火力發電廠熱工保護誤動拒動原因研究

于峰

（江西大唐國際新能源有限公司，江西 南昌 330000）

引言：熱工保護不僅是確保火力發電廠運營安全的重要防護手段，也是確保企業經濟平穩提升的切實方法，一旦主輔器械出現運行故障，導致異常響應，熱工保護系統能夠及時停運相關設備，避免出現不必要的經濟損失。因此技術人員需要提高熱工保護的重視度并了解其產生誤動與拒動的原因，才能確保相關器械的高效、穩定運行，有效保護工廠安全。

一、火力發電廠熱工保護誤動拒動的產生原因

（一）自身設計問題

熱工保護的設計問題主要體現為以下三個方面：第一，保險絲容量不符合使用需求，當前大多數火力發電廠都使用DCS 人工系統，以此加強人工保護的控制能力，能夠通過電壓的實時查詢完成對機組啟動與停止的監測，為了實現該系統的自我保護功能，通常會在其端子板上設置保險絲，圖1 即為熱工保護保險絲，當遇到強電流沖擊或短路時，保險絲會迅速熔斷從而停止系統的運轉，防止遭到更嚴重的破壞，但目前許多工廠設計人員缺少對保險絲容量的有效測量，往往其容量上限無法滿足運行設備的實際需求，導致保險絲經常會由于高溫產生熔斷現象，一旦出現此類情況，會使系統的信號邏輯變為0，即使機組正常運行，熱工保護仍然會發生拒動與誤動；第二，非邏輯運算，熱工保護系統的保護信號采用的是邏輯非運算，該方法雖然測量較為準確，檢測工序十分便捷，但其本身也存在一定不足之處，比如：當系統未檢測到設備的運行信號時，會自行判斷設備此時處于停止狀態，進而傳遞保護信號。但保險絲熔斷時，熱工系統同樣無法檢測到運行信號，這就導致系統的判斷出現嚴重的誤差，失去相應的保護動作，從而引發誤動現象的產生；第三，熱控元件故障，主要體現為壓力、液位、流量的異常顯示，由于信號的錯誤發送，使主輔器械的保護出現誤動與拒動。而熱控元件故障的產生原因大多是由于長時間處于高負荷的工作狀態，使元件出現性能下降、老化等問題，導致單元件的工作缺少冗余配置和識別[1]。

（二）電路故障

電路故障同樣可細分為三點：一是電源故障，其形成原因主要是由于電源插件的接觸不良或是電源設計不夠合理，導致熱工保護的電磁閥失去電力供應從而產生誤動與拒動，此外雖然DCS 系統以冗余配置的方法，盡可能提高意外狀況的應對能力，但隨著設備長時間高負荷的使用仍然會使電源模件出現破損、老化的現象，使輸出電壓難以保證組件的實際需求，影響工作的正常開展；二是線路故障，雖然線路運行本應在常溫、干燥的條件下使用，但由于火力發電廠的工作環境較為特殊，無法避免的將電纜暴露在高溫、潮濕的情況下，使電纜線容易受粉塵或腐蝕氣體的影響，銹蝕鍍層表面，降低材料的絕緣性，并導致接線柱進水，從而引發線路故障，造成熱工保護的誤動與拒動；三是繼電器問題，繼電器裝置主要是負責外圍設備的啟動與停止，能夠根據實際情況完成實時控制。當繼電工作無法正常執行時，便會影響機組的有效運行，使DCS系統難以正常運轉。繼電器故障的產生原因主要受氧化影響，使接電的電阻增大，或是接電處的接觸不良，導致保護動作無法及時生成，產生熱工保護誤動與拒動[2]。

（三）工作環境

熱工保護的DCS 系統對運行環境有著極為苛刻的要求，不僅需要溫度、濕度保持在標準范圍內，還要求電力的供應持續穩定。雖然火電廠的環境較為特殊，但溫度控制依然較為便捷，只是濕度的把控難以滿足實際需求，尤其是在空氣濕潤度較高的南方地區，由于其氣候本身較為潮濕，沿海地區的火力發電廠在雨季的空氣濕度甚至能達到90%以上，盡管相應工廠已采取更多的措施進行濕度調節，并安裝大量的除濕設備，但效果依然不明顯。工廠的濕氣較重勢必會影響端子板的正常使用，容易產生結露，導致保護信號的自動接通，使保護裝置發生誤動與拒動。

