火力發(fā)電廠脫硫DCS系統(tǒng)常見(jiàn)故障及處理措施探析

國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司 胡道成

火力發(fā)電廠運(yùn)行和管理過(guò)程中脫硫DCS 系統(tǒng)發(fā)揮著巨大的作用和優(yōu)勢(shì)，其作為一種分散控制系統(tǒng)，集合了多種先進(jìn)技術(shù)于一身，包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及圖形顯示技術(shù)等，通過(guò)運(yùn)用該系統(tǒng)對(duì)火電廠各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行控制與管理，可以有效確保設(shè)備運(yùn)行的可靠性[1]。

但對(duì)于脫硫DCS 系統(tǒng)運(yùn)行來(lái)說(shuō)，由于維護(hù)與管理不及時(shí)，加之長(zhǎng)時(shí)間的不間斷運(yùn)行，系統(tǒng)極有可能出現(xiàn)一系列的故障問(wèn)題，導(dǎo)致系統(tǒng)自身的運(yùn)行可靠性大幅降低。因此，火力發(fā)電廠運(yùn)行和管理過(guò)程中，要重點(diǎn)做好脫硫DCS 系統(tǒng)的故障測(cè)試以及處理等工作，結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)系統(tǒng)故障位置以及成因等進(jìn)行有效測(cè)試，明確主要成因后制定出有針對(duì)性的處理措施，從而全面提升系統(tǒng)的安全性和可靠性[2]。

1 火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)故障測(cè)試

1.1 工作環(huán)境測(cè)試

針對(duì)于火電廠脫硫DCS 系統(tǒng)故障分析，關(guān)鍵是結(jié)合工作環(huán)境進(jìn)行故障測(cè)試：對(duì)集控室、電子設(shè)備操作間等區(qū)域放置溫濕度計(jì)，控制測(cè)試時(shí)間在5min以上，確保數(shù)據(jù)信息穩(wěn)定不變之后，方可進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)記錄；安排專(zhuān)人對(duì)電子設(shè)備操作間進(jìn)行故障排查，為了確保排查的準(zhǔn)確性，需打開(kāi)控制間中各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)柜、電源柜等柜門(mén)，對(duì)其中的控制器、繼電器、電源切換模塊等進(jìn)行檢查；檢查集控室各設(shè)備運(yùn)行情況，包括人機(jī)接口站的顯示器、主機(jī)以及交換機(jī)等是否存在積灰問(wèn)題[4]。

1.2 DCS 部件可靠性測(cè)試

針對(duì)于脫硫DCS 系統(tǒng)部件可靠性測(cè)試，詳細(xì)包括以下部分：

供電冗余切換測(cè)試。對(duì)兩路供電電源運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，利用DCS 性能測(cè)試儀接入到電源切換后母線的備用端子，此時(shí)將A 路電源開(kāi)關(guān)切斷，B 路電源應(yīng)當(dāng)自動(dòng)合閘；合上A 路電源開(kāi)關(guān)，切斷B 路電源開(kāi)關(guān)，此時(shí)A 路電源應(yīng)自動(dòng)合閘，利用測(cè)試儀對(duì)上述全過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，判斷電源運(yùn)行的實(shí)際狀況，以便找到故障發(fā)生的準(zhǔn)確位置。

控制器冗余切換測(cè)試。在明確控制器運(yùn)行情況正常的基礎(chǔ)上，在人機(jī)接口站打開(kāi)脫硫DCS 系統(tǒng)的自檢功能，判斷控制器狀態(tài)是否與就地指示一致，接著停止A 主控制器電源，用備用控制器B 替代主控制器運(yùn)行。完成上述操作后，對(duì)系統(tǒng)所有DPU 控制器均實(shí)施上述切換試驗(yàn)，切換結(jié)果記錄顯示，所有DPU 控制器無(wú)論A 切B 還是B 切A 都為正常。

