燃煤發(fā)電熱工自動(dòng)化設(shè)備及系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)策措施

郭亞

江蘇徐塘發(fā)電有限責(zé)任公司 江蘇邳州 221300

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，燃煤電廠的自動(dòng)化控制水平得到大幅度提升，同時(shí)也引發(fā)了新的矛盾發(fā)生，如何辨識(shí)熱工自動(dòng)化設(shè)備及系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)并實(shí)現(xiàn)防控，成為當(dāng)前燃煤電廠一項(xiàng)新的任務(wù)。

1 熱控系統(tǒng)事故類型及原因分析

對(duì)近年來熱控系統(tǒng)發(fā)生的事故進(jìn)行綜合分析，主要有六種類型，第一種為機(jī)組分布式控制系統(tǒng)（DCS）失靈事故，造成該事故的原因主要有UPS 電源發(fā)生故障導(dǎo)致DCS 或LCD 的供電回路失去電源，或其系統(tǒng)集中控制電纜，涉及電源、通信電纜和接頭等故障，致使系統(tǒng)死機(jī)或LCD 黑屏；通信電纜和接口負(fù)荷過重，發(fā)生傳輸不穩(wěn)定，導(dǎo)致通信信息不暢通造成系統(tǒng)死機(jī)現(xiàn)象發(fā)生；由于操作不當(dāng)或硬件設(shè)備損壞等原因，造成主機(jī)鍵盤或電纜接件和插件發(fā)生損壞，沒有響應(yīng)操作指令，造成不能正常操作系統(tǒng)；軟件出錯(cuò)、主控制器負(fù)荷過高、配置出錯(cuò)；病毒入侵或惡意攻擊；電磁干擾；電子設(shè)備運(yùn)行環(huán)境不良。第二種為壓力/差壓測(cè)量裝置故障，造成該事故的原因主要有UPS 電源故障或?qū)Ь€故障原因，各類變送器的電源回路不能正常供電，失去電源，致使系統(tǒng)測(cè)量裝置無法正常進(jìn)行輸入輸出；測(cè)量裝置元件故障或裝置彈性實(shí)效，不能準(zhǔn)確指示數(shù)據(jù)；儀表不能正常傳壓，致使壓力表無指示或差壓表指最大或最小；傳壓通道受凍結(jié)冰，致使壓力表漸趨向最大值，差壓表漸趨向最大值或最小值；雜物等堵塞儀表的傳壓通道，致使指針不動(dòng)或者卡死；控制系統(tǒng)的組件輸入輸出點(diǎn)出現(xiàn)異常，導(dǎo)致指示不準(zhǔn)；取樣裝置未進(jìn)行防磨設(shè)計(jì)[1]。第三種為溫度測(cè)量裝置故障，造成該事故的原因主要有測(cè)溫裝置線路故障或UPS 電源回路失去電源，導(dǎo)致測(cè)量裝置不能正確輸出數(shù)據(jù)；測(cè)量裝置的相關(guān)元件及線路出現(xiàn)故障或損害，導(dǎo)致溫度測(cè)量裝置指針實(shí)效，或指向最大值或指向最小值或卡死；DCS 的I/O 組件輸入點(diǎn)故障，導(dǎo)致示值異常；元件安裝不當(dāng)，其測(cè)溫部件沒有接觸到被測(cè)量部位或介質(zhì)，造成測(cè)量偏低；外部電磁干擾，影響輸出值[2]。第四種為機(jī)組保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)事故，造成該事故的原因主要有機(jī)組保護(hù)設(shè)施供電線路故障或供電失去UPS 電源，導(dǎo)致機(jī)組保護(hù)失靈，出現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象；機(jī)組保護(hù)檢測(cè)裝置及其線路故障或損壞，導(dǎo)致機(jī)組不能正確動(dòng)作，出現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象；機(jī)組保護(hù)用的通訊設(shè)施及元器件故障，不能正常的傳輸和接受信號(hào)，或者保護(hù)用的輸入輸出元件或組件故障或線路故障，導(dǎo)致機(jī)組保護(hù)實(shí)效；機(jī)組保護(hù)裝置的整定出現(xiàn)誤差或者不準(zhǔn)，導(dǎo)致保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)；原設(shè)計(jì)缺乏前瞻性，邏輯設(shè)計(jì)存在結(jié)構(gòu)性安全隱患，導(dǎo)致機(jī)組保護(hù)誤動(dòng)；雙路電源自動(dòng)切換時(shí)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致信息丟失造成機(jī)組保護(hù)誤動(dòng)作；集控系統(tǒng)保護(hù)用的主機(jī)芯片故障或出現(xiàn)電磁干擾等誘發(fā)保護(hù)系統(tǒng)邏輯運(yùn)算錯(cuò)誤，造成機(jī)組保護(hù)誤動(dòng)作。

