電廠熱控保護(hù)誤動(dòng)拒動(dòng)原因分析和有效對(duì)策

國(guó)能錦界能源有限責(zé)任公司 任浩波

1 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，電力需求量不斷增加，而能源的短缺和環(huán)保問(wèn)題也日益凸顯。因此，電力行業(yè)在能源轉(zhuǎn)型的背景下，面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了滿足國(guó)家和社會(huì)對(duì)電力的需求，電廠需要保證其設(shè)備和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，以確保電力供應(yīng)的連續(xù)性和可靠性。然而，電廠設(shè)備的復(fù)雜性和工作環(huán)境的惡劣性導(dǎo)致了熱控保護(hù)系統(tǒng)容易出現(xiàn)誤動(dòng)或拒動(dòng)的問(wèn)題。在電廠中，熱控保護(hù)系統(tǒng)是保證發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵部分。通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)組的溫度、壓力等參數(shù)，并及時(shí)采取措施來(lái)控制溫度和保護(hù)設(shè)備。然而，由于熱控保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的特殊性和環(huán)境的變化，熱控保護(hù)系統(tǒng)容易出現(xiàn)誤動(dòng)或拒動(dòng)的問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備的運(yùn)行效率和安全性受到影響。這種情況不僅會(huì)影響電廠的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)危及工作人員的生命安全。

2 設(shè)備介紹

電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)是保證發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵部分，其設(shè)備的性能和可靠性直接影響到電廠的運(yùn)行效率和安全性。在電廠中，熱控保護(hù)系統(tǒng)包括溫度傳感器、閥門(mén)和控制系統(tǒng)等設(shè)備，下面將對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.1 溫度傳感器

溫度傳感器在電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)組的溫度，可以及時(shí)采取措施控制發(fā)電機(jī)組的溫度，以保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。常用的溫度傳感器主要有熱電偶、熱敏電阻和紅外線測(cè)溫儀等。熱電偶是一種接觸式溫度傳感器，其測(cè)量原理基于熱電效應(yīng)。由兩種不同的金屬導(dǎo)線連接組成，連接處稱(chēng)為熱電偶的冷端和熱端。當(dāng)熱端接觸到被測(cè)物體時(shí)，因?yàn)闇夭畹拇嬖?，產(chǎn)生熱電勢(shì)差，從而產(chǎn)生電信號(hào)。熱電偶具有響應(yīng)速度快、精度高的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于發(fā)電機(jī)組的溫度測(cè)量。熱敏電阻是一種接觸式溫度傳感器，其測(cè)量原理基于熱敏效應(yīng)。作為一種特殊材料制成的電阻器，其電阻值隨著溫度的變化而變化。通過(guò)對(duì)熱敏電阻的電阻值進(jìn)行測(cè)量，可以確定被測(cè)物體的溫度。熱敏電阻具有精度高、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，在電廠中應(yīng)用廣泛。紅外線測(cè)溫儀是一種非接觸式溫度傳感器，其測(cè)量原理基于物體的紅外輻射能量。當(dāng)物體的溫度升高時(shí)，會(huì)產(chǎn)生紅外線輻射。紅外線測(cè)溫儀通過(guò)檢測(cè)物體發(fā)射的紅外線輻射來(lái)確定物體的溫度，無(wú)須接觸被測(cè)物體，具有響應(yīng)速度快、精度高、使用方便等特點(diǎn)，在電廠中，常用于測(cè)量高溫區(qū)域的溫度。不同類(lèi)型的熱控溫度傳感器詳見(jiàn)表1。

表1 不同類(lèi)型的熱控溫度傳感器

2.2 閥門(mén)

閥門(mén)是熱控保護(hù)系統(tǒng)中用于控制冷卻水流量和溫度的關(guān)鍵設(shè)備。電廠中一般采用的閥門(mén)有調(diào)節(jié)閥和截止閥兩種類(lèi)型。調(diào)節(jié)閥是一種可以調(diào)整水流量的閥門(mén)，通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)控制水流量和溫度，以保持發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。截止閥則是一種用于截?cái)嗨鞯拈y門(mén)，一般用于緊急情況下的停機(jī)和維修。

