發電廠熱控保護可靠性分析

摘要：發電廠在我國工業發展中占有重要地位，它利用各種原料燃料源源不斷地產生國家和人們生產和生活所需的電能。發電廠的正常運作離不開熱控系統的協助，熱控系統能否安全可靠地運行直接關系著發電廠是否能夠正常工作。文章對發電廠熱控保護可靠性進行了論述。

關鍵詞：發電廠；熱控系統；熱控保護；可靠性；控制系統；測量系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM732 文章編號：1009-2374（2015）22-0149-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.073

熱控系統的主要功能就是對其他熱力設備及其附屬系統的工作情況進行控制和測量，要保證熱力設備的指標都在安全范圍內，以免出現安全問題，影響發電廠的工作進程和造成人員傷害。熱力系統的各個控制儀表分布在發電廠各個生產程序，熱控系統對發電廠保障機組的日常運行、安全啟用和停止、及時處理故障等方面起著重要的作用。熱控系統包括測量系統、控制系統，要保證其安全可靠運行需要做到邏輯優化、電源優化、專業管理等。

1 控制系統的可靠性分析

具體的執行系統是熱控系統最為重要的一部分，想要加強執行機構的可靠性，首先要將行程進行規范性調整，要對包括緊急狀態下的位置設定、報警組態、力矩大小等智能型號執行機構的參數合理設置，對于控制信號回路斷路和動作方式同樣要進行合理設置。其次，要根據不同部門的具體情況，根據長脈沖控制、模擬量控制、短脈沖控制等控制信號來選擇現場的設備控制方式。在出現事故的時候靈敏的報警系統可以使損失降到最低化，并且在事故經過后要運用控制系統的報警信號和指令以及位置反饋偏差加強自動化的控制。對氣動執行機構來說，要選擇合適的電磁閥通徑和氣源管路以使動作時間達到最佳的狀態，另外還要從動作的安全性去考慮選擇電磁閥關于得電失電的動作方向的問題。對邏輯組態的優化也可以盡量降低故障的發生，過熱器的使用過程中會存在將溫水調節閥銅套磨掉，溫水調節閥全部打開以后，蒸汽溫度就會以非常快的速度下降，這會導致嚴重的安全問題，這時報警系統的存在具有重要的作用。

2 測量系統的可靠性分析

測量系統一般由顯示儀表、輔助件、檢測儀表、檢出元件及取源部件組成。測溫元件在一般情況下應當安裝在感受溫度較為靈敏，并且不會受到損害和沖擊的地方，若是用于有高壓高溫并且有流體沖擊的地方應當安裝有足夠強度的保護套進行保護，以使測量系統能夠正常穩定地工作。規范的電纜屏蔽和系統接地對測量具有重大的影響，在發電廠的運行工作中常常會出現磨煤機電機線圈顯示數值不準和風機電機線圈溫度不準的問題，這類問題發生的根本原因就是因為電纜屏蔽不規范或者系統接地不良而引起的電磁干擾。對于熱電阻接線和規范熱電偶來說，導線的長度應當保持適中，導線過長會導致接地，導線過短會引起短路等危險，還要注意避免將線柱與蓋子直接接觸，否則會增大接地情況出現的可能性。測量系統中的汽水系統是一個重要的組成部分，對于汽水系統的可靠性的提高應當從施加防凍系統著眼，如果沒有良好的防凍措施會導致儀表管冰凍，測量結果就會發生偏差，伴熱溫度過高的時候就會造成測量結果異常，發出虛假信號。高低壓側伴熱的不均勻以及儀表伴熱的溫度過高的時候就會導致汽包水位差壓式水位測量不準確，保護措施就不能及時實施，易導致事故的發生。

