電廠熱控系統(tǒng)可靠性的技術提高策略研究

李娜

（中國電建集團河北省電力勘測設計研究院有限公司）

0 引言

新世紀以來，我國的經(jīng)濟發(fā)展和科技進步帶來了工農業(yè)的巨大發(fā)展和進步，同時隨著工農業(yè)的產(chǎn)業(yè)體量的大幅度提升，對各種形式的能源需求也日趨旺盛，其中電力資源的需求占據(jù)著非常重要的地位，電力資源的生產(chǎn)安全與穩(wěn)定關系著國計民生的安全與穩(wěn)定，兩者密不可分。因此在各地電廠機組裝機容量越來越高的情況下，對于電廠熱控系統(tǒng)可靠性的要求也越來越高。

1 影響電廠熱控系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要問題

（1）電廠熱控保護系統(tǒng)的誤動

電廠熱控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和安全保護，是建立在其熱控系統(tǒng)信號傳播依托于系統(tǒng)的保護信號測量的連鎖保護功能之上。然而在特殊情況下，電廠熱控系統(tǒng)中連鎖信號保護功能作用一旦被破壞，熱控保護系統(tǒng)的誤動就會增加發(fā)生幾率。根據(jù)各種研究與生產(chǎn)實踐的摸索與總結，其原因應當包括以下兩個方面：

1）單點測試信號的穩(wěn)定性受到干擾。電廠熱控系統(tǒng)在正常運行狀態(tài)下，基于熱控系統(tǒng)的保護原理，單點測量信號維持了熱控保護連鎖系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，是支持熱控系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運行的主要力量。然而生產(chǎn)環(huán)境，尤其是在現(xiàn)代化工業(yè)的大廠房與大裝機容量的火電單位，生產(chǎn)環(huán)境并非純粹無干擾，因而在電廠較強的電磁干預或強磁場中，單點測試信號就會表現(xiàn)出不穩(wěn)定性，一旦電磁干預或磁場的波動和異動過度，單點測試信號就會出現(xiàn)較大的問題，進而熱控系統(tǒng)就會錯誤地觸發(fā)保護回路，直接導致電廠熱控保護系統(tǒng)的誤動。

2）外界磁場干擾造成溫度測量與振動信號異常。除了單點測試信號的穩(wěn)定性受到干擾后發(fā)生熱控保護系統(tǒng)的誤動之外，熱控保護系統(tǒng)中的溫度測量與振動信號是保護系統(tǒng)中易受到外部磁場異常干擾的另外兩項重要因素。其重要性同樣需要高度重視，其引發(fā)熱控保護系統(tǒng)誤動的原理與單點測試信號異常情況類似，即如果受到外部磁場的干擾，就會因為溫度測量與振動信號的異常，導致保護系統(tǒng)的開關等保護裝置接觸出現(xiàn)問題，進而發(fā)生阻礙系統(tǒng)正常運行的情況。

（2）設施設備質量和內部管理問題

電廠熱控系統(tǒng)的穩(wěn)定離不開對控制系統(tǒng)的定期檢測與維修。通過定期檢測與維修，能夠有效保持熱控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，是電力企業(yè)保證生產(chǎn)正常進行的主要工作內容。但伴隨高速發(fā)展的電廠技術革新與進步，各電廠在技術設施與裝機容量不斷攀升，進而也帶來了一系列新的情況，造成了與舊的管理和維護機制之間的摩擦。

1）電廠系統(tǒng)管理模式的遲滯不變，造成了與熱控系統(tǒng)運行工作量大幅增加之間的矛盾。電力企業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)被動擴大與增量的情況下，企業(yè)管理模式與制度不發(fā)生改變，管理人員與相對應的管理維護機制不做出對應變化與調整，企業(yè)在對電廠熱控系統(tǒng)管理過程中就更加容易出現(xiàn)超負荷運行，使得原有的維護和檢測機制無法及時準確判斷擴容增量后的熱控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，從而造成維修與養(yǎng)護工作不及時，進而為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來更多的不確定因素，誘發(fā)熱控系統(tǒng)的運行異常波動。