2.3 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是熱控保護(hù)系統(tǒng)的核心部分，主要用于對(duì)熱控保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和控制。在電廠中，常用的控制系統(tǒng)有PLC（可編程控制器）和DCS（分布式控制系統(tǒng)）等。控制系統(tǒng)可以對(duì)溫度傳感器讀數(shù)進(jìn)行處理，并根據(jù)控制策略來(lái)控制閥門(mén)的開(kāi)度，以保持發(fā)電機(jī)組的溫度在安全范圍內(nèi)。此外，控制系統(tǒng)還可以對(duì)熱控保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理熱控保護(hù)系統(tǒng)的故障和異常情況。

3 誤動(dòng)拒動(dòng)原因分析

3.1 溫度傳感器讀數(shù)不準(zhǔn)確

溫度傳感器的讀數(shù)準(zhǔn)確性直接關(guān)系到熱控保護(hù)系統(tǒng)的性能和可靠性。如果溫度傳感器的讀數(shù)不準(zhǔn)確，就會(huì)導(dǎo)致熱控保護(hù)系統(tǒng)誤判或誤報(bào)發(fā)電機(jī)組的實(shí)際溫度，進(jìn)而影響熱控保護(hù)系統(tǒng)的控制效果和安全性。因此，溫度傳感器的準(zhǔn)確性是熱控保護(hù)系統(tǒng)中最基本和關(guān)鍵的要求之一。溫度傳感器讀數(shù)不準(zhǔn)確的原因可能有多種，一方面是傳感器本身的質(zhì)量問(wèn)題。如果傳感器制造質(zhì)量不過(guò)關(guān)或者安裝不當(dāng)，就會(huì)影響傳感器的準(zhǔn)確性。另一方面是由于環(huán)境因素導(dǎo)致傳感器讀數(shù)不穩(wěn)定，如高溫環(huán)境下，傳感器材質(zhì)可能會(huì)發(fā)生膨脹變形，影響傳感器的讀數(shù)準(zhǔn)確性。此外，傳感器也容易受到振動(dòng)、腐蝕等因素的影響，導(dǎo)致讀數(shù)不穩(wěn)定[1]。

3.2 控制系統(tǒng)故障

控制系統(tǒng)是熱控保護(hù)系統(tǒng)的核心部分，其穩(wěn)定性和可靠性對(duì)熱控保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行效果和安全性具有重要影響。如果控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就可能導(dǎo)致熱控保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)或拒動(dòng)，從而影響發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率和安全性?？刂葡到y(tǒng)故障的原因可能是多種多樣的。有控制器本身的質(zhì)量問(wèn)題，控制器是熱控保護(hù)系統(tǒng)的核心部件之一，如果控制器制造質(zhì)量不過(guò)關(guān)或者設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。還有軟件編程錯(cuò)誤，控制系統(tǒng)的軟件編程質(zhì)量對(duì)其性能和穩(wěn)定性具有重要影響。如果軟件編程存在錯(cuò)誤，就可能導(dǎo)致控制系統(tǒng)誤動(dòng)或拒動(dòng)。此外電氣故障，控制系統(tǒng)中的電氣元件可能會(huì)出現(xiàn)故障，如電路短路、電容器老化等，導(dǎo)致控制系統(tǒng)工作不穩(wěn)定或出現(xiàn)故障。還可能涉及通信故障，熱控保護(hù)系統(tǒng)中可能涉及多個(gè)設(shè)備之間的通信，如溫度傳感器與控制器之間的通信等[2]。如果通信故障，就可能導(dǎo)致控制系統(tǒng)誤動(dòng)或拒動(dòng)。

3.3 閥門(mén)和執(zhí)行器問(wèn)題

閥門(mén)和執(zhí)行器是熱控保護(hù)系統(tǒng)中用于控制冷卻水流量和溫度的重要設(shè)備，其性能和可靠性直接影響到熱控保護(hù)系統(tǒng)的效果和安全性。如果閥門(mén)或執(zhí)行器出現(xiàn)故障，就可能導(dǎo)致熱控保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)或拒動(dòng)，從而影響發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率和安全性。閥門(mén)和執(zhí)行器故障的原因可能是多種多樣的，主要包括以下幾個(gè)方面：材料老化[3]。長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)導(dǎo)致閥門(mén)和執(zhí)行器內(nèi)部材料老化，從而影響其性能和可靠性。使用不當(dāng)。如果操作人員對(duì)閥門(mén)和執(zhí)行器的使用方法不熟悉，或使用不當(dāng)，如在超出設(shè)備規(guī)定范圍內(nèi)使用，就可能導(dǎo)致設(shè)備故障。粉塵和腐蝕。閥門(mén)和執(zhí)行器所處的環(huán)境惡劣，易受粉塵和腐蝕的影響，從而影響其性能和可靠性[4]。

