火電廠熱工控制設(shè)備存在的故障及對(duì)策探究

白華軍++劉繼輝

[摘 要]隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，火電廠熱工自動(dòng)化得到了人們的關(guān)注，越來(lái)越得到普遍應(yīng)用，而且人們也越來(lái)越認(rèn)識(shí)到應(yīng)用的重要性。在建設(shè)火電廠控制系統(tǒng)當(dāng)中，熱工控制在電廠自動(dòng)化建設(shè)中具有重要作用，有力保障著電廠的安全運(yùn)行，本文主要論述了如何提高火電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

[關(guān)鍵詞]火電廠 熱工控制設(shè)備 故障 對(duì)策

中圖分類號(hào)：F470 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）13-0012-01

火電廠就是在生產(chǎn)過(guò)程中利用消耗煤和油等燃料而生產(chǎn)電能的工廠，不能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的儲(chǔ)存，要求發(fā)電和供電、用電同步進(jìn)行，要求具有高標(biāo)準(zhǔn)的速度和質(zhì)量，所以完全依靠手工操作已不能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定進(jìn)行。特別是當(dāng)前機(jī)組容量越來(lái)越大、運(yùn)行參數(shù)越來(lái)越高，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到火電廠熱工控制系統(tǒng)的重要性，可以提高火電廠的生產(chǎn)效率和電能質(zhì)量、節(jié)約生產(chǎn)資金，有效保護(hù)環(huán)境，保證火電廠機(jī)組安全運(yùn)行。

一、火電廠熱工控制設(shè)備常見(jiàn)故障

1、DCS系統(tǒng)的軟硬件故障

DCS系統(tǒng)出現(xiàn)于上世紀(jì)八十年代，屬于微機(jī)控制的自動(dòng)化系統(tǒng)。DCS集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)、屏幕顯示技術(shù)于一身，表現(xiàn)出極強(qiáng)的運(yùn)算能力和工作可靠性，有效提高了反應(yīng)速度和控制精度，可以隨時(shí)處理各種工作數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制、順序控制、保護(hù)聯(lián)鎖等。在全部系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)起著舉足輕重的作用，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，DCS系統(tǒng)的可靠性與安全性也隨之得到了迅速進(jìn)步，當(dāng)前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了單機(jī)組整體控制與DCS結(jié)合運(yùn)行，使DCS覆蓋面進(jìn)一步加大，提高了爐機(jī)電整體控制能力。

DCS系統(tǒng)主要包括熱工量檢測(cè)裝置、自動(dòng)控制系統(tǒng)、熱工安全保護(hù)裝置、事故順序記錄儀等。熱工量檢測(cè)裝置主要負(fù)責(zé)檢測(cè)熱工量，主要內(nèi)容涉及溫度、壓力、流量、液位、電導(dǎo)率、二相流、火焰等，負(fù)責(zé)測(cè)量全部機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)。自動(dòng)控制系統(tǒng)主要有汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)、主汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、機(jī)爐負(fù)荷協(xié)調(diào)控制、開(kāi)環(huán)控制等。熱工安全保護(hù)裝置主要有鍋爐爐膛安全保護(hù)裝置、汽輪機(jī)安全監(jiān)控保護(hù)裝置等。DCS系統(tǒng)中為了加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性，保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，一般情況下在全部熱控制系統(tǒng)中會(huì)添加一定數(shù)量的過(guò)程控制點(diǎn)，如 DEH、CCS、BMS 等，可以隨時(shí)保護(hù)伴生故障停機(jī)，但因?yàn)樘幚硇盘?hào)速度過(guò)慢、輸出模塊存在缺點(diǎn)、設(shè)定值不準(zhǔn)確、網(wǎng)絡(luò)通訊不暢通等因素，對(duì)系統(tǒng)的安全性和可靠性都會(huì)產(chǎn)生重要影響。如網(wǎng)絡(luò)通訊中出現(xiàn)流量斷點(diǎn)，此時(shí)就會(huì)發(fā)生流量過(guò)載現(xiàn)象，如果此時(shí)缺乏保護(hù)流量限制，則會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)和輸入輸出回路不暢，系統(tǒng)有關(guān)設(shè)備就會(huì)出現(xiàn)大量錯(cuò)誤動(dòng)作。

