火電廠熱控系統(tǒng)可靠性及其優(yōu)化淺析

李波

【摘 要】熱控自動化裝置是我國火電廠機組的重要組成部分之一，對火電廠的正常運行有著很大的影響，熱控自動化改造技術(shù)能夠在確保電廠發(fā)電系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)高效運作的同時，大幅度地提高電廠的發(fā)電能力，從而為電廠帶來更多的經(jīng)濟利益。本文詳細論述了火電廠熱控系統(tǒng)可靠性，并提出具體解決對策，以優(yōu)化火電廠熱控系統(tǒng)，提高可靠性。

【關(guān)鍵詞】火電廠 熱控系統(tǒng) 可靠性 經(jīng)濟效益

隨著自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展，保障電廠整個生產(chǎn)系統(tǒng)的安全變得尤為重要，熱控保護裝置在電廠生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用也就非常必要和關(guān)鍵，熱控系統(tǒng)是電廠的重要組成部分，是在機組設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下的一個保護措施，對電廠的運行具有十分重要的意義。熱工自動化技術(shù)在電廠中獲得了廣泛應(yīng)用，應(yīng)當逐步加大與之相關(guān)方面的研究力度，使該技術(shù)能夠更好地為電廠生產(chǎn)服務(wù)。

1 火電廠熱控系統(tǒng)概述

熱控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對熱力設(shè)備及其系統(tǒng)的工況進行測量和控制，熱控保護裝置的主要作用就是當電廠設(shè)備在運行過程中發(fā)生故障時保護整個電力生產(chǎn)系統(tǒng)的安全，最大限度地降低機組故障所造成的經(jīng)濟損失以及人員傷亡情況。熱工測量和控制儀表遍布火力發(fā)電廠的各個部位，它是保障機組安全啟停、正常運行、防止誤操作和處理故障等非常重要的技術(shù)裝備，DCS 仍是目前火電廠熱控系統(tǒng)的主流 DCS 是集中了分散儀表控制系統(tǒng)和集中式計算機控制系統(tǒng)的優(yōu)點發(fā)展起來的一種系統(tǒng)工程技術(shù)。在現(xiàn)代社會對電力需求越來越大的形勢下，電廠機組的容量也在逐漸升高，因此其對熱控保護裝置的性能要求也隨之升高。

2 火電廠熱控系統(tǒng)可靠性

（1）隨著電力建設(shè)的快速發(fā)展和發(fā)電成本的提高，電力生產(chǎn)企業(yè)面臨的安全考核風險將增加，市場競爭環(huán)境將加劇。為保證熱控設(shè)備和系統(tǒng)的安全、可靠運行，可靠的設(shè)備與控制邏輯是先決條件，正常的檢修和維護是基礎(chǔ)，有效的技術(shù)管理是保證。提高熱控系統(tǒng)可靠性的技術(shù)研究需從設(shè)計開始，貫穿基建安裝調(diào)試、運行檢修維護和管理的整個過程。因此，如何提高機組設(shè)備運行的安全性、可靠性和經(jīng)濟性是電廠經(jīng)營管理工作中的重中之重。從熱控的設(shè)備控制、測量、邏輯穩(wěn)定性等一系列環(huán)節(jié)入手，不斷提高熱控設(shè)備的安全性和可靠性。隨著科學技術(shù)的不斷進步，電廠的設(shè)備也獲得了不斷的改進，熱控保護裝置也因此得到了廣泛應(yīng)用。熱工自動化控制對于電廠運行的各個方面有著非常重要的現(xiàn)實意義，其不但能夠確保各類設(shè)備的運行要求，而且還能實現(xiàn)自動化的控制操作。

（2）如何進一步做好熱控系統(tǒng)從設(shè)計、基建安裝調(diào)試到運行、維護、檢修的全過程質(zhì)量監(jiān)督與評估，提高熱控設(shè)備和系統(tǒng)運行的安全可靠性至關(guān)重要。提高電廠熱控保護裝置的安全性、熟悉熱控調(diào)試的常見故障并積極進行技術(shù)探索，優(yōu)化電廠熱控保護裝置的性能、提高相關(guān)人員的調(diào)試和檢修水平對于維護電廠的穩(wěn)定運行有著重要意義。只有對熱控系統(tǒng)設(shè)備和檢修、運行、維護進行全過程管理，對所有涉及熱控系統(tǒng)安全的設(shè)備環(huán)境進行全方位監(jiān)督，并確?？刂葡到y(tǒng)各種故障下的處理措施切實可行，才能保證熱控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。電廠控制設(shè)備的運行環(huán)境以及電廠設(shè)備維護工作方面日益嚴重的制約因素，本著電力生產(chǎn)“安全第一、預(yù)防為主”的方針及效益優(yōu)先的原則，從提高熱控系統(tǒng)的可靠著手，開展了深入的技術(shù)研究工作。

