火電廠DCS失電故障原因研究和應對措施

吳艷華

華能營口熱電有限責任公司，遼寧營口 115000

在火電廠機組監(jiān)測裝置中，DCS系統(tǒng)是控制和監(jiān)測機組工作狀態(tài)的核心部分，其直觀地體現(xiàn)出機組自動化調節(jié)水平及其是否穩(wěn)定、安全地運作。DCS系統(tǒng)主要是在軟、硬件結合的方式下實現(xiàn)控制及監(jiān)測的功能，硬件如操作平臺、通信設備等，軟件基本上是在計算機、微處理器中執(zhí)行。在DCS系統(tǒng)中，計算機、微處理器是運算控制調度的中心設備，可通過對其編程以實現(xiàn)對機組監(jiān)控的操作執(zhí)行，若系統(tǒng)突然失電，則可能會造成機組異常停運，影響正常供電，更甚者可能會因系統(tǒng)控制操作平臺停止運行，使得機組主、輔設備工作紊亂，造成設備損壞等問題。因而，為保障火電廠機組設備的安全、穩(wěn)定工作，減少經濟損失，做好DCS系統(tǒng)失電問題的預防及處理意義非常重大。

1 造成火電廠DCS失電故障的主要原因

由于火電廠的結構設計、運營時間及對機組主、輔設備的控制要求的差異性等因素，其所需的DCS系統(tǒng)在設計及技術水平上也體現(xiàn)出不同。然而在失電故障原因上，其表現(xiàn)的較為一致，大體體現(xiàn)在如下幾個方面。

1.1 供電配置方式存在失電風險

DCS系統(tǒng)的正常使用需依賴于合理的電源供給方式，隨著系統(tǒng)更高的配置要求，對電源的使用配置要求也更高，當前絕大多數(shù)的火電廠的供電配置基本上使用一路UPS、一路廠用電模式對系統(tǒng)供電。然而由于其使用的切換接觸器本身性能上存在不足，在供電電壓發(fā)生跳變現(xiàn)象時，不能及時響應補救，進而使得輸出的電能無質量保證，其供電系統(tǒng)提供的電源可能會達不到系統(tǒng)所需的電壓值，進而可能會引起DCS工作系統(tǒng)發(fā)生失電故障。

1.2 機組DCS系統(tǒng)繼電保護設計不合理

在對機組中的輔助性設備進行操作控制，如燃煤系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等的開關等，一般是DCS系統(tǒng)直接發(fā)出控制命令信號而完成的，而無閉環(huán)反饋系統(tǒng)的設計。因而在DCS系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，將無法快速地停止輔助系統(tǒng)的運行，進而會導致汽輪機轉速異常、油泵工作壓力過大等現(xiàn)象，加大設備受損程度；另外，一些機組在建設DCS控制系統(tǒng)時，未能配置可靠的電源監(jiān)測系統(tǒng)及故障報警處理，因而造成失電故障的處理效率較低。

1.3 DCS系統(tǒng)設備間的兼容性差

由于DCS系統(tǒng)所需的設備生產條件、工作方式及內部結構的差異等，其在共同作用實現(xiàn)對設備等的監(jiān)測功能時，相互間兼容性與理論分析上有所不同，進而在進行信號采集、通信、判斷處理等過程無法充分配合，從而使得DCS系統(tǒng)功能無法完成統(tǒng)一調度，影響其監(jiān)測性能。

2 DCS系統(tǒng)失電故障處理措施

2.1 UPS電源優(yōu)化配置

針對廠用電供電方式，受生產技術的限制，目前的市場中仍無法供給通斷響應速度比較快的接觸器裝置，因而在進行DCS電源系統(tǒng)設計時，應加強對廠用電的質量監(jiān)控，采取如欠壓保護切換、信號報警等方式降低失電故障的發(fā)生率；另外，在選擇UPS電源時，應優(yōu)先考慮在線式UPS電源設備，進而當UPS供電電源發(fā)生故障問題時，UPS能夠使用本身自帶的蓄電池為系統(tǒng)繼續(xù)提供一定的電量，保證系統(tǒng)的正常工作。因而在進行UPS選型時，應充分考慮到UPS輸出的電能應能滿足系統(tǒng)供電電壓要求，且盡量以雙路UPS電源配置為主。

2.2 DCS內部電源冗余設計

為確?；痣姀S機組DCS系統(tǒng)的監(jiān)控性能，在進行電源容量設計時應擴大容量范圍，留出冗余空間，即滿足在DCS系統(tǒng)正常工作時，一半的供電電源模件的電量便可提供整個系統(tǒng)使用，而另一半模件則通過充電以實現(xiàn)備用，如此在DCS系統(tǒng)失電情況下，備用電源可繼續(xù)對系統(tǒng)供電，確保DCS系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運作，提高系統(tǒng)的工作效率。

2.3 設計工作協(xié)調配合進行

在進行火電廠的設計時，牽涉到熱工部分及電氣安裝部分，然而這兩項是相互獨立進行設計的，因而在設計過程中可能戶出現(xiàn)交叉或相互間矛盾的部分，造成最后完成的DCS系統(tǒng)存在使用漏洞問題。設計人員人員在進行這兩項設計時應加強相互間的交流，確保系統(tǒng)使用的兼容性，并補充增加控制回路間的約束及補償作用，實現(xiàn)整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定可靠性；另外，在進行對輔助性設備的控制設計時，應避免使用直接控制命令方式操作，選擇脈沖觸發(fā)方式逐步控制輔助設備的停機動作，從而避免因設備急停造成的損壞。

2.4 完善對DCS系統(tǒng)的管理

在進行DCS系統(tǒng)管理時，應切實完善系統(tǒng)的運維管理工作，從而能夠及時找出系統(tǒng)中存在的安全隱患問題，將故障造成的機組損壞程度降到最低；另外，針對系統(tǒng)中出現(xiàn)的安全故障問題，應根據其造成的后果程度擬定處理順序，從而降低故障影響；此外，應加強重視DCS系統(tǒng)運維管理的意識，對系統(tǒng)中重要的部分如UPS電源系統(tǒng)、繼電保護設備等應定期加以檢測和維護，從而從根本上降低系統(tǒng)失電故障的發(fā)生率，提高系統(tǒng)的工作效率；最后，為避免DCS系統(tǒng)在進行失電故障處理時因處理不妥而加大損失程度，需制定可靠、正確的反故障處理措施，進行實際驗證并不斷加以完善。

3 結論

DCS系統(tǒng)是火電廠機組設備安全運行的主要保證，其失電故障問題若未能妥當處理，將會造成機組運行癱瘓，更可能會引發(fā)主、輻設備的損壞。因而為確保DCS系統(tǒng)穩(wěn)定、持久性工作，火電廠應在合理設計、施工DCS系統(tǒng)的前提下，加強對系統(tǒng)的維護工作，針對運行中出現(xiàn)的失電故障問題，應結合實際情況對故障原因進行排查，從而能制定出可靠的故障處理措施，保障DCS系統(tǒng)能穩(wěn)定、可靠地實現(xiàn)對機組工作狀態(tài)的控制及監(jiān)測，提高機組的生產效率。

[1]章峰.火電機組DCS失電故障原因分析及對策探討[J].中國高新技術企業(yè)，2013(27).

[2]劉恒.火電機組DCS 失電危險分析及改進措施研究[J].科技資訊，2010(18).