鋁電企業(yè)的火電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)的可靠性研究

陳付印

（陽(yáng)泉煤業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司發(fā)供電分公司，山西 陽(yáng)泉 045000）

近年來(lái)隨著鋁電企業(yè)對(duì)電力能源需求的日益激增，鋁電企業(yè)中的火電廠不論是在數(shù)量上還是在規(guī)模上都呈現(xiàn)出了顯著的增長(zhǎng)趨勢(shì)，與此同時(shí)火電廠中的相關(guān)設(shè)備以及機(jī)組的參數(shù)也都在本質(zhì)上有了極大的提升。熱控保護(hù)系統(tǒng)是火電廠最必不可少的組成內(nèi)容，也一直都發(fā)揮著極好的控制以及保障作用。尤其是近年來(lái)隨著分散控制系統(tǒng)技術(shù)的日臻成熟，火電廠的熱工自動(dòng)化程度也有了顯著提升，熱控保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用也就變得更加普遍。但是縱然當(dāng)前的熱控保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)足夠現(xiàn)金，仍是不能避免會(huì)出現(xiàn)故障問(wèn)題，尤其是系統(tǒng)誤動(dòng)故障燈，這些如不能及時(shí)得到有效處理將會(huì)成為火電廠的隱患問(wèn)題。實(shí)踐研究證明，只有熱控保護(hù)系統(tǒng)的安全與可靠得到保障，才能確保鋁電企業(yè)火電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 熱保護(hù)系統(tǒng)可靠性存在的問(wèn)題

伴隨著熱控技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋁電企業(yè)火電廠的熱控系統(tǒng)在功能上也變得更加全面，如其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就得到了顯著的提升，不僅監(jiān)控角度變得更大，監(jiān)控范圍也更加廣闊，并且已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了連續(xù)無(wú)中斷的全天候監(jiān)控。但是在熱保護(hù)系統(tǒng)工作的過(guò)程中，會(huì)因受到外界環(huán)境如設(shè)備、線路、電源以及控制系統(tǒng)等的影響而出現(xiàn)運(yùn)行故障，且還存在如業(yè)務(wù)以及人員等方面的因素等。不論是受到哪一因素的影響，都可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生誤動(dòng)情況，進(jìn)而使機(jī)組不能正常運(yùn)行。具體來(lái)講，其可靠性出現(xiàn)的問(wèn)題主要表現(xiàn)在如下幾方面。

（1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝存在漏洞。在鋁電企業(yè)火電廠中，熱保護(hù)系統(tǒng)都是在火電廠進(jìn)行基建工作時(shí)就開(kāi)始進(jìn)行安裝的。但是若在安裝過(guò)程中不能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行充分認(rèn)識(shí)，或是安裝時(shí)的側(cè)重點(diǎn)有所差異就會(huì)影響到熱保護(hù)系統(tǒng)后期的可靠性。如有諸多鋁電企業(yè)火電廠在對(duì)熱保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)更多考慮的都是為了提升后期的使用效率以及便利后期的運(yùn)行，但在系統(tǒng)可靠性方面的考量卻較少。這種有所偏頗的設(shè)計(jì)考量往往會(huì)導(dǎo)致多種設(shè)備在運(yùn)行初期就出現(xiàn)預(yù)期外的停運(yùn)，并最終導(dǎo)致機(jī)組的整體工作效率被降低。由此不難看出，這些存在于系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及安裝過(guò)程中的漏洞問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致熱控系統(tǒng)的可靠性降低，且并尤其不適用于當(dāng)下的大型機(jī)組的日常工作。

（2）DCS 系統(tǒng)軟硬件故障。近年來(lái)，隨著鋁電企業(yè)火電廠機(jī)組容量的不斷增咋以及相關(guān)配備的不斷增加，為切實(shí)提升機(jī)組的可靠性，通常都會(huì)在系統(tǒng)中加入過(guò)程控制以便能在系統(tǒng)CPU出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)進(jìn)行保護(hù)。但是由于這些起到過(guò)程控制作用的軟硬件也會(huì)發(fā)生故障，并最終影響到熱控保護(hù)系統(tǒng)。如導(dǎo)致其產(chǎn)生誤動(dòng)，甚至停工。此外系統(tǒng)中信號(hào)處理模塊、輸出以及設(shè)定模塊產(chǎn)生問(wèn)題時(shí)也會(huì)造成DCS 系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