3.4 電廠環(huán)境的變化

電廠環(huán)境的變化（如溫度、濕度等）是導(dǎo)致熱控保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)或拒動(dòng)的另一個(gè)重要原因。電廠環(huán)境的變化可能會(huì)對(duì)熱控保護(hù)系統(tǒng)的讀數(shù)和控制效果產(chǎn)生不良影響，從而導(dǎo)致熱控保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)或拒動(dòng)。主要是這幾個(gè)方面，溫度變化：電廠環(huán)境中溫度的變化會(huì)直接影響熱控保護(hù)系統(tǒng)的溫度讀數(shù)和控制效果。如果環(huán)境溫度升高，發(fā)電機(jī)組的溫度也會(huì)升高，但熱控保護(hù)系統(tǒng)可能由于誤差或不穩(wěn)定性而顯示不準(zhǔn)確的溫度，從而導(dǎo)致熱控保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)或拒動(dòng)[5]。濕度變化：濕度的變化會(huì)影響熱控保護(hù)系統(tǒng)中的電子元件，從而影響熱控保護(hù)系統(tǒng)的性能和可靠性。如高濕度可能導(dǎo)致電子元件生銹和腐蝕，影響熱控保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其他環(huán)境因素。除了溫度和濕度，其他環(huán)境因素如電磁場(chǎng)干擾、塵土、噪聲等也可能影響熱控保護(hù)系統(tǒng)的性能和可靠性，從而導(dǎo)致熱控保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)或拒動(dòng)。

熱控保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)或拒動(dòng)的原因可能是多方面的，需要綜合考慮各種因素。針對(duì)這些問(wèn)題，需要進(jìn)行進(jìn)一步分析和研究，以采取有效的對(duì)策來(lái)解決。

4 改進(jìn)對(duì)策

4.1 溫度傳感器維護(hù)

選用高精度的溫度傳感器，傳感器的準(zhǔn)確性與其精度有關(guān)，因此可以選用精度更高的傳感器來(lái)提高其準(zhǔn)確性。對(duì)傳感器進(jìn)行定期維護(hù)和校準(zhǔn)，定期對(duì)傳感器進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)，以確保其讀數(shù)準(zhǔn)確性。在傳感器安裝位置考慮環(huán)境因素，在選擇傳感器安裝位置時(shí)，要考慮環(huán)境因素對(duì)傳感器的影響，盡可能避免影響傳感器的讀數(shù)準(zhǔn)確性。對(duì)傳感器的安裝過(guò)程進(jìn)行規(guī)范化管理，在傳感器的安裝過(guò)程中，要按照規(guī)范化的管理程序進(jìn)行，確保傳感器安裝到位，不會(huì)受到振動(dòng)等因素的影響。對(duì)傳感器進(jìn)行防腐處理，在環(huán)境較為惡劣的情況下，可以對(duì)傳感器進(jìn)行防腐處理，以延長(zhǎng)傳感器的使用壽命并保證其準(zhǔn)確性?？傊?，對(duì)溫度傳感器進(jìn)行維護(hù)、校準(zhǔn)和管理，可以保證其讀數(shù)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，從而提高熱控保護(hù)系統(tǒng)的控制效果和安全性。

4.2 控制系統(tǒng)維護(hù)

選用質(zhì)量可靠的控制器，盡量避免因控制器本身問(wèn)題導(dǎo)致控制系統(tǒng)故障。對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)和檢修，定期對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和檢修，發(fā)現(xiàn)并解決可能存在的問(wèn)題，以確保控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。企業(yè)所在電廠熱控控制系統(tǒng)PLC 算法換作PID 控制算法更有利于控制維護(hù)。該算法中，自適應(yīng)PID 控制算法通過(guò)自適應(yīng)調(diào)整PID 參數(shù)，提高控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性，減小了超調(diào)現(xiàn)象、調(diào)節(jié)時(shí)間和穩(wěn)態(tài)誤差等問(wèn)題。自適應(yīng)PID 控制算法流程改進(jìn)代碼表示為：

