火電廠熱工自動(dòng)化的可靠性分析及提升措施

吳迪

（內(nèi)蒙古國(guó)華呼倫貝爾發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021025）

近年來國(guó)內(nèi)對(duì)于電能的需求量越來越大，火力發(fā)電作為當(dāng)今我國(guó)發(fā)電廠中的主力，要想滿足和保證人們的用電需求，火力發(fā)電廠必須能夠持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。而熱工自動(dòng)化的可靠性對(duì)于火力發(fā)電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)來說意義重大，所以我們要重視提升熱工自動(dòng)化的可靠性，在充分了解熱工自動(dòng)化工作內(nèi)容的基礎(chǔ)上，結(jié)合可能會(huì)影響其可靠性的因素，對(duì)其可靠性進(jìn)行的分析，并提出了一些提升可靠性的有效措施。

1 火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性分析

1.1 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)指通過采用自動(dòng)化儀表來對(duì)溫度、壓力等熱工參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)并記錄。自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)記錄的熱工參數(shù)能夠幫助我們判斷機(jī)組是否在正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也是自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的重要根據(jù)。這些數(shù)據(jù)更是機(jī)組進(jìn)行成本核算、事故分析的重要數(shù)據(jù)。由于熱工參數(shù)的重要程度不一樣，可將其劃分為3種：主要參數(shù)（如主蒸汽溫度、主蒸汽壓力、汽包水位），重要參數(shù)（如給水溫度、給水流量、排煙溫度），輔助參數(shù)（如減溫水流量、爐水電導(dǎo)率）。

1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)

熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)在火力發(fā)電的機(jī)組裝置的調(diào)控及監(jiān)視中發(fā)揮著重要作用。熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)工作環(huán)境的條件變化和機(jī)組運(yùn)行過程中的各項(xiàng)參數(shù)變化做出相應(yīng)地調(diào)節(jié)措施，如設(shè)備發(fā)熱程度、流量等相關(guān)因素發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)都能及時(shí)做出相應(yīng)調(diào)節(jié)，以保證機(jī)組能夠一直處在良好的運(yùn)行狀態(tài)中。此外，熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)對(duì)機(jī)組的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并遠(yuǎn)程對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行記錄與監(jiān)控，如果機(jī)組在運(yùn)行過程中出現(xiàn)任何問題，系統(tǒng)都會(huì)及時(shí)通知相關(guān)管理人員并根據(jù)相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)作出有效的針對(duì)性解決措施。熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)在火電廠的運(yùn)轉(zhuǎn)中，不僅節(jié)約了生產(chǎn)成本，而且為火電機(jī)組工作的持續(xù)穩(wěn)定提供了保障。

1.3 自動(dòng)報(bào)警

自動(dòng)報(bào)警是指在自動(dòng)檢測(cè)所得熱工參數(shù)的數(shù)據(jù)與正常狀態(tài)下的參數(shù)有所偏離時(shí)，通過閃爍燈光、發(fā)出聲響等方式，向工作人員傳遞警報(bào)信息的過程。自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)既幫工作人員減少了一定的工作量，同時(shí)在故障發(fā)生時(shí)也提高了工作人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題和及時(shí)解決問題的效率，有效降低故障發(fā)生時(shí)造成的經(jīng)濟(jì)損失。

1.4 自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)

自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)會(huì)在自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)所得熱工參數(shù)異于正常值或工作設(shè)備運(yùn)行狀況且不能達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以采用設(shè)備供電等手段終止異常設(shè)備的工作，防止由于帶著某些故障因持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而造成設(shè)備進(jìn)一步遭到破壞，避免造成不必要的人員傷亡。以機(jī)組設(shè)備的分類可將自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)分為以下3種：鍋爐自動(dòng)保護(hù)（如汽包水位保護(hù)、主蒸汽壓力保護(hù)、爐膛滅火保護(hù)），汽輪機(jī)自動(dòng)保護(hù)（如轉(zhuǎn)子超速保護(hù)、加熱器水位保護(hù)、低油壓保護(hù)），輔助設(shè)備自動(dòng)保護(hù)。

