火力發電廠機組主輔機保護連鎖可靠性核查的必要性和方法

徐兵

【摘 要】近十余年來，DCS系統在火力發電廠的應用得到了突飛猛進的發展，DCS依靠技術和經濟優勢逐步滲透到火電廠各個控制領域中，近些年來甚至出現了全廠DCS一體化機組。隨著DCS功能和范圍的不斷擴大，國家電力行業規程和規范也不斷進行了修訂，DCS系統設計的可靠性、組態邏輯的合理性、完善性等要求日益提高。許多長期服役機組其設計必然不能完全滿足當今最新電力行業規程的需要，新建機組由于基建期間生產建設周期的壓縮等不利原因，間接影響到其設計水平和調試質量，從而導致DCS熱控保護系統的可靠性降低。因此對火力發電廠熱工保護系統進行全面的核查和整改將變得十分必要。

【關鍵詞】火力發電廠；保護連鎖；可靠性核查

1 目的和意義

DCS熱控保護系統是火力發電廠一個十分重要的、不可缺少的組成部分，對提高機組主輔設備的可靠性和安全性具有十分重要的作用。在主、輔設備發生某些可能引發嚴重后果的故障時，及時采取相應的措施加以保護，從而軟化故障，停機待修，避免發生重大的設備損壞和人身傷亡事故。在主輔設備正常運行時，保護系統因自身故障而引起動作，造成主輔設備停運，稱為保護誤動，并因此造成不必要的經濟損失；在主輔設備發生故障時，保護系統也會發生故障而不動作，稱為保護拒動，并因此造成事故的不可避免和擴大。根據有關統計，熱工保護誤動和拒動的情況在各個電廠時有發生，如何防止DCS系統失靈和熱工保護誤動、拒動，進一步提高DCS控制系統的可靠性，成為火力發電廠日益關注的焦點，因此對火力發電廠熱工保護系統進行全面的核查和整改將變得十分必要。

2 實施方式

2.1 前期工作

了解機組概況，汽輪機和鍋爐的生產廠家，本火力發電廠所選用的汽輪機和鍋爐所屬類型和具體設備參數。對應的輔機都有哪些設備。

2.2 人員組織

參加核查的人員以電力行業規程、規范為基礎，憑借多年的邏輯設計、組態和調試經驗，在機組的現場，借助于工程師站以及與電廠生產技術人員的詳細交流，對各熱工保護系統進行排查，對不正確、不完善之處進行分類統計，提出相應的整改意見，進行充分的研討和論證。核查的目的是盡可能降低由于本廠熱工保護系統設計不完善、保護系統誤動、拒動所帶來的經濟損失。

3 評估方法及檢查內容

3.1 熱工保護系統評估方法

從邏輯保護的科學性、控制邏輯的合理性、系統的完善性、信號取樣方式及配置、系統安裝質量和檢修維護質量、管理水平等各方面進行綜合核查。

工作重點分為以下幾個方面：

3.1.1 機組近年來保護動作情況分析及總結

通過近年來的動作統計，查找已經暴漏出的明顯缺陷，進而預估保護系統的薄弱環節易出現在哪些方面。

3.1.2 熱工保護系統管理核查

管理核查重點就以下幾個方面進行檢查

a.保護項目配置是否符合規程及廠家要求，嚴防保護項目不全帶來的后果；

b.保護定值管理，確認保護定值來源是否合理，確認取樣裝置是否進行定期校驗，校驗結果是否符合規程要求；

c.保護系統是否定期進行試驗，保護投退方法是否科學有效；

d.保護系統檢查記錄，投運前檢查及在線巡檢報警監視；

e.是否建立完善的保護動作技術檔案，并進行閉環管理（系統、熱工專業應分別獨立）。建立保護系統巡檢措施及完善保護智能報警。

3.1.3 保護控制系統性能核查；

a.重點檢查接地情況；

b.重點檢查電源設計及電源切換功能；

c.定期控制系統測試試驗結果；

d.控制系統報警設計的合理性和完善性，當控制系統失效時采取何種措施保障人身和設備安全；

e.檢查控制器負荷率及掃描周期等配置。

f.GPS是否工作正常，精度滿足實際需要。

3.1.4 保護測點取樣配置核查；

a.重點檢查取樣系統設計是否合乎規程要求；

b.重點檢查重要測點安裝位置是否合適；

c.保溫、防塵、防水等防護措施檢查。

3.1.5 硬跳閘回路可靠性分析及核查

a.重點檢查MFT跳閘硬回路設計是否合理，失效率是否較高；

b.重點檢查ETS硬回路設計是否合理，失效率是否較高；

c.保障停機后的重要設備控制回路是否具有獨立于DCS外的自啟動及自聯鎖等功能；

d.其他重要輔機控制裝置回路檢查，如小機、火檢、TSI等。

3.1.6 控制邏輯處理分析及核查。

a.重點檢查主保護控制邏輯設計是否滿足規程和廠家設計要求；

b.重點檢查重要聯鎖保護邏輯是否存在誤動、拒動隱患；

c.嚴查單點保護及熱電阻是否設置合理的斷線保護功能；

d.抽查主要調節系統是否設計有保護限制功能，如MFT超馳關閉引風等。

3.2 基于《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求及編制釋義》的專項檢查

依據國家能源局2014年4月15日頒布的《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求及編制釋義》，抽取其中關于熱工保護相關的條目進行專項檢查。

3.3 基于各個發電集團統計的經典案例的專項檢查

依據各個發電集團統計的經典停機案例進行相關排查工作。

4 保護系統問題匯總及建議

對核查內容進行匯總并形成表格，指出所核查的內容、結果和建議。

5 總結

由于各種標準、規范、規定、導則等行業標準也有模糊的地方，特別是當參與保護或連鎖的模擬量測點異常時，邏輯如何處理并未作明確說明。因此有些修改建議只是按照目前DCS組態邏輯的常規做法進行。其目的是最大限度地提高機組的安全水平，盡量減少由于DCS控制邏輯組臺原因給機組安全、穩定、經濟運行帶來的不利影響。

通過保護評估和專項檢查工作，充分了解本廠兩臺機組保護運行的狀況，存在的問題，并根據問題提出一些相應的治理措施。總的來說，該廠機組在保護設計、管理、取樣配置及邏輯處理等方面，都存在很多需要亟需改進的地方，需要有關各方領導和一線管理人員加大重視力度。

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[責任編輯：田吉捷]