風煙系統也是重要的一部分，一旦風煙系統產生堵塞的情況，也會導致熱控系統升溫過高。因此對于測量含灰塵比較多的氣體壓力的時候應當安裝取樣吹掃裝置防止堵塞。在確保不影響爐膛負壓測量的情況下，應當將爐膛壓力微吹風裝置的風量調整合適，以達到最良好的吹掃效果。對于磨煤機出現的不同程度的堵灰情況，一般采用的解決方式是通過定期吹掃制度和加裝壓縮空氣吹掃管路，同時也要不斷改進風量測量機制。風煙系統導壓管積液也是會導致熱控系統異常工作的故障。在風煙系統的最低處設置排污閥定時定期地將冷凝液體排出，要杜絕用U型布置來提高測量的正確性，這里主要需要觀察引風機流量、爐膛壓力、二次風/爐膛差壓、風機喘振、一次風/爐膛差壓等信號指示。

邏輯開關火電廠為實現其對熱力系統的聯鎖和監控保護，會采用可靠性較高的壓力開關，對于可靠性的具體要求需要通過以下方面來實現：對感壓元件需要采用特殊的工藝如CCS的SNAP彈簧膜片和日本太平貿易牌的波紋管等設備來保證可靠性；為了加強開關的可靠性應當選購符合C.S.A、U.L、CENELEC標準的產品。

3 通過邏輯優化來提高熱控系統的可靠性

在保證系統安全的條件下，要對強制手動邏輯系統進行優化，能夠進行自動調節的環節盡量減少強制手動進行調節，在磨煤機一次風量信號或者原設計二次風量信號一出現問題的時候就進行強制手動調節就會影響引風機的自動化工作，進而導致燃料和氧量的輸送出現問題，會進一步加大運行人員操作風險和工作強度。另外要進行單點保護邏輯的優化，熱控系統工作過程中會出現因為過度的保護條件而導致保護誤動事故的發生，因此，熱控系統應當盡可能地減小單點保護的可能性。例如可以將自由端軸承溫度和小機傳動端的軸承溫度改成單點雙支保護類型。將由單點保護的一次風機軸承溫度再增加一組軸承溫度測試器，當兩個軸承溫度信號都比較高的時候再進行跳閘保護，這樣就會增加保護的準確性。加強DCS通訊故障信號也會相應提高系統的可靠性，DCS信號必須做到非常準確、可靠，才能夠減少誤動情況的發生，以及因為誤動帶來的影響。

4 熱控電源的優化

對于熱控系統電源的優化，應當從電路設計方面進行著手。原來熱工直流110VDC的電源系統取自電氣115VDC A段母線熱工配電屏（一）和115VDC B段母線熱工配電屏（二），這樣的電源雖然是兩路，但是并不可以進行自動切換，一般情況下只能投入使用一路電源，當發生故障的時候，會嚴重威脅機組的正常使用。因此，為了提高發電的可靠性，應當在直流電源前添加直流穩壓穩流電源兩套，使原來一套的電源成為兩路，一路從DC115V A段截取，另一路從UPP2屏取（220V AC）。采用兩臺直流穩壓穩流電源裝置并聯運行，兩臺電源裝置各行一路，各輸出一路110V直流電源接至熱工直流配電柜的小母線，真正能夠做到輸出電源冗余、電源冗余、直流穩壓穩流電源裝置冗余，極大地提高了電源系統的可靠性。對于熱工UPS電源也同時要進行優化，原來熱工UPS電源系統的3條小母線的進線均取自電氣UPSA，為了提高可靠性，應當再增添一臺熱控UPS裝置，可以把其中的一條母線轉移到新增的UPS裝置上，這樣就實現了對柜內的負荷進行重新分配，可以在任何一個UPS裝置出現故障的時候不會導致兩臺汽泵的跳閘。

5 結語

熱控系統的每一個工作流程都是非常重要的，一個小的疏忽就可能造成巨大危害，所以必須注意每一個工序都要嚴謹有序地運行。在程序設計上要避免設備拒動的情況，盡量減少誤動的可能。熱控系統的正常運行關系著整個發電廠的安全可靠運行。

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作者簡介：張偉（1980-），男，山西永濟人，漳澤電力蒲洲發電分公司設備維護部助理工程師，研究方向：發電廠熱控保護、儀表、自動化。

（責任編輯：蔣建華）