2 自動(dòng)化可靠性存在的問題

（1）由于火電廠規(guī)模一般較大，各個(gè)工作區(qū)域之間往往會(huì)由于相距較遠(yuǎn)而出現(xiàn)信號(hào)傳輸速率較慢的問題，從而容易使熱控邏輯出現(xiàn)混亂失控等情況。同時(shí)，熱工自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)根據(jù)工作環(huán)境的變化而發(fā)生可靠性變化。

（2）設(shè)置的控制設(shè)備由于工作環(huán)境過于惡劣，而設(shè)備在這種環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間的工作，將遭到了嚴(yán)重的損害，設(shè)備部件出現(xiàn)的老化損傷情況嚴(yán)重。例如控制系統(tǒng)的控制卡件、測(cè)量部件和執(zhí)行部件等重要部件都會(huì)由于在溫度過高或者空氣中粉塵含量偏高的環(huán)境中工作，而嚴(yán)重老化或損害。同時(shí)，在系統(tǒng)建設(shè)階段，由于工作人員的不認(rèn)真，設(shè)備的接線和插件因?yàn)闆]做好固定措施，隨著工作時(shí)長(zhǎng)而逐漸松動(dòng)，聯(lián)鎖保護(hù)會(huì)因此出現(xiàn)誤動(dòng)和拒動(dòng)的情況。

（3）控制系統(tǒng)沒有根據(jù)設(shè)計(jì)方案科學(xué)合理地配置電源。配置電源沒有配備UPS或者配置電源與實(shí)際需求的保險(xiǎn)容量并不相匹配，同時(shí)，電源沒有實(shí)現(xiàn)科學(xué)分路也會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生一定影響。

3 提升可靠性的有效措施

3.1 技術(shù)層面

熱工自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用了先進(jìn)的各種技術(shù)，要滿足逐漸增長(zhǎng)的用電需求，自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)層面必須要隨著時(shí)代發(fā)展而進(jìn)行技術(shù)更新。在選用系統(tǒng)的元件時(shí)，要考慮到保證發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定工作，所以需要挑選出技術(shù)較為成熟且動(dòng)作可靠的熱控元件。要將不同的重要熱工信號(hào)采用相互獨(dú)立的方式進(jìn)行信息采集，或者在不同卡件中通過一樣的通道來進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，以減少故障出現(xiàn)時(shí)造成的集中破壞風(fēng)險(xiǎn)。采用來自不同母線的2根進(jìn)線為DCS系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定的電流供應(yīng)。自動(dòng)化系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用方案，必須根據(jù)不同工作區(qū)域的危險(xiǎn)程度不一樣而做出專門制定，充分應(yīng)用APS技術(shù)有效避免因?yàn)槿藶槌霈F(xiàn)失誤而導(dǎo)致事故的可能。

3.2 管理層面

由于火電廠的規(guī)模一般較大，如今的火電廠大多數(shù)都應(yīng)用分散控制系統(tǒng)。因?yàn)楹芏郉CS質(zhì)量、種類都不一樣，很容易出現(xiàn)通訊中斷等問題。為了保持火電廠的穩(wěn)定發(fā)電，管理人員必須根據(jù)不同故障情況，準(zhǔn)備不同的科學(xué)有效的應(yīng)急措施，防止事故突發(fā)后事態(tài)嚴(yán)重化，甚至影響整個(gè)火電廠的穩(wěn)定運(yùn)行。要根據(jù)熱工自動(dòng)化的規(guī)范操作去制定詳細(xì)嚴(yán)密的管理制度，在整個(gè)自動(dòng)化管理體系中都要嚴(yán)格遵守制度，嚴(yán)格按照規(guī)定章程進(jìn)行操作流程，有效避免由于人工失誤造成的事故。結(jié)合熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的檢修運(yùn)維規(guī)程，制定基于全壽命周期的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，也可以應(yīng)用在線監(jiān)測(cè)、紅外測(cè)溫等當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上開展?fàn)顟B(tài)檢修工作，通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行的趨勢(shì)變化和細(xì)微狀況的跟蹤，要對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和各項(xiàng)參數(shù)做到精確掌控，要擁有強(qiáng)烈的防范意識(shí)；同時(shí)，做好儀表自動(dòng)化校驗(yàn)管理一體化工作。測(cè)量?jī)x表的數(shù)量與電廠機(jī)組容量相匹配，為了降低大量?jī)x表同時(shí)校驗(yàn)時(shí)的出錯(cuò)率，應(yīng)實(shí)現(xiàn)儀表校驗(yàn)的全程計(jì)算機(jī)管理；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(shí)消缺；應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)實(shí)施嚴(yán)密遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問題，對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行詳細(xì)分析，提高系統(tǒng)的可靠性。

