關于火電廠熱工自動控制可靠性分析及對策

楊薈學

摘要：伴隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們在日常的生活與工作中對于電力資源有著極高的需求量，需要電力企業(yè)重視電力工程的建設工作，依托自動化技術進行現(xiàn)代化、智能化電網(wǎng)建設。火電廠在電網(wǎng)建設中發(fā)揮著非常重要的作用，借助于天然氣、煤炭等能源進行電力生產(chǎn)，以此滿足人們的用電需要。目前很多火電廠為了提高電力生產(chǎn)效率和質(zhì)量，采用熱工自動控制系統(tǒng)進行生產(chǎn)，取得了良好的應用效果，切實保障了火電廠電力生產(chǎn)工作的順利進行。文章對熱工自動控制系統(tǒng)的相關內(nèi)容進行了概述，并提出了提高系統(tǒng)控制作用的對策，以此為火電廠的長遠發(fā)展提供助益。

關鍵詞：熱工自動控制;火電廠;可靠性

引言

電能對中國社會穩(wěn)定、經(jīng)濟發(fā)展的意義重大，作為重要的電力企業(yè)——火電廠，需要對生產(chǎn)設備系統(tǒng)運行質(zhì)量和效率給予重視，應用先進的熱工自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)電能的有效、安全生產(chǎn)。通過對火電廠發(fā)展狀況的考慮，注重其電氣自動化系統(tǒng)建設研究，有利于增強火電廠電氣設備良好的功能特性及運行工況，并實現(xiàn)對設備運行故障的及時處理，促使火電廠的生產(chǎn)計劃得以深入推進，并提升其發(fā)展過程中的電氣自動化水平。因此，需要給予火電廠電氣自動化系統(tǒng)建設更多的關注，并將該系統(tǒng)建設研究工作落實到位，從而滿足火電廠的可持續(xù)發(fā)展要求，使其電氣設備能夠處于穩(wěn)定、高效的運行狀態(tài)。

一、熱工自動控制系統(tǒng)

熱工自動控制系統(tǒng)在實際應用中，需要對機爐協(xié)調(diào)控制、過熱蒸汽溫度、送風、引風控制等多個工作環(huán)節(jié)進行監(jiān)督，以此對電能生產(chǎn)全過程進行動態(tài)化的控制管理，減少設備故障發(fā)生率。該控制系統(tǒng)主要包括三個系統(tǒng)：第一，為分散控制系統(tǒng)，存在于各個組件中，對系統(tǒng)設備安裝情況進行控制，以便管理人員可以對機組運行情況進行有效把握，及時發(fā)現(xiàn)設備存在的故障，及時進行維修處理;第二，為輔助控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在火電廠整個系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重故障時，通過自動化技術恢復系統(tǒng)，實現(xiàn)機組的正常運行。該系統(tǒng)可以在無人管理狀態(tài)下依托編程器（可控制）對系統(tǒng)中的各個裝置進行自動化的控制管理，控制期間接收的數(shù)據(jù)可以通過各個接口實現(xiàn)交換，一旦系統(tǒng)某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障問題可以在數(shù)據(jù)交換后進行有效調(diào)節(jié)，使得故障設備盡快恢復正常。

二、熱工自動控制可靠性存在的問題以及解決措施

（1）主機DEH電源柜兩路電源設計不合理

原因：重要設備，非雙路電源，主機DEH電源柜電源原設計兩路電源取自同一配電柜同一電源母排。

建議：更改設計：分開布置在兩路母排下空開，進行供電，保證雙路供電，互不影響，保證供電的穩(wěn)定和可靠;

（2）MEH系統(tǒng)服務器柜電源設計不合理

原因：重要設備，非雙路電源，MEH系統(tǒng)服務器柜原設計一路電源，取自熱控配電柜（電氣UPS電源來）。

建議：更改設計：增加一路直接來自電氣UPS的電源，兩路電源供電，任意一路電源失去時，MEH系統(tǒng)服務器柜不會失電，電源更加可靠;

（3）機組電動門上級電源開關設計不合理

原因：重要設備，非雙路電源，全廠機組電動門配電柜，電源為母排直接引下一路電源電源供電，缺少雙電源切換裝置。

建議：更改設計：增加第二路供電母排和雙電源切換裝置，保證任意一路電源失去時，可以保證電動門電源不失去。

（4）再熱器安全門設備電源和控制電源未分開，

原因：再熱器安全門控制柜內(nèi)再熱器安全門的控制電源（24VDC）的開關跳閘可能引起再熱器安全門的誤動。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，用于顯示再熱器安全門閥門反饋的模擬量傳感器LVDT傳感器電源（24VDC）與再熱器安全門的控制電源為同一路電源，生產(chǎn)過程中如果傳感器電源接地短路會造成再熱器安全門控制柜內(nèi)開關跳閘。