3 火電廠熱控系統(tǒng)存在的問題

（1）隨著熱控系統(tǒng)監(jiān)控功能不斷增強，范圍迅速擴大，故障的離散性也增大。這中間任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題.都會引發(fā)熱控保護系統(tǒng)的誤動或機組跳閘，影響機組的安全運行。熱控設(shè)備管理目前仍停留在傳統(tǒng)的管理模式上，所有設(shè)備的檢修，不管運行狀況如，如何通過對在線運行設(shè)備進行可靠性分類，制定合理的儀表校驗周期.是電廠管理工作中迫切需要解決的問題。在這種情況下，如何監(jiān)督、評價、驗收機組熱控系統(tǒng)的檢修、維護、運行質(zhì)量，尚缺少一個系統(tǒng)的、可付諸操作的評估標準。由于熱控設(shè)備數(shù)量大、型號眾多，經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備與設(shè)計不符的情況，在設(shè)備廠家生產(chǎn)制造過程中，由于設(shè)計或加工工藝等原因，造成設(shè)備質(zhì)量達不到設(shè)計和穩(wěn)定工作要求，致使設(shè)備在調(diào)試過程中發(fā)生損壞。

（2）熱控保護系統(tǒng)在保護的時候出現(xiàn)誤動現(xiàn)象，繼而引發(fā)一系列的相關(guān)故障，主要產(chǎn)生原因是因為熱控系統(tǒng)軟硬件在設(shè)備信號的輸出模塊，設(shè)定值模塊，網(wǎng)絡(luò)通訊還有處理卡等生成故障熱控誤動有很多原因來自于輔機控制邏輯的不正確或不完善，熱控保護裝置的硬件存在問題時，會導致指示燈的顯示狀態(tài)出現(xiàn)異常以及現(xiàn)場設(shè)備無法驅(qū)動等故障的發(fā)生，熱控保護裝置的系統(tǒng)本身及其所處的外部環(huán)境都會對熱控保護裝置造成干擾，致使系統(tǒng)出現(xiàn)故障。熱控保護裝置的應(yīng)用軟件承受著較大的工作量，并且程序也比較復(fù)雜，在調(diào)試過程中往往還需要交叉工作，因此比較容易出現(xiàn)故障。電源線的阻抗過大以及絕緣層出現(xiàn)質(zhì)量問題等都會影響到電源線的質(zhì)量問題，進而導致供電故障，嚴重時甚至可能發(fā)生漏電事故，危及到相關(guān)工作人員的生命安全。

4 火電廠熱控系統(tǒng)優(yōu)化

（1）確保熱控元件技術(shù)的成熟與可靠變得更加重要，是電力企業(yè)降低熱控調(diào)試成本、保障熱控保護系統(tǒng)安全性的前提，盡量在電廠的熱控調(diào)試裝置中使用冗余設(shè)計可以提高裝置的靈敏性與安全性。為了減少或者避免熱電阻、干擾信號和接線松動而引起的信號波動以及進一步導致的熱控系統(tǒng)故障，可以設(shè)計相應(yīng)的報警邏輯程序，或者切除保護聯(lián)鎖信號的壞值，要對熱控測量儀表的校驗周期進行編制以及對設(shè)備進行選型和管理，就必須以熱控設(shè)備穩(wěn)定性分類作為依據(jù)。應(yīng)做好物理接口和設(shè)備通信協(xié)議之間的關(guān)系轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，確保整個控制系統(tǒng)的正常、有效運行。設(shè)置自動化控制程序模塊的過程中，應(yīng)該對系統(tǒng)控制范圍以及控制指標進行優(yōu)化，使整個系統(tǒng)的抗干擾能力提高。

（2）應(yīng)提高相關(guān)操作人員的專業(yè)技術(shù)水平，要求嚴格按照規(guī)定操作執(zhí)行，避免出現(xiàn)失誤，盡可能將機組停止、啟動的時間減少，提高熱控自動化系統(tǒng)的反應(yīng)能力以及整體性能。對抗干擾技術(shù)要進行綜合性利用，提高排除干擾源和干擾途徑的能力，以此來提高熱控系統(tǒng)接地的穩(wěn)定性和可靠性。在采取各項防護措施時，最重要的就是禁止工作人員在熱控保護裝置的運行環(huán)境中使用電子通信設(shè)備，熱控保護系統(tǒng)邏輯組態(tài)的優(yōu)化不僅可以有效提高系統(tǒng)的安全可靠性，同時也可以降低熱控保護系統(tǒng)出現(xiàn)誤動的幾率。做好全面調(diào)試。在完成設(shè)備安裝后，要及時進行全面調(diào)試，并對重要硬件設(shè)備的調(diào)試情況做好跟蹤記錄。應(yīng)重視熱控設(shè)備運行、維護工作，有必要建立設(shè)備故障、檢修、更換臺賬，詳細記錄每一次設(shè)備故障原因，檢修的過程以及設(shè)備損壞更換的原因，確保熱控設(shè)備健康、有效運運行。