（3）控制電源故障。控制電源作為熱控保護(hù)系統(tǒng)的重要組成部分，因此控制電源的故障問(wèn)題也會(huì)影響到系統(tǒng)的可靠性。而可影響到控制電源的通常主要有其內(nèi)部的冗余配置、監(jiān)視模塊以及失電報(bào)警裝置等。而可導(dǎo)致控制電源發(fā)生故障的則主要有兩方面，首先是電源線路方面的問(wèn)題，如發(fā)生接觸不良、接口處發(fā)生松動(dòng)，或者電源開(kāi)關(guān)出現(xiàn)了質(zhì)量問(wèn)題等等而致使電源線路出現(xiàn)短路或者斷路等，并進(jìn)而致使系統(tǒng)出現(xiàn)誤動(dòng)。其次則是由于在對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，未能正確選擇元器件的容量，或者是電壓沒(méi)能正確匹配等級(jí)等。

（4）可靠性管理水平以及模式滯后?？v觀我國(guó)的多數(shù)鋁電企業(yè)火電廠，在對(duì)熱控保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行管理時(shí)多數(shù)都在使用傳統(tǒng)的管理方法，且對(duì)于設(shè)備的檢修也均采用統(tǒng)一的定期檢修的方式，在校驗(yàn)時(shí)使用的方法也多都一致。如，即使有些儀表設(shè)備的合格率在98%左右，在檢修時(shí)也要全部進(jìn)行校驗(yàn)。再加上由于缺乏對(duì)設(shè)備的系統(tǒng)了解有些鋁電企業(yè)電廠在購(gòu)置基礎(chǔ)設(shè)備時(shí)還可能會(huì)出現(xiàn)以次充好的情況，這些都會(huì)給后期熱工系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生影響，甚至還會(huì)威脅到機(jī)組的正常運(yùn)行。

2 確保熱控保護(hù)系統(tǒng)可靠性的策略

對(duì)于鋁電企業(yè)火電廠而言，熱控保護(hù)系統(tǒng)不僅可以對(duì)機(jī)組的運(yùn)行情況實(shí)行全方位的檢測(cè)，能在設(shè)備的參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)做好處理并做到有序跟進(jìn)，一確保機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，并將可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)狀況降至最低。因此必須要提高對(duì)熱控保護(hù)系統(tǒng)的重視程度。基于熱控系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的一些問(wèn)題，可主要從如下幾方面進(jìn)行提升。首先可對(duì)過(guò)程控制部分的相應(yīng)部件如電源、CPU 等采用冗余設(shè)計(jì)，且對(duì)于樣本的測(cè)點(diǎn)信號(hào)都應(yīng)當(dāng)予以記錄并進(jìn)行判斷，除此之外還應(yīng)當(dāng)對(duì)起執(zhí)行保護(hù)作用的一些設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)控；其次在對(duì)熱控系統(tǒng)的組成設(shè)備進(jìn)行選購(gòu)時(shí)一定要確保設(shè)備的技術(shù)以及質(zhì)量都可靠；再則，對(duì)于熱控系統(tǒng)以及DCS 系統(tǒng)而言，在電源上一定要進(jìn)行區(qū)分，宜使用雙電源；最后則是應(yīng)當(dāng)建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)機(jī)制，并定期對(duì)相關(guān)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)。

此外，還可以應(yīng)用APS 技術(shù)以及或者實(shí)現(xiàn)對(duì)單元機(jī)組的智能控制。APS 技術(shù)，其實(shí)就是指對(duì)鋁電企業(yè)火電廠的機(jī)組按照相應(yīng)的順序進(jìn)行控制。當(dāng)使用此技術(shù)后，只需要在機(jī)組運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的控制按鈕，機(jī)組就能夠在既定的運(yùn)行順序下開(kāi)啟運(yùn)作。如此一來(lái)就能實(shí)現(xiàn)機(jī)組的全自動(dòng)化工作，有效降低了工作人員的工作強(qiáng)度，避免了人為操作時(shí)可能出現(xiàn)的失誤情況，并且還極大地提升了鋁電企業(yè)火電廠機(jī)組的運(yùn)行效率以及生產(chǎn)效率。

其次，單元機(jī)組的職能控制其實(shí)也是鋁電企業(yè)火電廠自動(dòng)化發(fā)展的一項(xiàng)重要內(nèi)容，此控制模塊通常可以應(yīng)用于DCS 中以提升機(jī)組的自主控制能力?？v然當(dāng)前以我國(guó)多數(shù)鋁電企業(yè)火電廠的發(fā)展以及配備水平而言仍不能夠?qū)崿F(xiàn)單元機(jī)組的職能控制，但是相信隨著計(jì)算機(jī)水平的不斷提升以及各種微控制單元在市場(chǎng)上認(rèn)可程度的不斷增加，單元機(jī)組的智能控制也必然會(huì)逐漸得到應(yīng)用，并促進(jìn)熱控保護(hù)系統(tǒng)可靠性的提升。

