火力發電廠熱控可靠性與經濟性的優化對策

吳 迪 何 瑋

中國聯合工程公司 31000

摘要：火電廠熱控運行環境的可靠性良好，可避免由于熱控系統故障而影響工作想效率。在火力發電廠熱控運行中，花存在故障離散性大、設備管理模式不完善、企業內部結構不完善、系統邏輯設計缺陷等問題，需從提高熱控接地系統抗干擾水平、穩定熱控系統儀表運行和優化熱控系統邏輯等方面進行改進，提高運行的可靠性和經濟性。

關鍵詞：火力發電廠；熱控系統；經濟性；可靠性；對策

近年來，我國火力發電廠的數量和規模不斷增加，發電機組容量不斷攀升、運行參數不斷提高，實時監測熱控系統運行穩定性，對于確保電力機組安全性具有重要的意義。而如果電力機組熱控系統出現故障，則可能影響系統運行的穩定性[1]。文章分析了火力發電廠熱控系統設計運行中存在的問題，并提出了優化對策。

一、火力發電廠熱控系統運行環境中的問題

（一）系統故障離散性較大

國內火力發電廠熱控系統監控能力持續提高，監控范圍不斷拓展，使得熱控系統故障離散性也越來越大。熱控系統設計、安裝、調配和維修等環節出現問題，或控制邏輯、執行設備出現故障，則可能導致保護系統跳閘，影響系統的正常運行。

在熱控系統設計、安裝、調試和運行期間，優化控制邏輯，提高熱控系統可靠性非常重要。

（二）設備安全性和性能較差

熱控系統管理水平的高低，與系統設計水平、保護信號發生與分配、控制邏輯條件和系統安裝、調試和運行期間維護質量密切相關，如果上述設備發生故障或條件發生改變，則熱控系統可能出現誤動[2]。

近年來，電力建設成本不斷提高，電力產業的安全性廣受關注，在電力企業面臨激烈市場競爭的環境下，設備性能較低、安全性較差，成為影響火力發電廠熱控系統安全的重要因素，需要給予重視。在電廠日常管理中，提高機組設備性能、設備運行安全性，應作為常規管理內容和工作。

（三）缺少完善的設備管理模式

當前，熱控系統設備管理，尚缺少完善的管理模式，設備維修一般還是按照定期維修的方式來進行。這種維護方式，無法及時檢測到系統中存在的異常。比如儀表調試前合格率高達97%，但定期檢驗時儀表合格率可能大幅下降，無法及時更換儀表，可能影響系統運行。缺少健全的設備管理模式，是熱控系統設備管理中普遍存在的問題，由于管理模式不合理，管理的效率和效果均不佳，影響了設備管理的質量。

一些單位在購買系統設備時，沒有充分了解設備，設備質量經常出現問題，且未經檢驗就投入使用，系統安全性受到威脅。因此，采用何種設備管理模式，是電廠在管理中面臨的重要問題，需建立一個科學完善的設備管理模式。

二、熱控系統故障及其原因

（一）DCS系統故障及其原因分析

DCS系統的建立，綜合應用了網絡技術、CRT技術、計算機技術和過程控制技術，在現場數據監測、現場設備遙控管理和事故追憶功能上均有重要的作用。系統分為兩部分：一是面向生產過程的中央處理器，由控制器、電源、底板和I/O模件組成；二是人機界面，主要包括工程師站、操作員站和歷史數據[3]。

系統一旦出現故障，比如服務器四級、操作員站掉線或主CPU脫網等，則可能導致數據信息丟失和設備運行時空，對機組的安全性和穩定性可構成嚴重威脅，不少單位的系統均面臨著故障威脅，需要給予高度重視。

（二）熱控元件故障及其原因分析

熱控元件故障是指熱控系統運行過程中，由于元件老化、安裝不規范、自身質量問題等原因所導致的信號失真，從而引起設備誤動或拒動。機組在運行過程中，一旦熱控元件發生故障，則勢必影響設備正常運行。如果FSSS或ETS主保護元件出現古箏，則可能導致輔機跳閘。

熱控元件發生故障，原因多種多樣，比如設備長期服役出現老化，或元件運行環境惡劣；再比如線路短路、電纜破壞或受潮等，導致元件絕緣性能下降。為了降低熱控元件故障發生率，應嚴控危險因素，設計過程中，避免電源系統容量及系統負荷超載，同時也需要避免FSSS或ETS系統誤動或拒動。