（四）人為因素

人為因素則主要表現為工作人員錯誤的安裝端子排接線、間隔布置不合理、強制信號的錯判和萬用表的非標準運用等。而且部分技術人員在進行主輔機組維護時，經常出現緊急事故按鈕的誤碰，導致設備直接停運，相應聯鎖保護裝置直接跳機，引發誤動與拒動現象的產生。同時，設計人員的保護邏輯不夠完善，通常體現在：一，沒有對熱工保護裝置進行全面分析與研究，只是單純依靠個人工作經驗或借鑒同類型的機組設計方式進行設置，導致熱工保護往往無法針對特殊類型的設備及時產生保護作用，使器械的工作能效難以符合實際環境需求，進而影響后續工作的有效開展，甚至產生危險事故；二，運行階段的傳動試驗次數不達標，大多工作人員對試驗保持消極的態度，單純認為試驗流程只是執行環節的一部分，即使不嚴格實施也不會耽誤裝置的有效運行。然而事實卻恰恰相反，傳動試驗不僅是檢測信號是否能有效傳遞的重要手段，也是檢驗組件材料性能的必要措施，如果試驗次數不夠、數據記錄不夠全面，會使熱工保護裝置存在的問題被進一步擴大，造成火電廠經濟利益的損失。以上這些操作異常都是由于工作人員的注意力不集中或個人技術水平有限導致的，人員對工作任務不夠重視，缺少系統的能力培訓，使人為操作問題反復發生。

二、解決火力發電廠熱工保護誤動拒動的相關對策

（一）優化設計流程

設計流程的優化主要是對DCS 系統的邏輯組態進行調整，提高熱工保護系統的可靠性。同時要豐富冗余設計，實現電磁閥電源的遠程控制與實時監管，還要對重要的熱工信號進行冗余配置，使測點信號能夠第一時間被判定，增強信息傳遞的效率與質量，并采取各自獨立運行或多點式的工作模式，避免串聯效應的發生，也進一步方便了維護人員對故障點的查找與排除。

（二）加強保護措施

工作人員需要注重電源、電線和設備的保養與維護，定期對相關組件進行檢查，確保故障發現的及時性，防止老化現象的產生，并在停機時對熱工保護系統進行檢修與試驗，驗證保護的效果與可行性。如果發現設備出現運行故障，需要根據問題類型選取合理有效的應對措施，比如：若是組件功能失效，需要及時從生產廠商配置同樣型號的零用件，不可隨意從市場上購買構件，防止適配性問題的產生；若出現電路故障，則需全面確認電路運行是否準確有效，并提高備用電源的管理效率，確保當電力無法有效供應時，備用電源能夠及時進行供給，降低火電廠的經濟損失；若是因設備長時間高負荷運行產生的功能性下降，則需對系統參數進行調整，確保設備在滿足應用條件的情況下，適當降低運轉效率，提高設備的使用壽命。

（三）改善工作環境

火力發電廠的工作環境需要保證處于安全標準范圍內，并提高防水、防腐蝕等工作的建設質量，通過刷漆、鋪設隔離膜、減少熱源、遠離輻射等方法，使不利于裝置運行的環境因素得到徹底清除，以此確保熱工保護設備的穩定性和使用年限。同時還要對就地設備的工作條件加以控制，比如：南方沿海區域空氣相對潮濕，需要安裝除濕設備降低空氣濕潤度；北方地區由于天氣寒冷，則要做好溫度控制工作，必要時可對取樣管采取防凍處理。

（四）提高人員技術水平

首先技術人員要提高思想認知，明確人工保護裝置的重要性和重要意義，能夠根據管理流程要求，詳細、嚴謹的完成各個操作環節，并加強設備的試驗工作，保證數據記錄的完整性，降低運行故障產生的可能性。其次，要定期開展技能培訓，規范相關人員的操作方法，幫助火電廠實時了解人員的工作水平，使其認識到自身的不足之處，從而做出及時調整與提升，避免人為操作失誤的產生。最后，要建立完整的考核制度，針對技術檢驗中表現突出的人員，給予一定量的獎勵，使其發揮帶頭作用，營造良好的工作氛圍，使相關人員產生良好的工作責任感與使命感，而對于測評中表現不佳的人員，則需采取警醒、警告的方式，幫助其端正工作態度，明確自身工作職責，更好的應對意外狀況的發生，從而切實減少熱工保護誤動與拒動現象的產生[3]。

結論：綜上所述，通過分析當前火力發電廠熱工保護因設計問題、電路故障、工作環境、人為操作等導致誤動與拒動的形成因素，提出優化設計流程、加強保護措施、改善工作環境、提高人員技術水平等切實解決故障問題的有效對策，使熱工保護能夠充分發揮實際作用，保護機組的運行安全，保障火力發電廠的經濟效益。