淺析火電廠熱工保護(hù)系統(tǒng)的常見(jiàn)故障及防控措施

郭永紅

摘 要：隨著火電廠自動(dòng)化程度的提高，機(jī)組的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性有了很大的提高，但是熱工保護(hù)的誤動(dòng)和拒動(dòng)還是時(shí)有發(fā)生，本文分析歸納了熱工保護(hù)系統(tǒng)常見(jiàn)的故障類(lèi)型，通過(guò)全面質(zhì)量管理理論中的“人機(jī)物法環(huán)”從不同角度分析了熱工保護(hù)系統(tǒng)常見(jiàn)故障產(chǎn)生的原因，并提出了有效的防控措施，為降低火電廠熱工保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)拒動(dòng)頻次提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：火電廠；熱工；故障；防控

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）20-0156-02

1 熱工保護(hù)系統(tǒng)常見(jiàn)的故障類(lèi)型

1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)失靈

無(wú)論是DCS還是PLC，都是通過(guò)信號(hào)的采集，信息處理模塊，邏輯運(yùn)算和通訊模件，最后到輸出模件的流程進(jìn)行自動(dòng)與保護(hù)控制，熱工保護(hù)也建立在該信號(hào)處理流程過(guò)程上，其中電源、信號(hào)輸入卡件、處理單元、輸出卡件和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊有一處發(fā)生故障，都會(huì)造成保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)和拒動(dòng)。

1.2 熱工一次元件故障

熱工一次元件在廠家生產(chǎn)出來(lái)，就存在一定的不良品率，加上很多熱工元件被安裝在惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，另外熱工元器件也有一定的生命周期隨著使用時(shí)間的增加，元器件發(fā)生老化是不可避免的，元器件老化后即進(jìn)入故障高發(fā)區(qū)，上述原因都會(huì)造成信號(hào)故障導(dǎo)致誤動(dòng)和拒動(dòng)的事件發(fā)生。

1.3 電纜接線故障

現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)建設(shè)單位存在放線纜時(shí)不按照規(guī)范放置電纜，導(dǎo)致中間有接頭或電纜被損壞割傷的可能，有些電纜敷設(shè)于高溫區(qū)容易引起電纜的損壞，當(dāng)電纜發(fā)生老化時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致絕緣受到破壞，元件接線柱內(nèi)則容易進(jìn)水或是受到潮濕空氣的腐蝕，極易發(fā)生斷路、氧化、虛接的情況，都會(huì)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)拒動(dòng)事件的發(fā)生。

1.4 設(shè)備電源故障

DCS及PLC的應(yīng)用提高了自動(dòng)化的水平，例如FSSS和ETS的保護(hù)系統(tǒng)也設(shè)計(jì)了電源故障，停機(jī)動(dòng)作的的保護(hù)，有效的提高熱工保護(hù)的可靠性和穩(wěn)定性，但是也帶來(lái)了隱患，但由于電源自身插件接觸不良、整流變壓器故障、繼電器接點(diǎn)故障及設(shè)計(jì)不合理等問(wèn)題也導(dǎo)致了保護(hù)誤動(dòng)和拒次的頻發(fā)發(fā)生。而且因電源故障引起的熱工保護(hù)誤動(dòng)作頻次也有上升的趨勢(shì)。

1.5 人因故障

熱工保護(hù)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試過(guò)程中都需要人員的參與，安裝調(diào)試單位存在為了盡早把項(xiàng)目移交給業(yè)主而應(yīng)付差事的現(xiàn)象，給現(xiàn)場(chǎng)帶來(lái)很多隱患，而且隨時(shí)有可能爆發(fā)，相當(dāng)一部分新建機(jī)組都因?yàn)檫@方面原因保護(hù)誤動(dòng)作導(dǎo)致過(guò)障礙。我廠在建設(shè)投產(chǎn)后的第二年，就發(fā)生過(guò)操作臺(tái)汽機(jī)打閘按鈕因觸點(diǎn)不夠，電建也未與設(shè)計(jì)單位溝通，將信號(hào)電纜留在臺(tái)盤(pán)下，導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行中電纜短接，造成保護(hù)信號(hào)誤發(fā)至DEH系統(tǒng)，造成機(jī)組誤停機(jī)。投產(chǎn)后檢修維護(hù)人員走錯(cuò)間隔、看錯(cuò)端子排，強(qiáng)制錯(cuò)信號(hào)、萬(wàn)用表打錯(cuò)檔位等誤操作引起誤動(dòng)拒動(dòng)。

