發電廠熱控系統可靠性評估平臺的研究與開發

楊明花，包建漢

（浙江浙能溫州發電有限公司，浙江 溫州 325602）

0 引言

隨著大容量、超臨界發電機組的不斷投運，熱工自動化系統（簡稱為熱控）的測量儀表與控制設備應用范圍不斷擴展，覆蓋著發電廠的各個角落，其可靠性對機組安全經濟運行和電網穩定性的影響愈來愈突出。熱控系統的設備選型、控制邏輯設計、安裝調試、運行維護中存在的隱患，如不能及時發現與排除，隨時都有可能引起熱控保護系統的誤動或機組跳閘。因此除了按規程DL/T774規程[1]規范性地進行檢修維護外，做好熱控系統各階段、全過程質量監督與可靠性評估，盡早發現控制系統和設備中問題予以解決，以提高熱控系統與設備運行可靠性，已發展成為電力建設和電力生產中至關重要的工作。

在此情況下，電力行業發布了DL/T261《火力發電廠熱工自動化系統可靠性評估技術導則》標準[2]。該標準強調了控制系統設備重要性分類、可靠性評級、故障分類與分級的管理辦法、技術評估程序、過程評估項目內容和技術要求，為開展熱控系統的設計、安裝、運行檢修維護和管理工作的可靠性技術評估，推動熱控系統可靠性過程控制的科學化、規范化、精細化管理，提供統一的依據和指導。為使DL/T261標準的內涵落實到實處，避免熱控系統可靠性評估和巡檢工作中，由于工作人員的經驗、水平和考慮問題全面性的差別，使評估內容或結果存在隨意性。溫州電廠申報了浙江能源集團項目，進行了《熱控系統全過程可靠性評估平臺》的研究與開發，為提高熱控系統可靠性，減少因熱控原因引起的機組跳閘事件，穩定電網運行，提供了一種實用手段。

1 項目研究與開發方案

1.1 項目研發目標

由于熱控系統過程可靠性評估平臺，覆蓋機組熱控系統的配置設計、基建安裝調試和運行檢修維修及技術管理的全過程，評估內容錯綜復雜，為保證研發的平臺軟件具有實用性，經過對發電廠熱工評估、監督管理工作 和巡檢工作開展情況的調研，項目人員經過多次專題研究，最后確定了評估平臺研發3項目標：

1）系統開發針對熱控系統的設計、基建、生產過程3個階段，每階段評估流程包括評估申請、計劃方案生成、方案實施、報告生成、評估后續問題解決指導意見等。

2）被評估電廠可以采取自評，也可以直接委托具有相應資質的評估組織或機構來評測，基本評估流程為：評估申請、計劃、實施、報告生成、發現問題處理。

3）現場評估終端與上微機溶于一體，可靠性評估采用手持終端在現場評估和打分，取消傳統紙質方式，評估終端連接電腦，自動上傳與下載數據并自動生成評估報告。通過統一管理評估模型和評估數據，提高現場評估的規范性和效率、監督管理的實效性。

圖1 系統網絡架構圖Fig.1 Systems network architecture diagram

圖2 系統業務流程圖Fig.2 System business fl ow diagram

1.2 項目總體設計方案

項目專業人員以DL/T261《火力發電廠熱工自動化系統可靠性評估技術導則》標準為依據，結合發電廠熱控技術管理的經驗，對可靠性評估軟件平臺做了詳細的需求分析，開發平臺的選擇，網絡結構的確定，具體內容概述如下：

1.2.1 網絡架構

可靠性評估軟件平臺的采用B/S網站架構，原則性網絡架構如下所示，在Web端采用了AJAX技術和JQuery框架，與傳統的網頁相比，用戶在操作過程中具有更好的交互性和更高的用戶體驗度。

在電廠內網，主要有服務器、無線路由器和手持終端。手持終端通過WIFI連接無線路由器，從而可以在內網中訪問服務器，實現下載和上傳數據的功能。

在電廠外網，有一臺臨時的維護電腦通過VPN登錄到電廠內網，實現對服務器的遠程維護。在電廠實際使用過程中，不需要臨時維護電腦的存在。

1.2.2 系統業務流程

根據DL/T261標準提出的評估過程程序要求和電廠技術日常技術管理經驗，可靠性評估軟件平臺設計了基本業務流程圖2。其中：

1）評估申請

評估申請，設計和基建階段評估由電力建設單位提出，生產過程評估由業主單位提出；用戶填寫評估申請時，選擇評估階段（設計階段、基建階段、生產階段或全過程評估）；選擇評估范圍（主廠房范圍評估和全廠范圍評估）；提出評估要求（專業、方法、目標和試驗對象）。