3 熱控保護(hù)系統(tǒng)的檢修與維護(hù)

（1）檢修維護(hù)。在對(duì)熱控保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)檢修工作時(shí)，相關(guān)檢修人員一定要具備專業(yè)的理論知識(shí)，同時(shí)還要熟知相關(guān)的維檢修規(guī)程，而且在進(jìn)行檢修時(shí)還應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：首先，應(yīng)當(dāng)按照機(jī)爐的大小來(lái)判斷對(duì)儀表的維修工作量；其次則應(yīng)當(dāng)注重檢修工藝的使用，必須要嚴(yán)格按照儀表的構(gòu)成原理來(lái)維修；再則當(dāng)遇到儀表故障時(shí)，一定要對(duì)故障前儀表的運(yùn)行環(huán)境及運(yùn)行情況進(jìn)行分析，一找出導(dǎo)致其發(fā)生故障的原因；然后還應(yīng)當(dāng)對(duì)使用的儀器工具做好檢查，確保其滿足工作需求；最后則是在檢修過(guò)程中必須要對(duì)拆卸下的不見(jiàn)做好標(biāo)記，在檢修結(jié)束后還需及時(shí)做好調(diào)校。

（2）完善優(yōu)化輔機(jī)控制邏輯。目前，輔機(jī)控制邏輯已經(jīng)成為鋁電企業(yè)火電廠中應(yīng)用極為廣泛的系統(tǒng)之一，且此控制系統(tǒng)所使用的技術(shù)也與DCS 一樣，均是由國(guó)外引進(jìn)。且相關(guān)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，鋁電企業(yè)火電廠中機(jī)組的運(yùn)行在很大程度上都取決于輔機(jī)邏輯，一旦其產(chǎn)生缺陷或者錯(cuò)誤，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)組發(fā)生誤動(dòng)或者不動(dòng)。因此在對(duì)熱控保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行檢修與維護(hù)時(shí)，必須要對(duì)輔機(jī)控制邏輯進(jìn)行完善，當(dāng)需要優(yōu)化及改進(jìn)時(shí)一定要做到及時(shí)，減少邏輯失效發(fā)生的概率，進(jìn)而避免系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障。

（3）制定DCS 應(yīng)急處理預(yù)案。隨著熱控保護(hù)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，DCS 的市場(chǎng)需求也變得越來(lái)越大，其生產(chǎn)廠家也變得越來(lái)越多。但是不同廠家所生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品在質(zhì)量上肯定也會(huì)有所不同，一旦DCS 產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題就極易在使用過(guò)程中導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)、斷電以及通信市場(chǎng)等故障的發(fā)生，并會(huì)直接影響熱控保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)功能。而若此時(shí)鋁電企業(yè)火電廠不能及時(shí)處理相關(guān)的故障，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)鍋爐爆管以及汽輪機(jī)部件損毀等安全事故的發(fā)生。因此，為避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，減少或者放置DCS出現(xiàn)失靈等，就必須要提前制定好應(yīng)急預(yù)案。且應(yīng)急預(yù)案的制定一定要結(jié)合鋁電企業(yè)火電廠的實(shí)際工作情況，并要在制定好之后定期安排相關(guān)工作人員進(jìn)行演練，以不斷提升工作人員的臨場(chǎng)應(yīng)變能力。且應(yīng)急預(yù)案的制定還能對(duì)工作人員提供相應(yīng)的工作及經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)，并最終將事故風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的概率減少到最低。

4 結(jié)語(yǔ)

在鋁電企業(yè)火電廠中，對(duì)熱控保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行檢修與維護(hù)是最必不可少，同時(shí)也是一項(xiàng)極為系統(tǒng)的工程，往往需要涉及到諸多方面，且相關(guān)工作人員也會(huì)起到極大地作用。但是當(dāng)前我國(guó)多數(shù)鋁電企業(yè)火電廠在此方面的工作仍存在一些欠缺，且相應(yīng)的技術(shù)水平也較為落后，這些都需要繼續(xù)進(jìn)行深入研究以及配合實(shí)踐去進(jìn)行探索。