1.6 設(shè)計(jì)安裝調(diào)試存在缺陷

許多機(jī)組都發(fā)生過(guò)因熱工設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試存在質(zhì)量缺陷導(dǎo)致機(jī)組保護(hù)誤動(dòng)作。例如設(shè)計(jì)時(shí)部分儀器儀表的工作環(huán)境未考慮在現(xiàn)場(chǎng)安裝后的實(shí)際工作環(huán)境，造成缺陷引起信號(hào)誤動(dòng)作。例如我廠#1機(jī)組，投產(chǎn)前汽包液位幾個(gè)之間偏差特別大，經(jīng)過(guò)數(shù)天的現(xiàn)場(chǎng)檢查研究分析，發(fā)現(xiàn)汽包液位差壓設(shè)計(jì)溫度補(bǔ)償50℃，而安裝現(xiàn)場(chǎng)，因?yàn)榛瘜W(xué)汽包水在線儀表取樣管距離汽包液位變送器取樣管太近，引起兩個(gè)液位取樣管的實(shí)際環(huán)境溫度達(dá)到了130℃，導(dǎo)致了測(cè)量誤差。一些電廠在基建安裝中，爐膛負(fù)壓取樣管不按照規(guī)范安裝，取樣管安裝傾斜角度不夠或水平向下安裝，導(dǎo)致頻繁被灰堵塞，不能正常測(cè)量，嚴(yán)重則會(huì)導(dǎo)致?tīng)t膛負(fù)壓的保護(hù)拒動(dòng)。汽包液位計(jì)取樣管管路安裝規(guī)范應(yīng)該水平向上傾斜，防止氣泡聚集在管路內(nèi)，造成差壓變送器的測(cè)量失準(zhǔn)，換算出的汽包液位也就是去了參考價(jià)值。

“人機(jī)物法環(huán)”是對(duì)全面質(zhì)量管理理論中的五個(gè)影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，為了有效防控?zé)峁けＷo(hù)的拒動(dòng)與誤動(dòng)，我們應(yīng)該從這五個(gè)方面來(lái)將措施歸類(lèi)分析，并提出有效的控制措施。

2 以全面質(zhì)量管理理論基礎(chǔ)的熱工保護(hù)故障預(yù)控措施

2.1 人員

加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)提高熱工人員的技術(shù)水平和故障判斷處理能力。要求熱工檢修人員均符合崗位技能要求，并經(jīng)過(guò)相關(guān)培訓(xùn)考核才允許上崗。對(duì)重要工作應(yīng)明確規(guī)定特殊工序操作、監(jiān)護(hù)人員也應(yīng)具備專(zhuān)業(yè)的知識(shí)和操作技能，要求熱工檢修人員能?chē)?yán)格遵守公司制度和嚴(yán)格按照檢修規(guī)程及工藝進(jìn)行檢修，對(duì)工作和質(zhì)量認(rèn)真負(fù)責(zé)。現(xiàn)場(chǎng)檢修做好檢修臺(tái)賬記錄，保留原始記錄，并按規(guī)定保存。

2.2 機(jī)器

為了保證熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，設(shè)計(jì)除就必須采取冗余設(shè)計(jì)、并考慮信號(hào)同步的問(wèn)題，采取解決措施，以保證設(shè)備的正常運(yùn)行，DCS系統(tǒng)的歷史站、運(yùn)算CPU、電源卡件、通訊網(wǎng)絡(luò)都必須冗余設(shè)計(jì)，重要保護(hù)的PLC系統(tǒng)例如ETS系統(tǒng)及輸出節(jié)點(diǎn)等也須相應(yīng)的冗余設(shè)計(jì)。例如MFT繼電器柜也應(yīng)該實(shí)現(xiàn)輸出繼電器的冗余輸出。另外還需要提高DCS及PLC的硬件質(zhì)量和軟件的自我診斷功能。

重要的保護(hù)信號(hào)選取時(shí)還須實(shí)現(xiàn)真正的三取二邏輯判斷，不同的測(cè)點(diǎn)還應(yīng)該不同的源頭實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)真正的保護(hù)。模擬量信號(hào)判斷的運(yùn)算保護(hù)邏輯還應(yīng)該考慮模擬量的品質(zhì)判斷，常見(jiàn)的品質(zhì)判斷，是在測(cè)點(diǎn)測(cè)量值超限、跳變等現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)是將壞點(diǎn)模擬量切除，避免測(cè)點(diǎn)問(wèn)題的誤動(dòng)，溫度一般采取每個(gè)測(cè)量周期變化超過(guò)2℃即為壞點(diǎn)，測(cè)量值拆過(guò)該元件工作區(qū)域的正常范圍即為壞點(diǎn)，品質(zhì)判斷邏輯應(yīng)該針對(duì)實(shí)際情況做出切合的研究確認(rèn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決。冗余設(shè)計(jì)、正邏輯的應(yīng)用、三取二的原則、品質(zhì)判斷避免單點(diǎn)，提高DCS及PLC的硬件質(zhì)量和軟件的自我診斷功能