2、熱控元件故障

熱控元件在使用較長(zhǎng)時(shí)期后會(huì)出現(xiàn)老化或質(zhì)量問(wèn)題，如溫度、液位、流量、電磁閥等元件，此時(shí)系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確識(shí)別，那么就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤信號(hào)，系統(tǒng)就會(huì)據(jù)此發(fā)布錯(cuò)誤命令，引起系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)現(xiàn)象。在一些火電廠的熱工設(shè)備故障當(dāng)中，這種情況會(huì)占較高比重，嚴(yán)重阻礙著整個(gè)系統(tǒng)的功能，威脅著火電廠的安全運(yùn)行。

3、電纜回路故障

因?yàn)殡娎|分布不科學(xué)也會(huì)引發(fā)電纜回路故障，如將電纜布設(shè)在高溫地區(qū)、有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)電纜老化、絕緣層損壞、接線口遭到水的侵蝕等，會(huì)導(dǎo)致線路出現(xiàn)接觸不良、斷開(kāi)等，也會(huì)引起熱控設(shè)備工作誤動(dòng)。還有，因?yàn)楣ぷ魅藛T操作中出現(xiàn)失誤，如走錯(cuò)間隔、沒(méi)有認(rèn)真觀察端子排接線，不能正確應(yīng)用萬(wàn)用表等，也會(huì)造成電纜回路發(fā)生問(wèn)題，導(dǎo)致熱控設(shè)備工作誤動(dòng)。

4、設(shè)計(jì)安裝缺陷故障

火電廠熱工控制設(shè)備要求內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)運(yùn)行，要求應(yīng)用多種技術(shù)和多種設(shè)備。如果設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試過(guò)程中發(fā)生失誤，也會(huì)引起熱控設(shè)備誤動(dòng)。如汽包水位變送器環(huán)境溫度變化會(huì)使測(cè)量不準(zhǔn)，一旦出現(xiàn)水位虛高則會(huì)引起汽包低水位保護(hù)拒動(dòng)，由于測(cè)量系統(tǒng)發(fā)生問(wèn)題而不能保護(hù)自身正常運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致鍋爐缺水。如果汽包汽水取樣管設(shè)計(jì)不合理，會(huì)導(dǎo)致水位表量程出現(xiàn)失誤，汽包水位測(cè)量會(huì)引起誤差，會(huì)進(jìn)一步使水位跳閘信號(hào)的可靠性受到嚴(yán)重影響，使鍋爐發(fā)生問(wèn)題。

5、熱工儀表常見(jiàn)的故障

熱工儀表出現(xiàn)故障主要有下面這些形式：一密封問(wèn)題，這種故障最為多見(jiàn)，主要指的是在熱工儀表安裝過(guò)程中，儀表電纜的進(jìn)口位置不能保證嚴(yán)密的密封性。假如不進(jìn)行及時(shí)處理則會(huì)導(dǎo)致雨水進(jìn)入儀表，會(huì)直接影響儀表的電源，同時(shí)使儀表發(fā)生侵蝕現(xiàn)象。二非人為因素?fù)p壞。非人為因素也會(huì)導(dǎo)致大量故障發(fā)生，這是由于在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些意想不到的事情，如現(xiàn)場(chǎng)熱工儀表上的零部件有時(shí)會(huì)出現(xiàn)意外丟失或損壞，非正常煤塊進(jìn)入磨煤機(jī)的入口使機(jī)器發(fā)生運(yùn)行故障，有時(shí)一些不明物體會(huì)突然卡住調(diào)節(jié)閥。因?yàn)榘l(fā)生這些事件存在一定的不確定性，但實(shí)際生產(chǎn)中也可能這些現(xiàn)象在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)也不會(huì)出現(xiàn)，但如果發(fā)生故障，那么后果將不堪設(shè)想。三振動(dòng)，因?yàn)檎駝?dòng)原因?qū)е掳l(fā)生的故障也較為多見(jiàn)，由于機(jī)器四周存在振動(dòng)物體而導(dǎo)致儀表的損壞，發(fā)生螺絲松動(dòng)、儀表焊接縫接口開(kāi)裂、儀表線路接觸松動(dòng)等。