建議1：針對用于顯示再熱器安全門閥門開度的模擬量傳感器LVDT的連接回路，加裝一個單獨的熔絲，主要目的是避免當開度傳感器LVDT受損時不會同時把控制柜開關跳閘，從而避免再熱器安全門誤動作。建議2：在再熱器安全門系統(tǒng)用儀用氣總管上加裝一臺由氣動執(zhí)行機構(gòu)控制的隔離門，在發(fā)生再熱器安全門誤動作的特殊情況下，由運行人員判定后及時遙控關閉儀用氣，使再熱器安全門及時回座。

（5）循泵電源設計不合理

原因：循泵液控蝶閥油站電源將帶保護動作的信號電源與不帶保護動作的信號電源混用。

建議：在電源設計時應該注意，要求廠商設計分開。將帶保護動作信號的電源分開，例如蝶閥模擬量開度和開關量信號，防止某一個裝置故障導致上級電源全部跳閘。

（6）爐膛出口3路氧量信號電源未單獨設計

原因：爐膛出口氧量監(jiān)測系統(tǒng)的電源原設計為一路總電源輸入，在儀表柜內(nèi)分為三路，分別作為三個氧量變送器的儀表電源。經(jīng)檢查，總電源電纜破損接地短路，導致電源開關跳閘，三個氧量變送器同時失電，氧量信號顯示為壞值。

建議：由于爐膛出口氧量信號作為機組風量控制的重要信號，采用三冗余配置。而儀表電源則設計為一路，一旦失去，三個氧量信號全失。因此增加二路總電源，使儀表電源也做到三冗余配置，提高設備運行的可靠性。

（7）給煤機控制電源設計

給煤機控制電源原設計由電氣給煤機MCC各取3路380V電源至給煤機就地控制柜。在就地控制柜中，通過隔離變壓器轉(zhuǎn)至110VAC后作為給煤機控制電源。由于機組400V母線故障，400V設備運行母線失電。在切換母線電源過程中，由于控制電源短時失電造成給煤機就地控制系統(tǒng)CPU板失電，變頻器啟動指令失去，使給煤機停運。

建議：給煤機控制電源采用較為可靠的UPS電源。

（8）消除邏輯設計缺陷，導致系統(tǒng)穩(wěn)定降低

審核汽動給水泵邏輯，發(fā)現(xiàn)給水泵汽輪機控制油泵3B故障3A自啟動后，人工切回3B時故障泵出力不足，3A泵可能存在無法再次自啟動的情況，很有可能造成控制油失壓，最終小汽機跳閘。

分析原因：小機控制油泵3B故障，3A自啟動成功后，運行人員手動進行控制油泵切換，將油泵3A切至3B運行，如3B出力不足，可能導致控制油泵A停運瞬間又接到啟動指令，出現(xiàn)報警信號，無法再次接受啟動指令，聯(lián)鎖啟泵失敗，控制油壓持續(xù)下降，最終跳機。

建議1：在油泵出口逆止閥前增加壓力變送器，便于運行人員監(jiān)視壓力值。

建議2：增加油泵出口壓力異常判斷邏輯，當主泵運行并且出口壓力正常后，方允許停運備用油泵，否則閉鎖停備泵指令，并提供油泵出口壓力異常的定值。

建議3：取消安全油壓低跳機保護。

結(jié)束語：總而言之，我國火力發(fā)電廠在電力生產(chǎn)和運營方面起著不可替代的作用。隨著火電廠熱工自動控制應用的不斷深入，系統(tǒng)的可靠性必須得到進一步提升。熱工自動控制是火電廠生產(chǎn)運營的關鍵核心系統(tǒng)，管理人員要做好各方面的調(diào)試與監(jiān)督管理工作，提升自動控制系統(tǒng)、保護系統(tǒng)以及輔助控制等系統(tǒng)的可靠性。發(fā)電企業(yè)還要加強對人員素質(zhì)的培訓，不能忽視任何操作細節(jié)，從而有效保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，進而促進火電廠的穩(wěn)定健康發(fā)展。

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