探析提高火電廠熱控系統可靠性的方法

王 帆

（西北電力建設工程監理有限責任公司，陜西 西安710032）

1 熱控系統故障危害及原因分析

影響熱控系統可靠性的原因一般有元件故障、系統故障、電纜接線故障、設計安裝故障及人為因素。

1.1 DCS 系統故障

DCS 系統是熱控系統的主要組成系統，由于通信模件、控制模件、I/O 模件、控制器負荷率高、網絡通信負荷率高等是造成DCS 系統故障發生的重要原因，同時繼電器、保險管等電子元件的損壞也會引起DCS 系統的故障。一旦保險管被擊穿將會導致一些測點無法正常顯示，I/O 模件也會失去正常工作功能；通信模件出現故障則會影響數據采集，造成數據堵塞，影響正常的監視畫面。DCS 系統的出現故障會導致信號失靈、設備沒法正常操作、網絡通信也會發生異常，影響機組正常運轉甚至停機。

1.2 熱控元件故障

導致熱控元件出現的故障原因一般有元件質量不合格、安裝牢固性差、使用時間長了老化、所在位置環境溫度惡劣等，這些故障的發生會導致誤發和拒動，會嚴重危害到設備的安全和機組運行的安全穩定性。另外，由于熱控設備電源接觸不良、電源系統設計不可以，UPS 容量不足、負荷超載燈原因都會引起電源故障。電源設備發生故障導致無法監視重要的參數，執行機構也會因為斷電而被迫關閉；DEH 斷電會到時ETS 動作；FSSS 控制柜同樣也會導致MFT 動作，因此可見，為防止電源故障，做好兩路供電顯得很有必要，可以提高熱控系統用電的安全性和可靠性，防止因電源故障導致的元件損害和系統的崩潰。

1.3 邏輯設計、測量元件安裝缺陷

熱控設備系統邏輯設計、測量元件在安裝時候存在的缺陷也會導致機組不穩定。有些電廠在安裝取樣管的過程沒有按照設計要求進行安裝，導致取樣管嚴重堵塞，沒法進行測量，使得爐膛負壓失去保護功能；在進行邏輯設計的時候，如果對一些壓力測點只是采用單點保護，就會很容易造成設備誤動作。例如，由于DEH 邏輯設計的缺陷導致機組停運，根據電網的要求，為保障電網頻率穩定，需要在負荷指令中加入一次調頻指令，但由于邏輯設計的錯誤，一次調頻只是在原有負荷基礎上加減一定量的負荷指令，并不能完成電廠能夠完成的事情。如果在機組運行中出現某時段頻率持續偏高，會造成一次調頻不斷疊加、高壓調整門快速關閉，導致機組跳閘。所以說邏輯設計錯誤、測量元件安裝不合理都會導致嚴重的熱控系統故障。

2 提高熱控系統可靠性的方法

隨著熱控技術的不斷提高和改進，現在電廠的所有熱力系統和熱力設備都使用了熱控技術，因為各個系統和設備之間是彼此相聯系，相互制約，任何一個環節發生故障都會影響到整個機組的安全運行，所以，如何提高熱控系統的可靠性就顯得非常重要。

2.1 硬件方面

伴隨著熱控自動化程度的不斷提高，設備操作的簡單化，對熱控元件的可靠性要求也越來越高了，因此為保障機組設備安全穩定的運行，就必須采用技術成熟、可靠的熱控元件。不要為了節省成本只保重要設備的質量，而對相對不太重要的設備則能省則省，但實際上設備是不分輕重的，一旦某個部件出現問題都會影響整體機組的運行，因此，一定要選用品質過關的設備，這樣熱控系統的可靠性和安全性才有保證。同時，也要備一些易損耗備件，一旦機組發生故障可以及時更換，保障機組安全穩定的運行。

2.2 軟件方面

設計具有一定自診能力的軟件，比如當控制柜發生故障的時候，系統就能夠及時發出警報并進行自我故障修復，對于強制過的保護，通過系統可以診斷出來，防止因為認為疏忽恢復保護項目而危及設備安全；采用冗余設計，對DCS 系統CPU、控制柜內的通信模件、電源采用冗余設計，并對控制柜內的冗余電源假裝電源監視系統，這樣可以在一套電源發生故障切換到另外一套電源的時候，可以被熱控人員所知，以便及時處理。另外，對一些重要的熱控信號也采用冗余設置，并監測和判斷來自同一取樣測點的信號。為分散危險點，對重要測點的測量通道和互為備用的設備信號應分布在不同的卡件上，以此提高安全性和可靠性。另外，采用相互獨立和多點采用的方法進行重要測點取樣，避免多點并列取樣的方法，以方便故障處理。總之，提高軟件自診能力和采用冗余設計方法可以大大降低事故發生率，并能夠及時發現和處理故障點。從而提高整個機組的運行穩定性。

2.3 邏輯優化

在測試階段如發現不穩定因素及暴露出來的問題，要及時對控制邏輯組態進行優化。對一些重要的設備保護測點，要盡可能做到三取二邏輯判斷，并判斷每一測點的質量好與壞，一旦發現測點發生故障則要立即退出保護功能，變為二取二，防止設備出現誤動作；對于其調解作用的測量信號的被調量宜采用三區取中的方法，保證調節的品質。最后，要對報警邏輯進行優化管理，最大限度的避免發生事故，提高機組運行的安全性和穩定性。

2.4 設備維護

做好設備維護工作對保障機組運行的安全性穩定性有著非常重要的作用。做好日常的設備維護工作可以及時發現設備存在的安全隱患，及時排除，使設備處于良好的工作狀態。加強定期維護工作和試驗，對邏輯組態、標簽、畫面進行定期備份，定期清理操作員站的磁盤。定期更換鍵盤、鼠標，以避免因鼠標、鍵盤失靈引發的機組運行問題。定期清掃設備所在環境的衛生，這對提高設備性能，延長使用壽命、保障設備穩定運行有著極其重要的作用。

3 結束語

隨著火力發電廠機組容量的增大和運行參數的不斷提高，熱控系統已經成為了整個機組一個不可以或缺的重要組成部分。熱控系統可以在主、輔設備發生某些可能引發嚴重后果的故障時及時的采取響應的措施加以保護，達到保護設備免受損害和避免傷亡事故的發生。因此可見，我們必須采取措施提高熱控系統的可靠性，從而保障機組運行的穩定性和安全性。

［1］孫長生.火電廠熱控系統考核故障原因分析與技術措施[J].中國電力，2011（21)：15.

［2］朱北恒.火電廠熱控系統容錯設計[J].浙江電力，2011（08）：23.

［3］孫耕.火電廠開關量控制系統的邏輯優化[J].中國科技，2012，（12）：14.