二、對(duì)策

1、采用冗余設(shè)計(jì)

目前，在過(guò)程控制站電源和DPU中應(yīng)用冗余設(shè)計(jì)已得到人們的廣泛認(rèn)可，可以有效保護(hù)執(zhí)行設(shè)備的正常運(yùn)行，但只具備這一點(diǎn)還不夠。應(yīng)該針對(duì)系統(tǒng)中存在的熱工信號(hào)全部采用冗余設(shè)計(jì)，利用多次調(diào)取同一測(cè)量點(diǎn)信號(hào)的辦法，可以發(fā)揮監(jiān)控能力和判斷能力的作用。而針對(duì)一部分重要測(cè)點(diǎn)，要求測(cè)量通道分布于不同卡件，可以保證故障不會(huì)集中發(fā)生，使系統(tǒng)的可靠性進(jìn)一步增強(qiáng)。重要測(cè)點(diǎn)的取樣孔，也要采取多點(diǎn)取樣的做法，同時(shí)應(yīng)用獨(dú)立的做法，利用多點(diǎn)取樣可以得到更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，才能保證系統(tǒng)的可靠性，有利于迅速察覺(jué)故障。

2、采用可靠成熟的元件

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了大量各種各樣的熱控元件與新型元件。但是與此同時(shí)熱控自動(dòng)化程度也在迅速提高，要求擁有較高標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)元件，所以在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中一定要選擇技術(shù)成熟可靠的元件，才能不斷提高DCS的可靠性，而不能只顧及技術(shù)的先進(jìn)，不重視系統(tǒng)的安全性。但需要引起重視的是，也不能因?yàn)橘Y金短缺而應(yīng)用過(guò)時(shí)的元件，要依據(jù)系統(tǒng)安全可靠性，盡量選擇那些質(zhì)量好、運(yùn)行效果高的元件，才能不斷提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性。

3、優(yōu)化設(shè)計(jì)和系統(tǒng)質(zhì)量

在設(shè)計(jì)安裝過(guò)程中，要進(jìn)一步做好質(zhì)量工作，自多個(gè)方面嚴(yán)格要求，如采用科學(xué)合理的系統(tǒng)保護(hù)邏輯，防止熱控裝置出現(xiàn)誤動(dòng)和拒動(dòng)；又如可以利用提高DCS硬件質(zhì)量和軟件診斷能力，來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的能力。利用制造合理的系統(tǒng)工作環(huán)境，如溫度、濕度、灰塵、振動(dòng)等，防止環(huán)境對(duì)熱控設(shè)備造成一定的影響，也能夠保證設(shè)備的正常運(yùn)行，延長(zhǎng)使用周期，保證系統(tǒng)正常工作。

4、加強(qiáng)儀表安裝質(zhì)量

由于熱工儀表存在系統(tǒng)性與復(fù)雜性，所以要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格管理。要強(qiáng)調(diào)做好安裝工作，認(rèn)真執(zhí)行安裝過(guò)程，嚴(yán)格依據(jù)電廠熱工儀器的安裝要點(diǎn)進(jìn)行，同時(shí)嚴(yán)格監(jiān)督安裝過(guò)程，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題要馬上給予處理，保證安裝質(zhì)量的不斷提高。嚴(yán)格依據(jù)電廠熱工儀器的安裝要點(diǎn)進(jìn)行，同時(shí)嚴(yán)格監(jiān)督安裝過(guò)程，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題要馬上給予處理，保證安裝質(zhì)量的不斷提高。

總之，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，即使應(yīng)用的設(shè)備再先進(jìn)也會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，所以一定要重視做好研究故障和排除故障的工作，盡量預(yù)防發(fā)生各種故障，提前檢測(cè)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的故障迅速進(jìn)行處理，才有利于系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，防止出現(xiàn)不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

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作者簡(jiǎn)介

白華軍，男，山西陽(yáng)泉，?？?，職稱：助理工程師.

劉繼輝 男，籍貫：河南省濮陽(yáng)市臺(tái)前縣，本科，職稱：助理工程師.