2）傳統(tǒng)電廠熱控系統(tǒng)預警功能的落后，對故障排查的支持力度不足，造成了最佳干預時機的錯過，增加企業(yè)經(jīng)濟損失風險。作為重要的能源產(chǎn)業(yè)，具備相應的科技發(fā)展驅動條件，因而電廠熱控系統(tǒng)的技術與作用機制也并非一成不變，是隨著技術發(fā)展不斷迭代升級的。隨著信息化和智能化的不斷深入，傳統(tǒng)的電廠熱控系統(tǒng)在預警方式和反應能力上均要明顯地落后于新式的電廠熱控系統(tǒng)，存在更大的技術代差和反應機制的遲滯。但限于現(xiàn)實工業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)濟發(fā)展的成長性和持續(xù)性，電廠的發(fā)展速度和設備設施的更新進度會呈現(xiàn)階段遞進的狀態(tài)，并非所有電廠都能及時更換為最新的電廠熱控系統(tǒng)，舊的熱控系統(tǒng)仍然占據(jù)重要的位置，這就造成了由于舊的熱控系統(tǒng)技術上的比較性落后，引發(fā)實際性的故障排除時機錯過，進而造成電力企業(yè)的嚴重損失。

3）電廠系統(tǒng)管理模式落后導致潛在采購和質量風險。在電廠熱控系統(tǒng)的穩(wěn)定保障中，熱控系統(tǒng)設計與采購環(huán)節(jié)關系到熱控系統(tǒng)最終的實際落地。但由于電廠企業(yè)系統(tǒng)管理模式的復雜與落后，就非常容易造成在熱控系統(tǒng)的設計和采購環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏洞，出現(xiàn)由于各種非生產(chǎn)原因致使設備與系統(tǒng)存在質次價高、質量管控不到位的情況?；谙到y(tǒng)管理模式的漏洞，使得電廠熱控系統(tǒng)的穩(wěn)定性從最初階段就埋下了極大的安全隱患，隨著生產(chǎn)的開展和發(fā)電任務的劇增，隱性的隱患逐漸發(fā)酵放大，進而影響了熱控系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性。

（3）人員專業(yè)素質有待提升的現(xiàn)實問題

作為國家經(jīng)濟發(fā)展的重要保障性企業(yè)，伴隨著國家經(jīng)濟規(guī)模的不斷擴大，電廠的實際規(guī)模也在不斷地擴張，電力產(chǎn)能獲得了極大地增加，在這樣的大背景下，電廠熱控系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，是電廠發(fā)電工作的安全保障，更是經(jīng)濟發(fā)展的穩(wěn)定因素之一。但在快速發(fā)展的行業(yè)背景下，電力企業(yè)人員素質的重要性也越發(fā)凸顯出來。由于電力企業(yè)既有人員素質的進步速度趕不上電廠設備與系統(tǒng)迭代的發(fā)展速度，引發(fā)了各種伴隨快速發(fā)展而造成的安裝與邏輯錯誤問題，直接影響電廠熱控系統(tǒng)的工作效率與穩(wěn)定性。對應的問題處理和故障排除需要通過及時調派人員進行維修處理，但同樣由于發(fā)展過于迅速，高質量的維修專業(yè)人才未能一步到位，這就造成現(xiàn)有人員在維修養(yǎng)護上的工作誤判等情況出現(xiàn)，進一步加劇熱控系統(tǒng)的誤動，從而造成不可控的生產(chǎn)與經(jīng)濟風險。

2 電廠熱控系統(tǒng)可靠性的技術提高策略

（1）分散控制系統(tǒng)故障的應急處理

面對大多數(shù)火電企業(yè)選擇DCS作為監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)實情況，必須面對因供應方對DCS的質量控制水平的差異，因此也就存在由于供應商偷工減料等行為造成的DCS質量欠缺，造成熱控系統(tǒng)中的DCS經(jīng)常性出現(xiàn)電力連接不靈敏、信號斷續(xù)，導致了設備死機。如果不能及時有效開展應急處理，會擴大造成的影響，為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失，更會影響企業(yè)的長遠發(fā)展和工作人員的生命安全。因此，重視DCS失靈造成的相關問題，引起足夠重視，進行相關維修人員的定期培訓，強化DCS問題應對能力，制定詳實有效的預警處理方案，并確保人員對應急處理的操作正確有效。針對磨煤機熱風門無法順利關閉進而引發(fā)安全事故的問題，則應高度重視管理人員責任意識，強化對事故責任的劃分，提升安全意識，規(guī)避熱控保護系統(tǒng)誤動問題出現(xiàn)的幾率。

