探討優化火電廠熱控系統可靠性的方法

焦小龍

（山西大唐國際臨汾熱電有限責任公司,山西 臨汾 041000）

1 熱控系統故障及其原因分析

火電廠熱控系統運行的過程中，其安全性和可靠性的影響因素很多，體現在五個方面：電氣元件出現故障、電纜接線的故障、系統出現故障、設計安裝中的故障和人為導致的故障。要想熱控系統安全有效的運行就要根據故障產生方式的不同有針對性的預防和有效控制這些因素，以便降低故障放生率和有故障時能及時解決。

1.1 DCS系統產生的故障

熱電廠的集散控制系統DCS融合了網絡技術、計算機技術、過程控制技術和CRT技術4種技術。集散控制系統主要用于遠程遙控現場設備、數據采集與監控和數據記錄，其主要由兩部分構成：一部分是作為中央處理器的主服務器，主要面向生產過程，包括電源、I/O模件、控制器和底板；另一部分是組態監控畫面，其上位機監控畫面包括工程師站、操作員站、實時數據顯示、歷史數據查詢。所有數據都能通過網絡與其他服務器進行數據交換。運行中如果DCS系統出現操作員站死機或接觸不好、主DPU死機或脫網、輔助DPU切換失敗、服務器死機等故障，輕則導致不能成功采集數據，導致設備無法完成遠控，重則導致機組運行不安全不穩定，甚至可能導致機組的停機，造成設備損壞。

1.2 熱控元件造成的故障分析

熱控系統在運行過程中，熱控元件造成的故障是指由于元件的安裝不符合規范或者元件質量存在問題、元件的老化所導致的元件產生信號失真，導致設備發生誤動作或者拒絕動作。電機組在運行過程中，發生熱控元件故障不僅會影響機組的正常運行，威脅機組運行質量，還會威脅人身及財產安全。特別是熱控元件中涉及到的ETS或FSSS主要保護軟件，一旦這些主要保護軟件出現故障，則重要輔機就會出現跳閘，整個機組都不能安全穩定運行，造成嚴重的經濟損失。元件故障產生的主要原因包括以下幾個方面：環境惡劣造成的元件故障、設備的長期使用致使元件老化、線路的虛接或短路、電纜破壞或受潮而引起的絕緣性能下降、系統的電源故障等。所以要想預防、避免或減少熱控元件的故障，特別是電源系統故障危害，就要簡單有效的嚴格控制這些潛在危險因素，特別是對電源的系統容量以及系統的負荷進行超載預防，盡可能的避免由于電源故障導致的FSSS、ETS等主控元件的誤動作或拒動作。

1.3 系統邏輯缺陷

新機組投產之初，系統邏輯設計不完善，容易誤發熱控信號，引起設備誤動作，容易造成機組非停。我廠在投產初期的試運行過程中就發生過多起機組非停，致使正式投產延誤，均是由于系統邏輯設計不完善而造成的，設備安全受到影響。所以在熱電廠的建設初期就應該加以重視系統設計的合理性，不斷完善熱控系統的邏輯設計，設計后多次審核，對邏輯設計中存在的漏洞提出修改意見，不斷對其優化。

2 如何提高熱控系統的可靠性

熱電廠裝機容量逐漸增大，機組運行參數也隨之提高，熱控系統的可靠性和穩定性也就越發重要。因為熱控系統的可靠性和穩定性直接涉及到火電廠的安全穩定、經濟高效、人員勞動強度。通過現代化自控技術和防御手段來提升熱控系統的可靠性至關重要也是當務之急。在現代的熱電廠建設與運行中，可以用熱控系統的可靠性和穩定性來反映和評價火電廠智能化、自動化水平，也是熱電廠運行維護中時刻考慮和關注的問題。

2.1 硬件

加強管理機組的硬件是指在選擇、設計熱控系統的設備元件過程中，應重視并加強對所有系統設備的穩定性、功能質量及自動化程度的檢測，既要對熱控系統的所有元件的可靠性、質量、和適用環境進行檢測，還要控制系統設備的設計成本，從而可以達到系統中的所有設備功能的互補，使系統不斷優化，避免因設備功能不足而導致設備管理故障。設備在設計和選型過程中，應該重點控制設備的質量，詳細考察設備的適用環境和性能，選擇信譽度高的品牌，質量優良、適合所用環境的產品，才能保證其運行過程中的性能實現，保障設備安全運行。還要在驗收時嚴格要求熱控設備入廠質量、隨主設備配套供應的熱控設備質量，這些是機組投產運行中安全隱患。還要準確合理的保管和維護對熱控設備，因為熱控設備成本更高還更容易出現問題，如果不進行精心保管，隨便和主設備放置室外，則會導致熱控設備損壞，甚至會縮短其使用壽命。要格外重視火電廠機組的基建安裝，如果在安裝過程中不規范或達不到安全要求，不僅不便于后期檢修，也會導致安全隱患。特別是電纜保護管的安裝方向要特別注意、在電纜保護管安裝中很容易發生電纜保護管從上向下進入設備，而使設備進水損壞。

2.2 軟件

在熱控系統在運行和應用過程中，軟件安全是指系統運行中產生的自我故障修復、軟件的設計、系統的強制保護。系統軟件設計要求系統能夠滿足對所有故障的保障，能夠準確檢測到設備的安全穩定。通過系統可以診斷出強制的過保護，以防止由于人為疏忽而恢復保護項目以至危及設備安全。把電源監視系統安裝在控制柜內的冗余電源上，可以讓熱控人員及時知道雙電源的切換動作并及時進行處理和檢查。控制柜內部的集散控制系統（DCS）DPU、通信模件、電源采用冗余設計可以提高熱控系統的軟件安全穩定性。也可以對一些重要的熱控信號進行冗余設置，并對來自同一取樣點的信號進行監測。

2.3 邏輯優化

優化熱控系統的邏輯設計，可以有效減少設備的誤動作或拒絕動作。在設計初期，就必須認真測試、修改完善重要輔機保護或主保護的邏輯設計。要對重要的設備保護測點做到三取二邏輯判斷，并通過質量碼判斷每一測點的好壞。一旦發現測點發生故障，就立即退出保護功能，變更為二取二，避免設備出現誤動作；測量信號可以起到調解作用，其被調量更適于采用三取中的方法，能夠保證良好的調節品質。假設所有門的全關風機跳閘，所涉及的邏輯需要與上開信號失去聯系；三大風機啟動的任一油泵運行，不低中的壓力應包括控潤滑油壓力和制油壓力等。為了減少和避免事故發生，就要對邏輯進行優化管理和完善，從而提高發電機組運行的安全性和穩定性。

2.4 設備維護

定期的做好設備維護工作能有效的提高和保障發電機組運行的安全性和穩定性。做好熱控系統設備的日常維護與檢修工作，能夠及時發現設備存在的安全隱患，及時進行排除，使設備保持良好的運行狀態。定期對邏輯組態備份，加強對工作和實驗的定期維護，對操作站的硬件磁盤進行定期清理。盡可能做到對鼠標、鍵盤的定期更換以避免因鼠標、鍵盤失靈或接觸不良而引發設備機組的運行問題。

3 結束語

隨著我國電力能源和規模的蓬勃發展和創新，以及自動化水平的提高，使得火力發電廠機組容量不斷增大并且運行參數不斷提高，也使得對發電機組的熱控系統的安全性和穩定性運行要求不斷提高。所以只有不斷地完善和提高熱控系統運行的穩定性并及時檢測、預防可能出現的故障，并進行及時維修清除，才能確保機組的安全性和穩定性。

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