# 自適應(yīng)PID 控制算法

def adaptive_pid_control(temperature，setpoint，Kp，Ki，Kd，integral，last_error，dt，alpha，beta，gamma):

# 計(jì)算誤差

error=setpoint - temperature

# 計(jì)算比例項(xiàng)

proportional=Kp ＊ error

# 計(jì)算積分項(xiàng)

integral+=Ki ＊ error ＊ dt

# 計(jì)算微分項(xiàng)

derivative=Kd ＊ (error - last_error) / dt

# 計(jì)算控制輸出

output=proportional+integral+derivative

# 更新參數(shù)

Kp+=alpha ＊ error

Ki+=beta ＊ error ＊ dt

Kd+=gamma ＊ (error - last_error) / dt

# 保存誤差

last_error=error

return output，Kp，Ki，Kd，last_error

4.3 閥門(mén)與執(zhí)行器維護(hù)

對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，定期檢查閥門(mén)和執(zhí)行器的磨損情況，并進(jìn)行維護(hù)和更換。增強(qiáng)操作人員的培訓(xùn)，加強(qiáng)操作人員的培訓(xùn)，提高其對(duì)閥門(mén)和執(zhí)行器的使用方法的熟悉度和操作技能。提高設(shè)備的耐腐蝕能力，采用耐腐蝕材料制造閥門(mén)和執(zhí)行器，或在設(shè)備表面涂上防腐蝕涂層，從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)維護(hù)和更換，發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在故障或者已經(jīng)過(guò)時(shí)，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和更換，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行。閥門(mén)和執(zhí)行器故障是導(dǎo)致熱控保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)或拒動(dòng)的主要原因之一，需要采取相應(yīng)的預(yù)防和解決措施。通過(guò)加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)和更換，提高操作人員的培訓(xùn)水平，增強(qiáng)設(shè)備的耐腐蝕能力等手段，可以有效地預(yù)防和解決閥門(mén)和執(zhí)行器故障問(wèn)題。

4.4 電廠環(huán)境變化

針對(duì)電廠環(huán)境變化引起的誤動(dòng)或拒動(dòng)問(wèn)題，可以采取以下措施來(lái)預(yù)防和解決：對(duì)環(huán)境變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)安裝環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)監(jiān)測(cè)電廠環(huán)境的變化情況，提前預(yù)警并及時(shí)處理可能導(dǎo)致誤動(dòng)或拒動(dòng)的問(wèn)題。采用抗干擾能力強(qiáng)的設(shè)備，選擇具有抗干擾能力強(qiáng)的熱控保護(hù)設(shè)備，能夠更好地適應(yīng)電廠環(huán)境的變化，降低誤動(dòng)或拒動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。增強(qiáng)設(shè)備的防護(hù)能力，采用防護(hù)措施如遮蓋、封閉、隔離等，防止環(huán)境因素對(duì)熱控保護(hù)系統(tǒng)的影響。提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，選擇具有較高穩(wěn)定性和可靠性的熱控保護(hù)設(shè)備，可以降低環(huán)境因素對(duì)熱控保護(hù)系統(tǒng)的影響，從而從根本上避免誤動(dòng)或拒動(dòng)的發(fā)生。此外，定期檢查和維護(hù)設(shè)備，保證其正常工作，也是防止誤動(dòng)或拒動(dòng)問(wèn)題的重要措施。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)所在國(guó)企的電廠熱控保護(hù)誤動(dòng)拒動(dòng)的常見(jiàn)原因進(jìn)行分析，排查了各個(gè)流程可能的問(wèn)題所在。并針對(duì)性地提出了具有建設(shè)性的維護(hù)方案，應(yīng)該采取綜合措施，從傳感器的質(zhì)量開(kāi)始，到控制系統(tǒng)和操作人員等多個(gè)方面，需要進(jìn)行排查，這樣才能找到真正的原因并能及時(shí)糾正。從而提高電廠熱控保護(hù)的可靠性和穩(wěn)定性，確保電廠的正常運(yùn)行和安全生產(chǎn)。