2）評估方案制訂

主管評估組織應根據評估申請，在評估方案中，給出評估計劃，評估目的與任務描述；提出評估環境要求，包括先決條件（評估時的系統或設備運行狀態條件要求）、限制條件（評估過程中限制運行的條件，如投入備用設備或安全系統等）、特別注意事項（如信號的強制或拆除，環境條件等）、評估資料（列出所需要查閱的評估資料，如圖紙、技術規格書、設備故障記錄等）、試驗儀器與人員（完成工作所需要的專用試驗設備、標準儀器、工具和電廠人員配合要求）；列出完成評估工作的內容、步驟、方法與標準和評估過程時間，計劃達到的評估結果形式，提供評估項目人員結構和職責分工等。

3）評估方案實施

評估過程中，采用試驗法評估，進行現場排查、指標抽測和試驗、參數和曲線分析、人員技能水平模考；采用解析法評估，進行資料查看、風險分析、安全性評估；采用座談形式，進行問題討論和處理措施交流。

4）評估結果

現場終端的評估記錄，連接上微機后自動生成評估報告，對評估過程中的問題自動分類列表：

嚴重隱患項（危及機組安全、環保的問題和有可能造成設備一級故障的缺陷）。

重要隱患項（影響機組經濟運行，有可能引發設備二級故障的缺陷）。

一般隱患項（不影響機組安全經濟運行，但有可能發展為二級故障或一級故障的缺陷）。

針對問題列表，在與電廠專業人員充分討論的基礎上，根據本專業的有關標準和規程、結合先進的可靠性管理理念和專家經驗，給出有針對性、可操作性的整改建議：

嚴重隱患項除了“限時整改”意見以外，應給出防止隱患擴大的有效措施。

重要隱患項除了“適時整改”意見以外應給出具體整改方案或意見。

一般隱患應提供處理建議和防止隱患擴大的技術措施。

可靠性評估軟件平臺采用Mybase數據庫，該平臺軟件的主要模塊見圖3。

圖3 系統結構圖Fig.3 System structure diagram

圖4 系統功能框圖Fig.4 System functional block diagram

2 可靠性評估軟件平臺主要功能

2.1 平臺系統柜圖

根據DL/T261《火力發電廠熱工自動化系統可靠性技術評估導則》要求，組合軟件開發的經驗，研究了軟件平臺可靠性評估模型及其評估方法，其中評估模型主要包括熱控設備與系統評價模型（包括控制系統配置可靠性、控制系統性能與應用功能、獨立控制裝置、電源、氣源和公用系統、現場設備安裝維修、控制系統運行、技術管理可靠性）；相關的評估方法，主要包括設備及系統的分值和權重研究、一二次設備的可靠性評價方法研究、典型DCS的可靠性評估方法研究、亞臨界機組和超亞臨界機組的可靠性評估方法研究。

根據上述可靠性評估模型及其方法的研究成果，開發的熱控系統過程可靠性評估平臺軟件，用于機組熱控自動化系統可靠性評價（包括熱控系統可靠性配置、基建階段技術評估、生產階段技術評估），其系統功能框圖如圖5所示。

2.2 平臺特點

熱控系統過程可靠性評估平臺軟件開發選用體系結構以B/S結構為主。數據庫采用Mybase，手持硬件選型選用市場流行手機桌面應用方式，符合工業級應用，耐摔、耐臟。

整個可靠性評估平臺軟件覆蓋了機組熱控系統配置設計、基建安裝調試、運行檢修維修及技術管理全過程，實現了評估工作的申請、審核評估等相關資料的填寫與確認；根據要求可選擇自評、外評功能；可分別選擇設計評估、基建評估、運行評估、安全評價、監督評估等或全過程評估，給出分析法的定性分析標準和試驗法的定量分析標準，形成評估方案并通過審核；將審核后的評估方案下載到手持終端進行現場評估；現場評估記錄后，連接電腦可自動生成評估報告，給出評估問題處理的指導意見。

可靠性評估平臺軟件采用終端到現場評估和打分，取消傳統的紙質打分方式，評估后終端連電腦，自動上傳與下載數據并形成評估報告。提高了現場評估的效率和精確度。

該平臺軟件在Web端采用了AJAX技術和JQuery框架，與傳統的網頁相比，用戶在操作過程中具有更好的交互性和更高的用戶體驗度。Android終端遵循了標準的官方界面設計原則，用戶無須培訓即可從其他應用的使用習慣中無縫切換到本系統。

3 結束語

熱控系統可靠性評估平臺軟件項目實施完成后，電廠規范地開展熱工系統可靠性評估工作，提高了技術監督工作的實效性，及時發現了系統中存在的一些隱患，通過采取預控措施、邏輯優化和技改予以消除，為提高熱控系統可靠性提供了一種實用手段。

[1]孫長生,朱北恒等.DL/T774-2004《火力發電廠熱工自動化系統檢修運行維護規程》[S]國家能源局,2004.

[2]孫長生,朱北恒等.DL/T261-2012《火力發電廠熱工自動化系統可靠性評估技術導則》[S]國家能源局,2012.