火電廠DCS控制系統(tǒng)故障的應(yīng)急處理及預(yù)防措施

王建收?申健

摘要：針對(duì)發(fā)電企業(yè)DCS系統(tǒng)常見(jiàn)故障進(jìn)行了分析和總結(jié)，并提出了應(yīng)急處理方法和日常防范措施，對(duì)提高DCS系統(tǒng)的整體可靠性、保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：DCS系統(tǒng)；故障；應(yīng)急處理；防范措施

作者簡(jiǎn)介：王建收（1971-），男，河南南陽(yáng)人，南陽(yáng)鴨河口發(fā)電有限責(zé)任公司運(yùn)行部主任，工程師；申?。?978-），男，河南南陽(yáng)人，南陽(yáng)鴨河口發(fā)電有限責(zé)任公司值長(zhǎng)，工程師。（河南 南陽(yáng) 473000）

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）05-0229-02

隨著熱工DCS控制系統(tǒng)的成熟發(fā)展，熱工自動(dòng)化程度日益提高。熱工DCS控制系統(tǒng)憑借其顯著的優(yōu)越性，使機(jī)組的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行得到了前所未有的提高。然而，熱工DCS控制系統(tǒng)的故障及隱患嚴(yán)重影響著機(jī)組安全運(yùn)行。因此電廠生產(chǎn)運(yùn)行人員必須清楚熱工DCS控制系統(tǒng)可能發(fā)生的故障類型及相應(yīng)的應(yīng)急處理方法，在日常工作中采取相應(yīng)的防范措施。

一、DCS系統(tǒng)概述

鴨河口電廠二期機(jī)組的分散控制系統(tǒng)（DCS）采用北京日立控制技術(shù)有限公司的HITACHI-5000M系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)劃分為#3機(jī)組DCS系統(tǒng)、#4機(jī)組DCS系統(tǒng)、公用DCS系統(tǒng)三大塊。DCS系統(tǒng)覆蓋常規(guī)的DAS、FSSS、MCS、SCS、ECS系統(tǒng)。而DEH、MEH、ETS、TSI、小機(jī)TSI、火檢控制柜等專業(yè)性較強(qiáng)的系統(tǒng)設(shè)備由主機(jī)廠家配備，與DCS之間有可靠的通訊接口。

每臺(tái)機(jī)組設(shè)置操作員工作站（POC）五臺(tái)、工程師工作站（EWS）一臺(tái)、歷史工作站（HIST）一臺(tái)、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)（DAS）一臺(tái)。其中POC、EWS、HIST、DAS均接入以太網(wǎng)上，歷史工作站也具備在線監(jiān)控功能；FSSS、SCS、MCS、MEH、ECS作為DCS的網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)均依次掛在DCS的控制級(jí)網(wǎng)上，公用DCS則通過(guò)網(wǎng)絡(luò)耦合器與兩臺(tái)機(jī)的DCS網(wǎng)絡(luò)相連；控制級(jí)通訊網(wǎng)絡(luò)采用雙冗余環(huán)狀光纖網(wǎng)絡(luò)（外網(wǎng)順時(shí)針、內(nèi)網(wǎng)逆時(shí)針），具有某個(gè)站點(diǎn)故障情況下其他站點(diǎn)仍可正常傳送、單一網(wǎng)絡(luò)通訊線路故障情況下各站點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸不受影響、某個(gè)局部?jī)蓷l通訊線路均故障的極端情況下各站點(diǎn)仍可正常傳遞數(shù)據(jù)、任何故障發(fā)生時(shí)能及時(shí)報(bào)警且故障消除時(shí)網(wǎng)絡(luò)自行恢復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。

DCS系統(tǒng)配備了后備應(yīng)急按鈕獨(dú)立于DCS系統(tǒng)之外，保證在DCS系統(tǒng)出現(xiàn)異常和緊急情況下停止或者啟動(dòng)相關(guān)設(shè)備。

DCS操作互鎖功能：在網(wǎng)關(guān)軟件的設(shè)置中，有關(guān)于兩臺(tái)單元機(jī)組誰(shuí)擁有對(duì)公用系統(tǒng)的操作權(quán)的設(shè)置，且這個(gè)設(shè)置對(duì)兩臺(tái)機(jī)組而言是互斥的，但任何一臺(tái)機(jī)組在任何時(shí)候都可以通過(guò)本身畫面上的專設(shè)按鈕來(lái)請(qǐng)求對(duì)公用系統(tǒng)的操作權(quán)限。這種請(qǐng)求是強(qiáng)占式的，即誰(shuí)申請(qǐng)，權(quán)給誰(shuí)。所以即使發(fā)生當(dāng)時(shí)有操作權(quán)限的一臺(tái)機(jī)組的DCS全部癱瘓而不能操作的情況，另一臺(tái)機(jī)組也可以馬上請(qǐng)求而獲得對(duì)公用系統(tǒng)的操作權(quán)限。