網(wǎng)絡(luò)冗余切換測(cè)試。在明確主控制器和備用控制器均運(yùn)行正常的基礎(chǔ)上，斷開(kāi)主控制器A 網(wǎng)，對(duì)主控器內(nèi)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢查，確保無(wú)壞點(diǎn)且操作規(guī)范后，開(kāi)啟脫硫DCS 系統(tǒng)的自檢功能畫(huà)面，顯示主控制器A 網(wǎng)離線，接著對(duì)控制器A 網(wǎng)進(jìn)行恢復(fù)，脫硫DCS系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)顯示恢復(fù)畫(huà)面。最后，利用同樣的操作原理對(duì)主控制器B 網(wǎng)以及備用控制器A/B 網(wǎng)進(jìn)行重復(fù)測(cè)試。

1.3 DCS 部件可維護(hù)性測(cè)試

首先，在對(duì)不同卡件選擇并帶電拔出后，分散控制系統(tǒng)會(huì)直接顯示卡件故障畫(huà)面，而與卡件相關(guān)聯(lián)的回路控制并不會(huì)受到干擾。此時(shí)將卡件模型帶電插回原位時(shí)，分散控制系統(tǒng)會(huì)顯示故障自動(dòng)修復(fù)，與卡件相關(guān)聯(lián)的回路控制系統(tǒng)仍然不會(huì)受到影響；其次，長(zhǎng)按停止按鈕強(qiáng)行停止操作站，并終止其工作，再將其重啟，對(duì)整個(gè)操作時(shí)間過(guò)程進(jìn)行記錄。當(dāng)操作站進(jìn)行重新啟動(dòng)時(shí)，該工作站及DCS系統(tǒng)會(huì)正常運(yùn)行；最后，在脫硫DCS 系統(tǒng)運(yùn)行中，需要該站具備更為完善的功能，如畫(huà)面監(jiān)視和參數(shù)方面的修改，以及對(duì)整個(gè)組態(tài)進(jìn)行修改和下裝的功能等。

1.4 部件可維護(hù)性測(cè)試

帶電插拔測(cè)試。選取各種類(lèi)型輸入輸出模件中的任一模件，將其帶電拔出再插上，其主要體現(xiàn)形勢(shì)如表1所示；系統(tǒng)重置能力測(cè)試。操作員站強(qiáng)行終止工作站的所有工作，操作員站重啟成功，用秒表記下工作站重啟動(dòng)的整個(gè)過(guò)程時(shí)間，時(shí)間小于40s。

表1 卡件帶電插拔結(jié)果

2 力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)優(yōu)化措施

2.1 強(qiáng)化電源管理

在火電廠脫硫DCS 系統(tǒng)的正常運(yùn)行過(guò)程中，電源裝置會(huì)直接影響到系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，特別是隨著系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的增加，電源裝置的部件很容易出現(xiàn)故障或隱患，導(dǎo)致系統(tǒng)正常運(yùn)行受到干擾，所以為了提升脫硫DCS 系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，需要結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際情況，選擇與之相對(duì)應(yīng)型號(hào)的電源裝置，強(qiáng)化對(duì)于電源的管理和控制。例如，在脫硫DCS 系統(tǒng)的日常運(yùn)行過(guò)程中，要定時(shí)對(duì)電源裝置進(jìn)行檢查，并做好維護(hù)保養(yǎng)工作，在實(shí)際工作中要重點(diǎn)對(duì)電源回路以及電壓輸出狀況等參數(shù)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)參數(shù)運(yùn)行不合理的情況要及時(shí)進(jìn)行反饋，確保電源存在的隱患可以第一時(shí)間進(jìn)行排除，為脫硫DCS 系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供必要保障。

2.2 重視系統(tǒng)啟停維護(hù)

在日常開(kāi)展脫硫DCS 系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)工作中，對(duì)于系統(tǒng)DPU 和CPU 復(fù)位操作，要結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際情況進(jìn)行組態(tài)的不斷優(yōu)化和調(diào)整，有效確保系統(tǒng)的運(yùn)行性能參數(shù)正常。此外，相關(guān)維護(hù)人員對(duì)于脫硫DCS 系統(tǒng)中存在的雜質(zhì)要及時(shí)清理，確保主機(jī)以及其它設(shè)備足夠干凈整潔，同時(shí)還要注重設(shè)備的散熱問(wèn)題，防止因?yàn)樯岵涣级l(fā)的系統(tǒng)故障，避免脫硫DCS 系統(tǒng)運(yùn)行效率受到干擾。