3.3 控制系統(tǒng)軟硬件的優(yōu)化配置

熱工調(diào)試自動(dòng)化控制系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)在于熱工保護(hù)及輔機(jī)控制。由于熱控誤動(dòng)大部分是因輔機(jī)控制邏輯的不完善和不正確而造成，尤其是新建機(jī)組，因此必須加強(qiáng)控制系統(tǒng)軟硬件的高質(zhì)量配置和控制邏輯系統(tǒng)的改進(jìn)。在對(duì)控制系統(tǒng)邏輯進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，要考慮曾經(jīng)發(fā)生的故障和存在的安全隱患，并進(jìn)行整體優(yōu)化和綜合比較，利用容錯(cuò)邏輯的設(shè)計(jì)方法，對(duì)極容易出現(xiàn)故障的設(shè)備進(jìn)行完善和優(yōu)化，其中預(yù)先設(shè)置的邏輯系統(tǒng)可以降低或者避免整個(gè)系統(tǒng)的失效，從而在設(shè)計(jì)方面體現(xiàn)其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以保證其可靠性。

3.4 抑制干擾信號(hào)，采集可靠信號(hào)

抗干擾能力是熱工調(diào)試自動(dòng)化系統(tǒng)的重要措施和手段，直接關(guān)系到系統(tǒng)的可靠性。由于熱工調(diào)試自動(dòng)化系統(tǒng)工作的環(huán)境較為復(fù)雜，因而必須認(rèn)識(shí)到抗干擾能力的重要性，分析引起干擾的原因，在總結(jié)電力設(shè)計(jì)、安裝施工和維護(hù)監(jiān)督的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出有效對(duì)策。干擾源主要與工程設(shè)計(jì)、安裝設(shè)施和生產(chǎn)維護(hù)有關(guān)，可分為計(jì)算機(jī)供電系統(tǒng)的干擾、公共阻抗、漏電阻和雷擊引入的干擾等，會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)，影響系統(tǒng)的可靠性，損壞設(shè)備，影響生產(chǎn)安全。因而抑制干擾主要包括以下措施：切斷干擾途徑、消除干擾源、提高設(shè)備的抗干擾性能等，并根據(jù)具體工作實(shí)際采取針對(duì)性的措施。

3.5 提高監(jiān)管人員的素質(zhì)

隨著我國(guó)技術(shù)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，很多新組成的火電機(jī)組都應(yīng)用了較為新穎的技術(shù)。而電廠工作人員的技術(shù)素質(zhì)還有待提升，在應(yīng)用高新技術(shù)提升設(shè)備工作效率的同時(shí)，也要保證相關(guān)工作人員能夠熟練準(zhǔn)確地操作，一旦因操作失誤造成的損失，甚至是傷亡都是無法估量。對(duì)于有效提高員工的整體素質(zhì)，可以通過組織相關(guān)培訓(xùn)，并制定詳細(xì)的相關(guān)設(shè)備操作考核體系的方式，必須操作水平達(dá)到一定程度才能通過考核拿到證書并上崗工作。在職工作人員也要定期進(jìn)行考核，以保證在崗員工的素質(zhì)水平可靠可信。與此同時(shí)，還需要培養(yǎng)員工愛崗敬業(yè)的責(zé)任意識(shí)和科學(xué)認(rèn)真的工作作風(fēng)。

4 結(jié)語

總之，熱工自動(dòng)化是火電廠得以保證高穩(wěn)定性、高效率的產(chǎn)電基礎(chǔ)。所以對(duì)于不同發(fā)電廠的各自生產(chǎn)情況，要結(jié)合實(shí)際情況，時(shí)常對(duì)熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的不足之處進(jìn)行分析探討，還要想辦法應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)和提高整體管理人員綜合素質(zhì)等方法進(jìn)行改善。從而保證火電廠能夠安全高效地產(chǎn)電，有效提高火電機(jī)組的可靠性。

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[3]邱小靜．淺析火電廠熱工自控制的可靠[J]．大科技,2014,(02):38-39．