（3）電廠熱工保護系統(tǒng)的安全、有效運行，與系統(tǒng)硬件的調(diào)試情況有著直接關(guān)系，為此必須認真記錄系統(tǒng)硬件的運行情況，具體需要運用容錯邏輯設(shè)計來提高系統(tǒng)的有效性，實現(xiàn)熱控保護裝置部件、元件以及設(shè)備的全面優(yōu)化。熱控保護裝置硬件質(zhì)量的提高可以從根源上降低系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率，還可以利用所使用硬件的先進性實現(xiàn)故障的自我診斷，對于預(yù)防故障的發(fā)生有著重要作用。熱控保護裝置的運行過程中，日常的維護與檢修工作不容忽視，設(shè)備出現(xiàn)問題時需要及時予以解決，在故障變得更加嚴重之前讓問題得到改善。為了防止電廠由于邏輯組態(tài)出現(xiàn)問題而出現(xiàn)機組跳閘的情況，我們需要在熱控系統(tǒng)自動化程度逐漸提高的形勢下對邏輯組態(tài)進行優(yōu)化，錯容邏輯作為一種先進的設(shè)計技術(shù)，能夠有效地對邏輯產(chǎn)生的誤動作進行控制和減少，以此來提高熱控系統(tǒng)的邏輯，電廠要采取專門措施，梳理并分析熱控系統(tǒng)設(shè)備的定值、運行邏輯條件和設(shè)備硬件等關(guān)鍵因素的穩(wěn)定性，對其穩(wěn)定性做出評價。

5 火電廠熱控系統(tǒng)優(yōu)化的應(yīng)用

由于過程生產(chǎn)對控制系統(tǒng)的要求不斷提高，從而使得傳統(tǒng)的控制技術(shù)很難滿足電廠熱工流程對系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性以及性能最優(yōu)化方面的要求，汽溫超標也成為制約電廠機組設(shè)備負荷變化響應(yīng)能力的關(guān)鍵性因素之一。電廠熱工自動化涉及的范圍相對較廣，具體包括主機自動化、輔助設(shè)備自動化以及公用系統(tǒng)自動化等等，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，機組容量的不斷擴大，對電廠監(jiān)控系統(tǒng)的管理要求也隨之提高，這促使全廠的監(jiān)控系統(tǒng)必須向集中化的方向發(fā)展，將單元機組容于一個控制室，以提高輔助車間的工作運行效率，提高電廠運行的經(jīng)濟效益和社會效益，使電廠熱工自動化技術(shù)的應(yīng)用適應(yīng)新時期下電廠可持續(xù)發(fā)展的需要。隨著科技水平的不斷進步，火電機組由以往的中低壓、小容量發(fā)展至現(xiàn)如今的高參數(shù)、大容量、單元式機組，其生產(chǎn)運行方式也由人工手動控制逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣踊刂?，這不但使電廠生產(chǎn)的自動化水平顯著提升，而且還為其帶來了巨大的經(jīng)濟效益。電廠熱工保護系統(tǒng)要配置高質(zhì)量的元件，并運用成熟的技術(shù)，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，隨著電廠熱控系統(tǒng)日趨復(fù)雜化，其對熱控元件可靠性的要求也會隨之提高。

6 結(jié)語

火電廠在推動國民經(jīng)濟發(fā)展中具有重要作用，隨著熱控自動化技術(shù)在火電廠的廣泛應(yīng)用，提高火電廠熱控系統(tǒng)的可靠性勢在必行。當前自動化技術(shù)快速發(fā)展并在火電廠中廣泛應(yīng)用，可靠的熱控系統(tǒng)對大型火電機組的重要性愈發(fā)突出，其先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、過程控制技術(shù)成為火電廠生產(chǎn)中的重要技術(shù)，要靈活機智想出多種解決途徑綜合提升熱控保護相關(guān)系統(tǒng)可靠安全性能，綜合提升火電廠熱控的水平，推動我們國家火電事業(yè)向可持續(xù)的方向發(fā)展下去。

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