在全面深化改革新時(shí)期，改革進(jìn)入“深水區(qū)”和“攻堅(jiān)期”，留下的都是難啃的硬骨頭，單純地“摸著石頭過(guò)河”已經(jīng)不再適應(yīng)時(shí)代要求。雖然全面深化改革是在走前人未走過(guò)的路，“摸著石頭過(guò)河”仍有合理性，但必須將“摸著石頭過(guò)河”和“頂層設(shè)計(jì)”結(jié)合起來(lái)，堅(jiān)持趨利避害，讓“頂層設(shè)計(jì)”緩沖“摸著石頭過(guò)河”的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 脫硫DCS 系統(tǒng)故障預(yù)防

作為火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)運(yùn)行管理人員，為了避免系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)多的故障問(wèn)題，要全面掌握脫硫DCS 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、布局以及相應(yīng)的子系統(tǒng)功能等，并且結(jié)合各部分的特點(diǎn)和實(shí)際情況，給予針對(duì)性的維護(hù)處理，降低故障出現(xiàn)的概率，達(dá)到預(yù)防管理的實(shí)質(zhì)性目的。在實(shí)際開(kāi)展工作中要定期對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維修，全面掌握系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)以及狀況，發(fā)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱患要第一時(shí)間進(jìn)行上報(bào)，由負(fù)責(zé)人安排專(zhuān)人進(jìn)行維修，確保將系統(tǒng)故障隱患扼殺在萌芽階段。

此外，火力發(fā)電廠要制定健全的系統(tǒng)運(yùn)行和管理體系，為規(guī)范脫硫DCS 系統(tǒng)運(yùn)行和操作提供有效的約束及指導(dǎo)，同時(shí)將責(zé)任落實(shí)到每一個(gè)技術(shù)人員身上，確保故障問(wèn)題出現(xiàn)的第一時(shí)間可以找到責(zé)任人，確保維修工作的足夠及時(shí)，防止故障隱患的進(jìn)一步擴(kuò)大。

3 火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)安全性和可靠性的提升對(duì)策

3.1 強(qiáng)化系統(tǒng)軟件的維護(hù)管理

火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)軟件故障問(wèn)題除了要進(jìn)行有針對(duì)性的處理外，還要強(qiáng)化軟件的日常維護(hù)管理，提升系統(tǒng)的安全性和可靠性，詳細(xì)措施如下：

在日常操作過(guò)程中，要不斷提高人員對(duì)于分散控制系統(tǒng)的操作水平，規(guī)范系統(tǒng)操作行為，防止因?yàn)閭€(gè)人方面的失誤而引發(fā)的脫硫DCS 系統(tǒng)軟件故障；重視系統(tǒng)軟件的定期維護(hù)管理，發(fā)電廠企業(yè)內(nèi)部成立專(zhuān)門(mén)的管理部門(mén)，定期開(kāi)展脫硫DCS 系統(tǒng)的軟件檢測(cè)，重點(diǎn)包括系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、故障問(wèn)題以及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)等，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在故障隱患，要及時(shí)進(jìn)行反饋并通知相關(guān)人員進(jìn)行維修處理，防止隱患進(jìn)一步擴(kuò)大。

加強(qiáng)脫硫DCS 系統(tǒng)的防病毒管理。對(duì)于火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)而言，安裝相應(yīng)的防病毒軟件雖然可以在很大程度上避免系統(tǒng)被病毒入侵，但由于防病毒軟件的安裝會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)自身的運(yùn)行效率大幅降低，所以一般火力發(fā)電廠DCS 軟件不安裝相關(guān)防病毒軟件，此時(shí)為了防止系統(tǒng)被病毒入侵，要轉(zhuǎn)進(jìn)攻為防守，通過(guò)規(guī)范日常的系統(tǒng)操作以及定期檢測(cè)，增強(qiáng)系統(tǒng)的病毒防護(hù)水平。

3.2 優(yōu)化脫硫DCS 系統(tǒng)

火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)作為一種分散控制系統(tǒng)，要想真正發(fā)揮出理想的功能優(yōu)勢(shì)，其必然需要進(jìn)行不斷的更新和優(yōu)化，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)的同時(shí)，相應(yīng)的安全性和可靠性也會(huì)顯著增強(qiáng)，因此在實(shí)際開(kāi)展工作中要進(jìn)一步對(duì)脫硫DCS 系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，確保其功能性優(yōu)勢(shì)可以進(jìn)一步發(fā)揮，詳細(xì)的優(yōu)化措施如下：