2 熱工自動(dòng)化設(shè)備及系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)防范安全技術(shù)措施

熱工控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及設(shè)備選型應(yīng)執(zhí)行《火力發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》《火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化就地設(shè)備安裝、管路及電纜設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》《火力發(fā)電廠廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)技術(shù)條件》《熱工自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行檢修維護(hù)規(guī)程》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以及《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》和電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)的相關(guān)規(guī)定。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)如下風(fēng)險(xiǎn)防范技術(shù)措施：熱工自動(dòng)化系統(tǒng)和設(shè)備的選型必須要有前瞻性，應(yīng)選用質(zhì)量可靠的設(shè)備、裝置和器件，確保能夠采用獨(dú)立常規(guī)手段操作?？刂葡到y(tǒng)的配置要滿足各種運(yùn)行工況條件的監(jiān)控技術(shù)要求，芯片負(fù)荷率要滿足機(jī)組要求并留有余度。系統(tǒng)電源應(yīng)配置可靠的UPS 電源，滿足備用電源切換的最小時(shí)間。電源故障應(yīng)設(shè)置聲光報(bào)警裝置。各種系統(tǒng)接口要穩(wěn)定可靠，并留有足夠的冗余。按照反措要求，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有防止誤動(dòng)和拒動(dòng)的應(yīng)對(duì)策略，防止系統(tǒng)電源發(fā)生誤動(dòng)。熱工保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)確保系統(tǒng)的獨(dú)立性，在總控制臺(tái)上設(shè)置滿足要求的跳閘按鈕，接至停爐、停機(jī)相關(guān)驅(qū)動(dòng)回路中。單元機(jī)組應(yīng)有事故追憶功能。DCS 鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）控制器必須留有足夠的冗余，且可自動(dòng)切換，同時(shí)裝置設(shè)置自動(dòng)和手動(dòng)切換試驗(yàn)功能。做好熱工保護(hù)相關(guān)線纜的接地工作，并嚴(yán)格進(jìn)行檢驗(yàn)檢測(cè)。DCS 的運(yùn)行環(huán)境要滿足溫度、適度、通風(fēng)等要求。做好機(jī)房防雷防靜電管理，機(jī)房地板為防靜電地板或地面。單元機(jī)組、直流系統(tǒng)、廠用系統(tǒng)、交流不停電電源系統(tǒng)和柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的測(cè)量應(yīng)按照《電測(cè)量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)程》配置，由DCS 進(jìn)行監(jiān)測(cè)。儀用的相關(guān)氣源要獨(dú)立設(shè)置，并保證質(zhì)量，確保氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正常動(dòng)作，儲(chǔ)氣量應(yīng)保持15min 供氣。

3 熱工自動(dòng)化設(shè)備及系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)防范安全管理措施

熱工自動(dòng)化設(shè)備及系統(tǒng)的安全管理主要包括崗位安全責(zé)任制、安全管理制度、應(yīng)急預(yù)案以及信息監(jiān)控系統(tǒng)方面的管理[3]。其中燃煤電廠熱工安全管理制度包括熱工技術(shù)監(jiān)督管理制度、熱工檢修管理制度、熱控工作票和操作票管理制度、熱工設(shè)備巡點(diǎn)檢制度、熱工設(shè)備維護(hù)管理制度、熱工設(shè)備資料技術(shù)檔案管理制度、熱工崗位安全教育培訓(xùn)管理制度、熱控設(shè)備缺陷和事故管理制度、熱工設(shè)備定期校驗(yàn)制度、熱工計(jì)量管理制度、熱工DCS 系統(tǒng)/輔控網(wǎng)工程師站分級(jí)授權(quán)管理制度、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)防病毒管理制度、工程師站管理細(xì)則等。

4 結(jié)語

燃煤電廠熱工自動(dòng)化設(shè)備及系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)不容忽視，通過對(duì)其系統(tǒng)危險(xiǎn)因素的辨識(shí)，充分發(fā)掘了幾類類事故的發(fā)生的致因，從安全技術(shù)和安全管理兩個(gè)方面提出了防范措施，是對(duì)電廠熱工系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)防控的總結(jié)和概括，為安全管理者管控?zé)峁は到y(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)提供技術(shù)支持和保障。