2.3 物料

盡量采取技術(shù)成熟、可靠的熱工元件，隨著熱工自動(dòng)化程度的提高，對(duì)熱工元件的要求也越來(lái)越高，所以采用技術(shù)成熟可靠的熱控元件對(duì)提高熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性有十分重要的作用，不可為了節(jié)省投資因小而失大，在合理投資的清空下，一定要選取品質(zhì)業(yè)績(jī)較好的元件廠家，以提高整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)的可靠性、安全性。

就地采取警示標(biāo)牌對(duì)保護(hù)測(cè)點(diǎn)變送器、邏輯開(kāi)關(guān)等重要設(shè)備進(jìn)行標(biāo)示，也是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)一次元件的重要保護(hù)，無(wú)論是熱工檢修人員還是別的相關(guān)人員，看到醒目的警示標(biāo)志工作時(shí)都會(huì)謹(jǐn)慎嚴(yán)謹(jǐn)一些，檢修工作時(shí)也會(huì)多想一下，避免誤動(dòng)設(shè)備造成的保護(hù)誤動(dòng)作。經(jīng)過(guò)我公司的實(shí)施，效果十分明顯，有效降低了相關(guān)保護(hù)及聯(lián)鎖測(cè)點(diǎn)的安全性。

2.4 方法

在建機(jī)組對(duì)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、檢修質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)格按照相關(guān)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收設(shè)備，對(duì)提高熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的重要意義。

投產(chǎn)機(jī)組嚴(yán)格落實(shí)相關(guān)的維護(hù)制度，做好定期工作，做好機(jī)組的大小修設(shè)備檢修管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，是設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)，做好日常維護(hù)和試驗(yàn)，做好逢停必緊、定期切換、定期抽檢、定期對(duì)保護(hù)測(cè)點(diǎn)電纜進(jìn)行絕緣檢查、定期進(jìn)行保護(hù)實(shí)際傳動(dòng)試驗(yàn)，保證保護(hù)的準(zhǔn)確可靠動(dòng)作。對(duì)熱工檢修人員的現(xiàn)場(chǎng)檢修工藝、操作也要相應(yīng)的規(guī)范化，制度化并嚴(yán)格落實(shí)。

2.5 環(huán)境

嚴(yán)格控制電子間的環(huán)境條件，定期清理電子間衛(wèi)生，DCS、ETS等機(jī)柜也要保持干凈避免灰塵，溫度濕度灰塵及針對(duì)熱工電子設(shè)備有著十分大的影響，控制電子件的環(huán)境條件，可延長(zhǎng)熱控設(shè)備的使用壽命，提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，電子間必須禁止對(duì)講機(jī)等通訊設(shè)備，防止干擾造成了誤發(fā)信號(hào)。

就地設(shè)備工作環(huán)境普遍十分惡劣，提高和改善就地設(shè)備的工作環(huán)境條件同樣十分重要，就地接線盒要盡量密封防雨防潮防腐蝕，就地執(zhí)行機(jī)構(gòu)要假設(shè)防雨罩，遠(yuǎn)離熱源、輻射、干擾源等不良區(qū)域，就地儀表盡量安裝在儀表柜內(nèi)，并做好防凍伴熱等措施。日常也有必要對(duì)電纜橋架、電纜夾層做必要的巡檢，及時(shí)修復(fù)蓋板、防火隔板遺失，有效保證電纜的工作環(huán)境，避免因日曬風(fēng)吹造成的絕緣層老化。

3 結(jié)語(yǔ)

無(wú)論現(xiàn)場(chǎng)工作做得多么到位，設(shè)備維護(hù)的多健康，從可靠性理論角度講，都辦不到絕對(duì)的可靠，因此，在一定意義上，有故障是絕對(duì)的，但是故障與障礙不是相等的，關(guān)鍵是要做好故障的預(yù)防、發(fā)現(xiàn)、軟化、控制和排除，避免障礙的進(jìn)一步擴(kuò)大，即使發(fā)生也必須找到可行的辦法舉一反三，避免下一次的發(fā)生，熱工保護(hù)的正確動(dòng)作率達(dá)到100%，把好設(shè)備的最后一道管，是我們熱工人員的追求的最高目標(biāo)。通過(guò)正確的方法也一定能做到離目標(biāo)越來(lái)越近。endprint