工作人員要定期對(duì)DCS 控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化，在完善系統(tǒng)安全系數(shù)的同時(shí)，也能讓分散控制系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化水平進(jìn)一步提升。而隨著自動(dòng)化程度的不斷提升，火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)的控制和監(jiān)測(cè)能力也會(huì)愈發(fā)強(qiáng)大，對(duì)于火電廠自身生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)水平的提升有著重要的促進(jìn)作用，同時(shí)系統(tǒng)安全性和可靠性也能得到根本性的保障；在對(duì)脫硫DCS 系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)過(guò)程中，要強(qiáng)化對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)督和管理，重點(diǎn)做好定期的故障檢測(cè)和分析，尤其是軟件故障的檢測(cè)，要給予高度重視，確保發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的第一時(shí)間進(jìn)行反饋和處理，為脫硫DCS 系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化和升級(jí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.3 提升運(yùn)行管理人員綜合素質(zhì)水平

火電廠DCS 控制系統(tǒng)的安全性和可靠性水平的高低，在很大程度上取決于運(yùn)行管理人員自身素質(zhì)水平，所以提升人員的綜合能力，可以顯著增強(qiáng)分散控制系統(tǒng)的安全系數(shù)，詳細(xì)包括以下幾點(diǎn)：

強(qiáng)化運(yùn)行管理人員的責(zé)任意識(shí)，調(diào)動(dòng)他們工作的積極性，規(guī)范日常對(duì)于分散控制系統(tǒng)的操作，減少失誤以及不規(guī)范行為出現(xiàn)次數(shù)，降低人為原因而引發(fā)的系統(tǒng)故障概率，為確保系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行奠定基礎(chǔ)；上述分析可知，火電廠分散控制系統(tǒng)處于一直不斷升級(jí)和優(yōu)化的趨勢(shì)，所以相應(yīng)的運(yùn)行管理人員素質(zhì)及能力也必須要不斷提升，企業(yè)方面要建立完善的培訓(xùn)機(jī)制，對(duì)運(yùn)行管理人員開(kāi)展定期的專(zhuān)業(yè)化培訓(xùn)和教育，包括理論知識(shí)儲(chǔ)備以及實(shí)踐操作能力等，不斷提升他們的綜合素質(zhì)水平，為DCS 分散控制系統(tǒng)的規(guī)范化運(yùn)行和管理提供充分的人才保障。

3.4 其它注意事項(xiàng)

除了上述幾方面提升對(duì)策以外，在火力發(fā)電廠脫硫DOS 系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，要想切實(shí)發(fā)揮出理想的作用效果，還需要注意以下幾點(diǎn)：強(qiáng)化對(duì)于緊急故障的處理，具體要結(jié)合火力發(fā)電廠各類(lèi)工況以及設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)，一方面配置與之相對(duì)應(yīng)的手動(dòng)操作裝置，另一方面要確保緊急停爐按鈕設(shè)置科學(xué)合理，可以有效發(fā)揮出理想作用；調(diào)試運(yùn)行。具體需嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施調(diào)試，確保各類(lèi)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)符合既定標(biāo)準(zhǔn)；電源設(shè)計(jì)。其作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和前提，需重點(diǎn)做好負(fù)荷率冗余配置工作，讓系統(tǒng)當(dāng)中的兩路電源可以切實(shí)發(fā)揮出獨(dú)立性效果；強(qiáng)化抗干擾性。在脫硫DOS 系統(tǒng)接地過(guò)程中要重點(diǎn)做好抗干擾處理，降低一系列故障隱患出現(xiàn)概率。

綜上，本次研究結(jié)合工程實(shí)際，重點(diǎn)對(duì)火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)運(yùn)行存在的故障問(wèn)題進(jìn)行測(cè)試，明確系統(tǒng)常見(jiàn)故障問(wèn)題出現(xiàn)的位置，然后制定出有針對(duì)性的預(yù)防和處理措施，提升系統(tǒng)故障處理能力的同時(shí)，也為火力發(fā)電事業(yè)更進(jìn)一步發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。