電源設(shè)計(jì)方面，DCS系統(tǒng)設(shè)有專門的電源柜，設(shè)計(jì)為兩路電源：主機(jī)UPS（主）、保安B段（備），所帶負(fù)荷有FSSS柜電源、SCS柜電源、MCS柜電源、MEH柜電源、ECS柜電源、主控室操作員站電源、工程師室操作員站電源，各負(fù)荷雙路電源均可實(shí)現(xiàn)不間斷切換。

二、DCS系統(tǒng)故障的應(yīng)急處理

應(yīng)急處理原則：當(dāng)DCS系統(tǒng)出現(xiàn)異常，立即通知熱工人員到場(chǎng)處理并匯報(bào)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)。運(yùn)行人員應(yīng)沉著冷靜、果斷處理，確保機(jī)組設(shè)備安全。首先分析判斷出故障類別及范圍，仔細(xì)查看對(duì)機(jī)組監(jiān)控的影響程度后進(jìn)行處理。機(jī)組暫時(shí)運(yùn)行穩(wěn)定但無(wú)控制手段時(shí)應(yīng)先保持穩(wěn)定，立即聯(lián)系檢修處理，短時(shí)無(wú)效果應(yīng)立即停運(yùn)機(jī)組；事發(fā)前機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定且已無(wú)控制手段時(shí)應(yīng)立即停運(yùn)機(jī)組；對(duì)機(jī)組已無(wú)監(jiān)視手段時(shí)應(yīng)立即停運(yùn)。

應(yīng)急處理的注意事項(xiàng)：迅速安排就地人員做好準(zhǔn)備并注意人身安全，保持通訊暢通；DCS因電源失去故障，運(yùn)行人員不可盲目進(jìn)行電源恢復(fù)以防擴(kuò)大事故，系統(tǒng)內(nèi)部電源操作應(yīng)由熱工人員進(jìn)行；DCS通訊網(wǎng)絡(luò)癱瘓需要緊急停機(jī)時(shí)注意廠用電的切換，若廠用電失去確認(rèn)無(wú)異常后應(yīng)迅速通過(guò)鄰機(jī)公用操作權(quán)限合廠用電備用電源開(kāi)關(guān)，無(wú)效時(shí)可以考慮將母線段上負(fù)荷開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后就地手動(dòng)合備用電源開(kāi)關(guān)。

1.操作員站故障時(shí)的應(yīng)急處理

（1）部分操作員站顯示器黑屏?xí)r，若其他的操作員站可以進(jìn)行監(jiān)控，則繼續(xù)監(jiān)視機(jī)組正常運(yùn)行，立即通知熱工人員處理；若不能正常監(jiān)視、安全操作，可以緊急使用工程師站內(nèi)操作站進(jìn)行監(jiān)控，通知熱工人員立即處理故障操作員站，期間盡量不要有重大操作。

（2）全部操作員站故障時(shí)，若電源正?？删o急逐臺(tái)熱啟一次，觀察操作員站是否能恢復(fù)正常，并立即通知熱工人員到場(chǎng)處理；若因電源故障導(dǎo)致集控室內(nèi)所有操作員站不能使用，可緊急使用工程師室內(nèi)操作員站進(jìn)行監(jiān)控；若所有操作員站故障（集控室和工程師室內(nèi)操作員站均故障），短時(shí)處理不好且故障前機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定，則立即打閘停機(jī)停爐，若故障前機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定但無(wú)法監(jiān)視機(jī)組參數(shù)則也應(yīng)立即打閘停機(jī)停爐。

2.通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)的應(yīng)急處理

（1）DCS通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，造成所有數(shù)據(jù)不能進(jìn)行刷新（死機(jī)），應(yīng)立即匯報(bào)并按“全部操作員站出現(xiàn)死機(jī)”處理。

（2）SCS系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，立即通知熱工人員處理并匯報(bào)，同時(shí)運(yùn)行人員維持機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，加強(qiáng)監(jiān)視，并可根據(jù)需要安排人員進(jìn)行就地操作。不能維持設(shè)備運(yùn)行（運(yùn)行設(shè)備跳閘，備用設(shè)備無(wú)法啟動(dòng)）時(shí)，應(yīng)緊急停止機(jī)組運(yùn)行。

