàn)一次拒動或者每發(fā)生一次動作時，都應(yīng)該嚴(yán)格的按照事故調(diào)查的規(guī)章制度進(jìn)行分析和研究，要充分利用計算機(jī)的存儲和記憶功能，在確保DCS的各個計算機(jī)時鐘同步的同時，對各個系統(tǒng)都應(yīng)該做好相關(guān)的歷史趨勢曲線。加強對事故的分析，能有效的預(yù)防同類事故的發(fā)生。尤其需要注意的是對于分析不清的事故，應(yīng)該組織這方面的專家進(jìn)行分析研究，要徹查事故的真正的原因，并且制定出相應(yīng)的預(yù)防措施。

4.2 關(guān)于解決邏輯故障和現(xiàn)場設(shè)備故障的方法

①為了防止單個設(shè)備或者部件發(fā)生故障而造成機(jī)組跳閘問題的發(fā)生，在進(jìn)行新機(jī)組的運行、機(jī)組檢修或者邏輯設(shè)計時，采取容錯邏輯設(shè)計的措施。在運行過程中出現(xiàn)的元件故障、部件故障或者設(shè)備的故障，應(yīng)該從控制邏輯上優(yōu)化，從而進(jìn)一步進(jìn)行完善。為了防止控制邏輯失效問題的發(fā)生，應(yīng)該通過事先設(shè)置的邏輯措施來控制或者避免。

②全面的調(diào)整好熱工保護(hù)連鎖信號，重點從動作可靠性角度入手，從而進(jìn)行全面的優(yōu)化處理。

③就保護(hù)邏輯組態(tài)而言，應(yīng)該合理配置頁面并且確保正確的執(zhí)行時序。

④最好的方法是不要在保護(hù)回路中設(shè)置有關(guān)運行人員可投、切保護(hù)以及手動復(fù)歸保護(hù)邏輯的任何操作設(shè)備。

⑤應(yīng)該至少有兩路信號是關(guān)于ETS、GTS、MFT之間跳閘的指令，通過各自的輸出模塊，根據(jù)二選一或者三選二的邏輯啟動跳閘繼電器。

4.3 關(guān)于完善測量報警信號系統(tǒng)的方法

測量信號的報警作用在及時發(fā)現(xiàn)故障且排除故障爭取時間方面，起著相當(dāng)重要的作用。但是，目前很多的電廠經(jīng)常存在描述錯誤、報警值的設(shè)置與運行實際值不相符合、測量的信號不可靠、機(jī)組軟報警點未分級或者機(jī)組軟報警點分級不夠完善等一系列的問題，因此而造成的誤報警，將導(dǎo)致工廠的工作人員不能準(zhǔn)確的判斷設(shè)備是否發(fā)生故障。因此，為了進(jìn)一步提高報警信號的可靠性，應(yīng)該從裝軟件邏輯和對數(shù)據(jù)庫的比較、刪除重復(fù)的和不必要的軟報警點、修改錯誤描述入手，從修改數(shù)據(jù)庫里的軟報警量程和報警值的上下限以及對軟報警組織專項核對整理入手，或者對所有軟報警重新進(jìn)行分級和分組，開通操作員站聲音報警裝置并且采用不同的顏色，從而使軟報警系統(tǒng)發(fā)揮其該有的作用。

4.4 管理的方法

工廠的工作人員要對熱工保護(hù)系統(tǒng)中的邏輯關(guān)系了如指掌，熟練地掌握保護(hù)定值的量度，預(yù)防事故的發(fā)生。為了更進(jìn)一步的了解機(jī)組各個部分的運行狀況以便及時調(diào)整運行的工況，在機(jī)組的運行過程中要經(jīng)常切換計算機(jī)的畫面。在機(jī)組啟動前，一般情況下都要對主機(jī)、輔機(jī)以及熱工主保護(hù)等主要的設(shè)備進(jìn)行動態(tài)試驗和靜態(tài)試驗。

對管路、控制電纜、測量點等采取應(yīng)對的方法：從取樣地點到測量儀表的全部過程，冗余信號都應(yīng)該互相獨立并且要分開；應(yīng)該找到準(zhǔn)確的位置安裝測點和測量液體的儀表；對運行的機(jī)組檢修電纜的檢修質(zhì)量和基建機(jī)組電纜安裝的質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)量檢收；當(dāng)在熱控系統(tǒng)DCS電子之間設(shè)計無電纜夾層時，在電纜橋架應(yīng)設(shè)計供檢修維護(hù)專用的人行通道；應(yīng)該安裝敷設(shè)帶有屏蔽信號的電纜設(shè)備。

對接地和干擾問題采取的應(yīng)對方法：其一，為了預(yù)防電纜的屏蔽層因產(chǎn)生磁場感應(yīng)電流而產(chǎn)生干擾，信號電纜不應(yīng)該作為信號地線。其二，為了防止形成屏蔽層環(huán)路，實現(xiàn)抗干擾的目的，信號電纜的屏蔽層應(yīng)該保持良好的單端接地狀態(tài)。其三，為了檢測是否有利于干擾電壓對地放電，從而預(yù)防或者減少干擾電壓的竄入，信號電纜在控制系統(tǒng)側(cè)單點接地?zé)o法解決的干擾問題可以在干擾源側(cè)單點接地進(jìn)行試驗。其四，模擬信號的回路控制電纜和同軸電纜做好運用集中一點接地的方式，并且將接地點選取在控制室內(nèi)。

5 結(jié) 語

熱工保護(hù)系統(tǒng)是火電廠必不可少的組成部分，其在提高機(jī)組主輔設(shè)備的安全性和可靠性上起著重要的作用。本文從熱工保護(hù)系統(tǒng)的概念入手，分析了為了確保火電廠安全運行，熱工保護(hù)所起的作用。重點提出了熱工保護(hù)系統(tǒng)中經(jīng)常遇見的一些問題，并且提出了提高熱工保護(hù)安全性和可靠性的措施。熱工保護(hù)系統(tǒng)是熱力設(shè)備安全運行的最后一道防線，為了確保熱工保護(hù)系統(tǒng)的安全性和可靠性，需要進(jìn)一步對熱工設(shè)備以及管理制度做進(jìn)一步的完善。

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