提高火力發電廠熱工保護可靠性方案與策略探討

劉其君++朱曉云

【摘 要】通過分析北方電廠公司發電的熱工保護可靠性與穩定性，結合國內典型配置的熱工保護要求，從配置、邏輯設計以及發電廠維護管理等方面提出了有效措施，保護熱工單元模塊，避免故障的發生，提高熱工保護的可靠性和穩定性。

【Abstract】Through the analysis of the thermal equipment protection reliability of the northern power plant power generation company， combined with the thermal equipment protection demand of domestic typical configuration， paper puts forward the effective measures from the configuration， logic design and power plant maintenance management， to improve the reliability of thermal protection ， protect the thermal protection unit module and avoid failure.

【關鍵詞】熱工保護；邏輯設計；維護管理

【Keywords】thermal equipment protection； logic design； maintenance and management

【中圖分類號】TM621 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0192-02

1 熱工保護拒動誤動原因分析

1.1 控制系統本身造成的保護誤動

控制系統主要包含中央控制器、輔助設備、信號輸入輸出裝置、相關的一些必要的模塊和電源系統。CPU故障是常見的一類故障，還有就是指令或者信號傳輸過程中的一些問題也就是所謂的信號中斷問題，電源控制系統故障等都是發生概率較高的故障。它們是由誤操作造成的。作為發電廠機組當中的相關機器很容易出現連環跳閘的事故，進而造成電廠當中關于高壓主蒸汽閥門出現事故，導致整個系統不能正常工作。

1.2 外圍設備造成的保護誤動

外圍設備主要涉及一些物理量的測量問題，物理量包括溫度、爐內的壓力和鍋爐水的流量、液壓開關、鍋爐的閥門等。有的是器件本身的原因造成的，在自身原因當中自然老化是重要因素，同時存在設備安裝過程中的不得當也會造成保護電路誤啟動，這一系列問題都會使得系統的主、輔設備的故障。作為發電廠1套200兆瓦機組，有時會出現突然關閉的情況，造成爐內壓力在10s以內升高，1900Pa高壓鍋爐爐膛保護設施癱瘓，MFT動作造成整個系統關機。由于主機6瓦的溫度測量點的故障，過溫保護信號傳到中央控制器當中，渦輪實現了保護功能，單元跳閘造成的1個發電廠發電機組整體不能工作。

1.3 邏輯設計及軟件造成的保護誤動

邏輯設計不合理使保護系統發生不正常運行的狀態，設定值不準確，PID參數自動調整就會出現很大的誤差。作為發電廠1臺300 MW機組的風機反饋和指令偏置，由于控制由同一模塊驅動2個風扇調節，在主、副開關控制模塊中的一個風機葉片阻尼器，當主模塊100 s 正常工作后，輔助模塊又出現跳閘的現象，導致鍋爐不正常工作，爐內的溫度降低，從而使整個系統停止運轉。

2 熱工保護故障的應對策略

2.1 優化保護系統配置

①輔助設備在系統當中也起到相當關鍵的作用，整個系統當中分為很多的子系統，每一個子系統的測試點都是重要的，當系統出現故障檢測時可以對每一個子系統進行檢測，對子系統的測試點進行檢測能夠提高辦事效率。對每一個子系統檢查一遍，可確保系統可以正常運轉。每一個子系統也可以看作一個單元，故障發生時不必對整個系統進行檢測從而節約時間，要對子系統的檢測點進行判斷和檢查。

②ETS蒸汽輪機的主要保護系統依靠DCS進行運轉，有些仍采用獨立控制系統。不管用什么辦法進行修復工作，我們都需要對系統有一個備份，這些都是PLC可編程軟件當中的控制器所能掌握的，這樣可以使系統更加穩定，在故障來臨時可以從容面對，不會受到很大的影響。

2.2 強化保護信號管理

①冗余點在輸出或者輸入口的連接應該是不相同的；當線路安裝的雙向開關應該要有保護觸點，防止由誤操作引起的抖動和斷線；一些很重要的輔助裝置也同樣需要有所防備，當收到指令之后進行下一步操作時，MFT可以通過斷路器的開關觸點得到相應的信息。

②從保護信號采樣裝置出發，使用的方法類似于量筒等帶刻度的設備，爐內壓力、潤滑油壓力、真空度、速度等重要參數開始采取冗余配置，信號沒有條件，應采取其他相關邏輯信號，提高信號可靠性。

③主燃料跳閘MFT在保護裝置、點火系統故障和防火層等重要電路都是以火災探測信號為標準，加強維修火災探測信號防止火災檢查發生遺漏的情況，可有效避免鍋爐保護電路失去作用，脫扣和粉化系統可以避免鍋爐防火誤操作事故。[1]

2.3 優化邏輯設計

①所有重要的模擬信號輸入設計應具有以下功能：數量限制，變化率判斷以及信號的精確度；當一個發射機出現故障時，三個選定邏輯中的一個或者兩個出現問題的時候系統自動進行優化；當系統無法手動進行關斷時，光聲報警就會自動進行等。

②設備當中的安全電路也需要有相關的編程軟件作為后臺的支持，這樣可以使安全防護發生錯誤的機會降到最低；設定值必須科學準確，如鍋爐水位保護的固定值設定，根據鍋爐廠參考水平測量確定不同的計算和安裝過程數據。

2.4 加強維護管理

①每個模塊都由專門的人員進行看守，責任到人，同時相關人員要對整個熱工系統的流程相當熟悉，不僅僅對圖像處理這方面有一定的了解跟學習，還要對每一個子系統是如何操作的也有有所掌握。當系統出現故障的時候要快速準確的找到問題的所在，尤其是有的操作系統是由工作人員進行手動輸入的地方更要注意，避免這種因為人為失誤造成的系統拋錨，更應注意定期在屏幕上檢查工作，準備由切換測試設備，操作人員逐一檢查，應檢查保護和待機輔助聯鎖（待機）輸入。

②沒有按照有關規定辦理手續的禁止進行開關保護的操作，并強制參加DCS中的信號點保護；如果熱保護裝置系統，（包括檢測設備）故障，應由總工程師下達快速處理后的工作指令，低油壓保護裝置在機組運行時禁止在出口處；配置更改應在關機期間，并修改結果和相關系統的模擬測試，確認更改以滿足設計要求可以正常運行。

③充分利用寄存器保留的之前的數據等進行在線監測和記憶手段，對硬件設備的日常性能進行檢查。DCS設備提供歷史記錄恢復裝置和實時監測的良好參數，可以通過這些裝置查詢檢測元件和夾持件，并通過端子板和其他通道的操作特性的歷史和實時觀察，找到硬件存在的問題，以便于相關的工作人員進行檢修和維修。

3 結語

論文從熱工保護入手，對于不同的著手點都有對應措施進行熱工保護，這樣就可以有效地提高熱工保護的可靠性， 盡最大的可能性使失誤或者由于其他因素導致的損失降到最低，最大限度地防止保護誤動、拒動的發生，讓整個系統能夠穩定地運轉。

【參考文獻】

【1】楊向東，陳鵬.分散控制系統中通信方式問題探討[J].中國電力，2004，81（3）：67-68.