（3）MCS系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，立即通知熱工人員處理并匯報(bào)，同時(shí)運(yùn)行人員維持機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，加強(qiáng)監(jiān)視，必要時(shí)采取就地操作，維持參數(shù)在正常范圍內(nèi)。若運(yùn)行參數(shù)達(dá)到停機(jī)停爐值時(shí)，應(yīng)緊急停止機(jī)組運(yùn)行。

（4）FSSS系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)緊急停止機(jī)組運(yùn)行并立即匯報(bào)，若手動(dòng)MFT按鈕無(wú)效，則應(yīng)立即采取停止給煤和燃油系統(tǒng)運(yùn)行的措施，同時(shí)安排人員就地檢查停運(yùn)情況。

（5）MEH系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，立即通知熱工人員處理。此時(shí)若A/B汽泵未發(fā)生跳閘則應(yīng)維持機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行（因給水無(wú)法操作，應(yīng)保持燃燒穩(wěn)定），啟動(dòng)電泵保持熱備用狀態(tài)。若故障短時(shí)無(wú)法消除，做好事故預(yù)想后打跳一臺(tái)汽泵并立即并入電泵調(diào)整機(jī)組穩(wěn)定，再打跳另一臺(tái)汽泵，調(diào)整機(jī)組穩(wěn)定。

（6）ECS系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，立即通知熱工人員處理，同時(shí)運(yùn)行人員維持機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行并加強(qiáng)監(jiān)視，可根據(jù)需要安排人員進(jìn)行就地操作。不能維持設(shè)備運(yùn)行（運(yùn)行設(shè)備跳閘，備用設(shè)備無(wú)法啟動(dòng)）時(shí)，應(yīng)緊急停止機(jī)組運(yùn)行。如果在并網(wǎng)過(guò)程中發(fā)生ECS系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)故障，則停止并網(wǎng)操作。

3.DCS系統(tǒng)各功能故障時(shí)的應(yīng)急處理

（1）DEH失電時(shí)汽輪機(jī)應(yīng)自動(dòng)跳閘，按機(jī)組跳閘處理，否則應(yīng)立即手動(dòng)停運(yùn)機(jī)組。

（2）FSSS失電時(shí)MFT保護(hù)應(yīng)及時(shí)動(dòng)作，否則應(yīng)立即手動(dòng)停機(jī)停爐。

（3）SCS和MCS失電時(shí)，運(yùn)行人員立即聯(lián)系檢修處理，并加強(qiáng)監(jiān)視穩(wěn)定機(jī)組運(yùn)行，不能維持時(shí)應(yīng)緊急停止機(jī)組運(yùn)行。

（4）MEH失電時(shí)A/B汽泵均應(yīng)跳閘，檢查各聯(lián)鎖動(dòng)作是否正常，否則手動(dòng)干預(yù)，若電泵聯(lián)啟立即加出力以力爭(zhēng)不發(fā)生MFT，但能挽救成功的幾率較??；若汽泵未跳閘則立即啟電泵帶出力后盤上硬操打跳A/B小機(jī)，檢查各聯(lián)鎖動(dòng)作是否正常，否則手動(dòng)干預(yù)；若MFT動(dòng)作則按機(jī)組跳閘處理。

4.緊急停止機(jī)組運(yùn)行的操作方法

（1）立即派值班員分別到汽輪機(jī)處、鍋爐零米處、6KV母線室、380V母線室、6.9米主機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)處；公用系統(tǒng)操作權(quán)限切換至臨機(jī)操作方式；通過(guò)盤前硬操按鈕依次打跳鍋爐、汽輪機(jī)、A/B汽泵、觀察發(fā)電機(jī)電度表停轉(zhuǎn)后打跳發(fā)電機(jī)并滅磁；觀察機(jī)組轉(zhuǎn)速正常下降，查看廠用電切換正常后盤上硬操啟動(dòng)主機(jī)交流潤(rùn)滑油泵，母線段上啟動(dòng)頂軸油泵，若頂軸油泵不能啟動(dòng)立即聯(lián)系盤上硬操開(kāi)啟真空破壞閥，母線段上停運(yùn)真空泵，就地開(kāi)啟輔汽供軸封調(diào)節(jié)門；觀察制粉系統(tǒng)聯(lián)跳正常、一次風(fēng)機(jī)聯(lián)跳正常，適當(dāng)開(kāi)啟鍋爐PCV閥以防超壓；就地檢查關(guān)閉汽泵出口電動(dòng)門，并停運(yùn)A/B汽前泵，開(kāi)啟凝泵再循環(huán)后關(guān)閉除氧器上水門。

