火電廠熱工自動化的可靠性分析及提升措施

王永標(biāo)（北方聯(lián)合電力包頭一電廠,內(nèi)蒙古包頭014030）

火電廠熱工自動化的可靠性分析及提升措施

王永標(biāo)
（北方聯(lián)合電力包頭一電廠,內(nèi)蒙古包頭014030）

摘要:隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對發(fā)電廠穩(wěn)定運(yùn)行的要求越來越高，這就關(guān)系到熱工自動化的可靠性。文章首先就熱工自動化進(jìn)行概述，接著分析當(dāng)前該層面可靠性上所表現(xiàn)出來的問題，最后就如何提升可靠性做全面闡述，以期為提升火電廠安全運(yùn)行水平而拋磚引玉。

關(guān)鍵詞:熱工自動化;可靠性;措施

0引言

火力發(fā)電廠的安全生產(chǎn)，離不開熱工自動化的可靠運(yùn)行。隨著電廠機(jī)組規(guī)模的擴(kuò)張，熱工自動化的覆蓋面是越來越廣。這一方面使主控系統(tǒng)掌握到全景數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)的自動控制添磚加瓦；另一方面，外界因素的變數(shù)增加，也使熱工自動化呈現(xiàn)一些問題，如聯(lián)鎖保護(hù)誤動等。為了提升熱工自動化的性能，有必要對其可靠性進(jìn)行相關(guān)分析。

1熱工自動化系統(tǒng)概述

熱工自動化系統(tǒng)是火電廠的中樞，控制著汽包水位、蒸汽溫度、鍋爐燃料量、機(jī)爐協(xié)調(diào)等關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)。隨著技術(shù)的提升，熱工自動化傾向于向一體化、智能化、透明化的發(fā)展方向。從組成上來說，熱工自動化系統(tǒng)是一個龐大體系，見圖1所示。顯然，熱工自動化系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)眾多，對其可靠性造成影響的潛在因素也多，運(yùn)維工作量大。

圖1 熱工自動化系統(tǒng)框架

2當(dāng)前熱工自動化的可靠性分析

筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，從系統(tǒng)、環(huán)境、設(shè)備、設(shè)計(jì)等多個層面對當(dāng)前熱工自動化可靠性方面的存在問題進(jìn)行了梳理，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：

（1）因火電廠各部分分散性大(特別是大型電廠)，相互之間距離遠(yuǎn)，容易出現(xiàn)因信號傳輸慢而導(dǎo)致的熱控邏輯混亂的情況；另外，各部分之間的生產(chǎn)環(huán)境不一樣也會使熱工自控系統(tǒng)的不同模塊呈現(xiàn)不同的可靠性狀態(tài)。

（2）因檢修模式不科學(xué)(目前為定期檢修)，所以檢修上耗費(fèi)的人力物力與可靠性之間關(guān)系不大(主要指那些運(yùn)行狀態(tài)較差的設(shè)備可能會在兩次檢修期間發(fā)生故障)。

（3）就地控制設(shè)備因長期處于惡劣環(huán)境，比較容易出現(xiàn)老化或損壞；因產(chǎn)品質(zhì)量差而導(dǎo)致的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)漏氣或堵塞現(xiàn)象也不少見；另外，因建設(shè)階段的馬虎，設(shè)備在運(yùn)行一段時間后出現(xiàn)接線和插件松動等現(xiàn)象，造成聯(lián)鎖保護(hù)的拒動或誤動。

（4）控制系統(tǒng)的電源問題。從統(tǒng)計(jì)來看，電源對可靠性的影響主要為：1）長期振動造成電源接線松動或脫落；2）電源保險容量不匹配或電源附件(如繼電器觸點(diǎn))耐壓程度不夠；3）電源未實(shí)現(xiàn)科學(xué)分路(指“一帶多”)，未配接UPS。

（5）因周圍環(huán)境過熱或粉塵密度過大，控制系統(tǒng)(包括控制卡件、測量部件、執(zhí)行部件和過程部件等)容易老化或損壞，甚至受到干擾而出現(xiàn)聯(lián)鎖保護(hù)誤動。