（2）熱控控制邏輯的優(yōu)化

維持熱控保護系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行，就要有效規(guī)避誤動現(xiàn)象出現(xiàn)，尤其是由于外部磁場干擾造成的誤動現(xiàn)象，想要解決這類問題就需要對熱控制邏輯加以優(yōu)化。針對機組跳閘現(xiàn)象，判定主要原因為設備故障、控制邏輯不健全以及單個部件故障等，因此在進行熱控控制邏輯設計中就應當加強對容錯邏輯的設計優(yōu)化，對各種故障隱患進行及時防治。與之對應的，在進行機組設備檢修過程中，維修人員也應當采取對應措施優(yōu)化維修工序，提高邏輯容錯，使多重邏輯錯誤問題得到有效規(guī)避。為了進一步規(guī)避熱控保護系統(tǒng)的誤動，通過運行機組對連鎖信號的取樣點進行檢測確認，建立以硬件和邏輯條件為評估基礎的著重評估分析，深挖潛在問題與風險。

（3）熱控系統(tǒng)儀表穩(wěn)定性的提高

熱控系統(tǒng)儀表是保持整個系統(tǒng)穩(wěn)定的核心所在，熱控系統(tǒng)儀表的穩(wěn)定性決定了熱控系統(tǒng)穩(wěn)定性的直接走向。一方面在系統(tǒng)的采購引進階段重視儀器儀表質量，確保引進設備的可靠性，另一方面定期通過技術人員的檢查檢測進行儀表運行狀態(tài)的管控，對儀表工況和發(fā)生的問題進行及時記錄，為后續(xù)技術問題解決提供信息依據(jù)。為了進一步強化對儀表運行的監(jiān)控管理，通過設備監(jiān)控感應裝置的安裝，獲得更加及時準確的信息反饋。而從另一個層面，基于整個國內火電廠的發(fā)展大勢，借助電力行業(yè)的整體力量，通過云會務、現(xiàn)場會等各種形式定期開展全國性的熱控系統(tǒng)信息交流會議，以此形式將全國的技術資源進行整合，通過定期的專業(yè)會議的方式將出現(xiàn)在整個行業(yè)中的熱控系統(tǒng)問題進行及時交流，進而促進不同問題得到多元化的分析解決，為熱控系統(tǒng)穩(wěn)定提供堅實的保障支持。

（4）建立健全熱控設備質量和質量評價標準

針對電力企業(yè)系統(tǒng)管理模式的發(fā)展遲滯，除了進行正常的企業(yè)發(fā)展與管理系統(tǒng)升級之外，還應當建立健全熱控設備質量和質量評價標準，通過行業(yè)標準與要求來優(yōu)化系統(tǒng)管理模式。這樣的策略提出，是建立在我國的大多數(shù)電廠熱控系統(tǒng)的質量評價標準有缺可補、有漏可查的基礎之上。通過積極借鑒國內外電廠熱控系統(tǒng)技術的先進優(yōu)勢，對現(xiàn)有熱控系統(tǒng)技術存在的不足加以彌補，逐步完善熱控系統(tǒng)的質量評價標準和評價機制。在現(xiàn)實操作中，可以通過專家邀請等方式，將專家和技術人員邀請過來，對電廠熱控系統(tǒng)的設計、安裝、調試環(huán)節(jié)進行檢查評估，借助外部力量強化企業(yè)在系統(tǒng)管理方面的薄弱環(huán)節(jié)，進而協(xié)助優(yōu)化熱控系統(tǒng)的技術應用，預防與解決隱患問題。

（5）熱控系統(tǒng)技術人才的培養(yǎng)

人才無論從持續(xù)教育還是逐步積累都需要持續(xù)地關注，并且要加強人才引進，才能有效滿足電力企業(yè)熱控系統(tǒng)維修與養(yǎng)護的需要。面對當前電廠熱控系統(tǒng)技術人才不足的問題，企業(yè)可以通過積極完善企業(yè)自身培訓機制，優(yōu)選內部人才進行專業(yè)團隊的組建，展開走出去、請進來的人才培養(yǎng)方式來強化團隊的專業(yè)化程度。在外部人才無法及時到位的情況下，借助內部人才的多元化應用與發(fā)展來順利完成維修、養(yǎng)護等具體工作，進而保障熱控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

總而言之，有效提高電廠熱控系統(tǒng)的穩(wěn)定性，能夠使發(fā)電機組的運行效率與質量得到提升，為電廠系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供保障，降低問題事故發(fā)生幾率，保障工作人員的安全，進而實現(xiàn)營造和諧安定的社會氛圍，推動社會生活生產(chǎn)的持續(xù)進步。