（2）若盤上硬操M(fèi)FT失效，立即聯(lián)系就地人員在母線段上緊急斷開(kāi)磨煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)電源開(kāi)關(guān)，并派人就地隔離爐前油系統(tǒng)，盤上硬操開(kāi)啟鍋爐PCV閥泄壓。

（3）若盤上硬操停機(jī)失效，立即聯(lián)系就地人員在機(jī)頭處打閘汽輪機(jī)。

（4）全面檢查機(jī)組打閘后各聯(lián)鎖動(dòng)作是否正常，否則立即就地操作。

（5）在故障處理好前，對(duì)運(yùn)行設(shè)備無(wú)法監(jiān)視時(shí)就地人員應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備系統(tǒng)的巡視檢查。

（6）就地監(jiān)視主機(jī)轉(zhuǎn)速到零后投入盤車運(yùn)行，就地進(jìn)行停機(jī)后的其他正常操作。

（7）緊急停機(jī)的操作方法應(yīng)根據(jù)DCS故障的嚴(yán)重程度具體情況進(jìn)行。

三、DCS系統(tǒng)故障的預(yù)防措施

運(yùn)行人員應(yīng)熟悉DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局、各主單元柜具備的功能，尤其應(yīng)熟悉電源回路的設(shè)計(jì)與運(yùn)行方式。

運(yùn)行人員監(jiān)盤時(shí)應(yīng)定期檢查DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和主要設(shè)備狀況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)匯報(bào)并通知檢修處理。

熱工維護(hù)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)DCS系統(tǒng)的監(jiān)視檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)CPU、網(wǎng)絡(luò)、電源等存在故障時(shí)及時(shí)通知運(yùn)行人員并迅速采取相應(yīng)對(duì)策。

規(guī)范DCS系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的管理，軟件的修改、更新、升級(jí)必須履行審批授權(quán)及責(zé)任人制度。

在修改、更新、升級(jí)軟件前，應(yīng)對(duì)軟件進(jìn)行備份。未經(jīng)測(cè)試確認(rèn)的各種軟件嚴(yán)禁下載到已運(yùn)行的DCS系統(tǒng)中使用。盡量不要在DCS系統(tǒng)中使用不確定介質(zhì)（如光盤、軟盤等），避免病毒感染。

嚴(yán)格遵守工程師站管理規(guī)定，建立有針對(duì)性的DCS系統(tǒng)防病毒措施。不允許將便攜電腦直接連接到DCS網(wǎng)絡(luò)中，防止病毒感染。

熱工維護(hù)人員在DCS系統(tǒng)的維護(hù)管理方面應(yīng)注意同運(yùn)行人員溝通情況，嚴(yán)防非運(yùn)行人員（或未經(jīng)運(yùn)行人員允許）對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行有干預(yù)行為。

專業(yè)人員和運(yùn)行人員應(yīng)對(duì)DCS運(yùn)行的異常狀態(tài)反應(yīng)敏捷，并能及時(shí)做出正確的判斷和采取相應(yīng)的對(duì)策。

四、結(jié)論

隨著火力發(fā)電廠DCS系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化日趨完善，DCS控制系統(tǒng)的安全性、可靠性也變得越來(lái)越高。從一定意義上講，“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)鍵是如何盡早發(fā)現(xiàn)，然后預(yù)防、控制和排除故障，避免故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。這就不僅對(duì)熱工維護(hù)人員，而且對(duì)運(yùn)行人員也提出了更高的要求。為了保證機(jī)組長(zhǎng)周期、安全穩(wěn)定的運(yùn)行，電廠運(yùn)行人員一方面要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，熟悉系統(tǒng)工作原理和設(shè)備特性，另一方面要編制相應(yīng)的DCS系統(tǒng)事故預(yù)案并進(jìn)行事故演練，以便在異常發(fā)生后能正確快速地進(jìn)行處理。以上是結(jié)合運(yùn)行工作的實(shí)際，從實(shí)踐中總結(jié)出的一些經(jīng)驗(yàn)，希望這些基本思路和方法能給火力發(fā)電廠的生產(chǎn)運(yùn)行人員提供一定的借鑒。

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（責(zé)任編輯：王祝萍）