3提升可靠性措施

3.1技術(shù)層面

在技術(shù)層面提升熱工系統(tǒng)可靠性，主要指元件選用、邏輯設(shè)置、軟件優(yōu)化等方面：（1）盡可能選擇技術(shù)成熟、動作可靠的熱控元件，同時建立質(zhì)量追溯機(jī)制；（2）對重要熱工信號的采集應(yīng)符合冗余原則，即采用相互獨(dú)立的方法提取同一信號，或在不同的卡件配置相同的測量通道，以分散故障風(fēng)險；（3）DCS系統(tǒng)應(yīng)采用雙路冗余方式供電(即進(jìn)線分別來自不同供電母線)，且冗余電源應(yīng)進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)切換試驗(yàn)。另外，熱工保護(hù)的電源必須配置UPS；（4）根據(jù)火電廠各區(qū)域危險程度不同而優(yōu)化軟件，同時關(guān)注日常運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)遺漏立即制定整改方案，使軟件整體處于最佳狀態(tài)；充分運(yùn)用APS技術(shù)，使電廠運(yùn)行盡可能程序化，以此減輕運(yùn)行人員強(qiáng)度、縮短機(jī)組啟停時間并避免人為不安全因素；（5）在各單元機(jī)的DCS系統(tǒng)大量選用電子智能儀表，提高其智能化水平；（6）采用容錯邏輯的設(shè)計(jì)方法來改進(jìn)、完善和優(yōu)化控制邏輯，降低邏輯失效概率。

3.2管理層面

（1）應(yīng)急預(yù)案。如前所述，火電廠多采用分散控制系統(tǒng)。由于各DCS形式多樣，質(zhì)量不一，因此有可能發(fā)生通訊中斷、模件損壞等高頻故障。為了保證故障處置的科學(xué)、有依據(jù)，必須制定包含各類異常的應(yīng)急預(yù)案，嚴(yán)格防止故障面的擴(kuò)大化；（2）結(jié)合熱工自動化系統(tǒng)檢修運(yùn)維規(guī)程，制定基于全壽命周期(即包含設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、檢修等各階段)的風(fēng)險評估體系，實(shí)現(xiàn)熱工監(jiān)督的精細(xì)化、科學(xué)化；（3）推廣在線監(jiān)測、紅外測溫等先進(jìn)手段，并在此基礎(chǔ)上開展?fàn)顟B(tài)檢修工作，通過對設(shè)備運(yùn)行趨勢變化和細(xì)微狀況的跟蹤，掌控設(shè)備的健康狀態(tài)，防患于未然；（4）做好儀表自動化校驗(yàn)管理一體化工作。測量儀表的數(shù)量與電廠機(jī)組容量相匹配，為了降低大量儀表同時校驗(yàn)時的出錯率，應(yīng)實(shí)現(xiàn)儀表校驗(yàn)的全程計(jì)算機(jī)管理；（5）做好設(shè)備消缺管理。重點(diǎn)是做好一般缺陷的規(guī)律掌握，重大缺陷的及時消缺；（6）加強(qiáng)檢修資料管理。對保護(hù)圖紙應(yīng)實(shí)行專人負(fù)責(zé)，確保圖實(shí)相符；做好檢修資料的整理歸檔，確保保護(hù)系統(tǒng)相關(guān)資料的完整性和可追溯性；（7）嚴(yán)把驗(yàn)收關(guān)。不但要在新設(shè)備投產(chǎn)時編制驗(yàn)收卡進(jìn)行持卡驗(yàn)收(按驗(yàn)收項(xiàng)目逐條驗(yàn)收)，還應(yīng)在定值修改、周期試驗(yàn)時做好驗(yàn)收工作，保證熱工保護(hù)的準(zhǔn)確性。

4結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我們對電力的數(shù)量需求和質(zhì)量要求是越來越高，這在很大程度上取決于火電廠的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。熱工自動化是火電廠的中樞，它為電廠“多發(fā)電、發(fā)好電”提供技術(shù)支撐。因此，我們必須針對不同電廠的實(shí)際狀況，經(jīng)常性分析熱工自動化系統(tǒng)的不足或缺陷，并從技術(shù)層面、管理層面想方設(shè)法去改進(jìn)，使火電廠始終具備快速反應(yīng)能力，使火電機(jī)組的可靠性不斷提高。

參考文獻(xiàn)：

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