（三）系統邏輯設計缺陷及原因分析

在投產初期，新機組由于系統邏輯不完善，部分熱控信號可能出現誤發問題，這是導致設備誤動的主要原因之一[4]。為了優化系統邏輯設計，應重視二期工程建設，對熱控系統邏輯設計進行會審，找出設計中的漏洞和問題，并給予盡可能的優化。

三、火力發電廠熱控可靠性和經濟性的優化對策

（一）確保熱控系統儀表運行的穩定性

熱控系統儀表運行穩定性提升的對策，是調查儀表運行情況，不斷總結儀表運行中的經驗和教訓。對于火力發電廠來說，應定期召開專題討論會，通報儀表運行情況，并針對存在的問題采取有針對性的技術措施。儀表運行穩定性提升的關鍵在于，預防儀表運行過程中出現事故。

（二）提高熱控接地系統抗干擾水平

熱控系統中的接地系統，易受周圍環境的干擾，如果周圍環境發生改變，則可能導致接地系統測量準確性下降、控制系統誤發信號和設備臨時故障增多等，進而導致整個發電機組發生跳閘[5]。所以，提升熱控系統穩定性，關鍵在于提升接地系統的穩定性。

接地系統穩定性的提升，需有效防范電纜屏蔽層和機組振動信號柜，防止出現接地連接。啟動整套機組時，一旦振動信號跳變、保護動作定值低于振動信號，則勢必出現主燃料跳閘與風機跳閘。接地異常必然影響機組運行穩定性。

提高接地系統抗干擾能力，則需要在設計安裝過程中，做好抗干擾措施，比如接地與屏蔽、強弱電分離等。嚴格控制熱控系統環境、輸入和輸出設備，并現場排查環境存在隱患，及時排除干擾源。提高抗干擾技術利用水平，綜合利用各種手段來提高熱控系統接地穩定性和可靠性。

（三）熱控系統邏輯的優化對策

熱控系統邏輯的優化對策，主要包括四個方面：

一是檢修熱控新機組采用錯容邏輯，并在新機組邏輯設計中應用錯容邏輯。從控制邏輯的角度，合理優化和改進熱控系統中的元器件、設備和部件。作為一種先進的設計技術，錯容邏輯可控制和減少誤動動作，從而完善熱控系統邏輯。

二是火電廠需安排專人論證熱控系統中連鎖信號取樣點，論證系統穩定性，確保連鎖信號取樣點可靠性。采取有針對性的措施，分析、梳理熱控系統設備定值、邏輯運行條件和設備硬件等，客觀評價系統穩定性。

三是優化熱控保護邏輯，升級系統穩定性。科學設計熱控系統延時時間、變化速率等，通過提升壞值信號來充分發揮故障診斷基本功能[6]。為減少或防止熱電阻、干擾信號和接線松動引起的信號波動而導致的熱控系統故障，應科學設計報警邏輯程序，或切除保護連鎖信號壞值。

四是科學檢驗儀表周期，并測量熱控設備的穩定性。客觀分析和統計儀表統計臺賬，包括設備損壞情況、合格率、故障原因等，并持續關注和跟蹤設備穩定性、售后服務情況。

另外，還需要加強對人員的管理，提高人員的職業素質和專業素質，確保按照規范和制度開展管理，盡量減少由于人為失誤而使系統出現故障。

結語：

對于發電機組來說，熱控系統的作用無可替代，正由于此，一旦熱控系統發生故障，則會對整個發電機組的運行產生不良影響。提高熱控系統可靠性，方能條火力發電廠的工作效率。文章對火力發電廠熱控系統中的問題、系統故障進行了分析，并提出從優化系統控制邏輯、提高接地系統抗干擾水平等對策，來確保熱控系統運行可靠性和經濟性。

參考文獻：

[1]吳伯林，李明.火力發電廠熱控可靠性與經濟性的優化措施[J].自動化技術與應用，2013，03：94-96+101.

[2]唐焱.火力發電廠熱控可靠性與經濟性的優化措施[J].通訊世界，2014，23：129-130.

[3]符里建.優化火力發電廠熱控可靠性與經濟性的措施[J].科技資訊，2014，06：161.

[4]余剛，胡波勇，金峰梁.基于本質安全的火型火電機組熱控設備可靠性管理[J].電力技術，2014，23：109-111.

[5]楚小蕊，王龍.基于可靠性的微機保護裝置現場運行的抗干擾措施探討[J].四川水利發電，2014，24：214-215.

[6]吳金寶，趙艷萍，李艷波.熱控系統可靠性分析與探討[J].山東電力技術，2015，10：126-127.