發電廠熱控技術監督工作的探討

中電華創（蘇州）電力技術研究有限公司 陶小宇 王亞順 江蘇常熟發電有限公司 戴 軼

黃岡大別山發電有限責任公司 程 發

國家能源局于2019年6月4日發布DL/T 1056-2019《發電廠熱工儀表及控制系統技術監督導則》（簡稱《導則》），2019年10月1日實施，2007版廢止。《導則》規定了火力發電廠熱控技術監督的內容和要求，熱控技術監督貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，按照國家、行業相關標準、規程、規定和反事故措施要求，對火力發電廠熱控系統的設計、安裝、調試、運行、檢修等全生命周期進行過程監督和管理。計量監督為火力發電廠運行參數提供了溯源依據，保證運行參數的準確性和真實性。熱控技術監督為火力發電廠安全、經濟、穩定運行提供強有力的保障。

1 主要變化及技術監督內容

1.1 主要內容的變化

增加了熱控設備選型、控制系統設計、熱控電源與儀用氣設計的基本要求；增加了定期工作、重要設備維護的基本要求；增加了檢修驗收及修后評價的基本要求；原試生產期監督內容并入了調試監督；以附錄形式給出熱控保護投退申請單、熱控專業典型巡檢標準卡、熱控系統軟件修改執行單、熱控信號強制/恢復記錄單、熱控專業定期工作標準卡、熱控保護定值表等示范性模板；熱控技術監督考核指標由原標準的10個精簡為5個：熱控保護投入率、模擬量控制系統自動投入率、熱控測點投入率、順序控制系統投入率、全年熱控標準儀器送檢率。熱控技術監督考核指標：熱控保護投入率100%，DCS 機組模擬量控制系統自動投入率≥95%，熱控測點投入率≥99%，順序控制系統投入率≥90%，全年熱控標準儀器送檢率100%。

1.2 監督范圍的變化

熱控系統的監督范圍更加全面，增加了化水、輸煤、除渣等輔助控制系統，涵蓋了燃煤火力發電廠全廠熱工控制系統。首次將燃氣輪機控制系統納入火力發電廠熱控系統監督范圍，《導則》適用的范圍包含燃煤火力發電廠、燃氣-蒸汽聯合循環發電廠、垃圾焚燒發電廠、生物質環保發電廠等。隨著現場總線和智能診斷技術在發電廠的廣泛應用，熱工儀表及設備監督范圍增加了現場總線控制系統，爐膛火焰監視、爐膛泄漏監視、汽輪機安全監測等在線監視分析裝置。

1.3 儀表選型

熱工開關量測量儀表不具有連續監測功能，熱工檢修運行規程建議主要熱工檢測儀表的校驗周期為C 級檢修，在一個檢修周期內開關量儀表的校驗值是否漂移、儀表故障均無法判斷，開關量儀表運行狀態具有不可預測性[1]。模擬量變送器檢測儀表智能化程度在不斷提升，具備連續檢測功能，儀表的狀態具有直觀性和可預測性，在火力發電廠的應用范圍廣。火力發電廠熱控保護檢測儀表由模擬量儀表逐步代替開關量儀表，如高/低壓加熱器的液位保護由開關量儀表更換為模擬量儀表。《導則》建議爐膛壓力保護信號的檢測宜選用連續輸出模擬量的變送器，壓力取樣管路宜配備吹掃防堵裝置；高/低壓加熱器、凝汽器、除氧器等液位保護信號的檢測也宜選用連續輸出模擬量的變送器。

1.4 保護系統設計

熱控檢測儀表數量多、分布廣、現場環境差，信號傳輸回路干擾源多、干擾強，導致熱控檢測系統的故障率較高，為防止熱控保護的誤動或拒動，提高熱控保護的可靠性。《防止電力生產事故的二十五項重點要求》（國能安全[2014]161號）規定了所有重要的主、輔機保護都應采用“三取二”的邏輯判斷方式，保護信號應遵循從取樣點到輸入模件全程相對獨立的原則。《導則》引用了二十五項反措的要求并對其要求進行了提高，規定了鍋爐總燃料跳閘系統、汽輪機緊急跳閘系統、發電機跳閘系統間的跳閘指令應至少有三路信號，通過各自的輸出模件并按三選二邏輯實現跳閘功能。目前各火力發電廠滿足鍋爐總燃料跳閘系統與汽輪機緊急跳閘系統間三取二的邏輯判斷方式，汽輪機緊急跳閘系統與發電機跳閘系統間的保護信號不滿足要求，發電機保護跳閘聯跳汽輪機的保護采用三取一的方式。

1.5 主要檢測參數的定期抽檢

原熱工技術監督導則要求定期開展主要熱工檢測參數現場校驗工作，300MW 及以上的DCS 機組每季度每臺機組以抽檢5點為宜[2]。在抽檢工作實際實施過程中遇到各種困難：抽檢時主要檢測參數數據異常波動，嚴重影響機組安全運行；抽檢時需解除機組主保護，違反了國家相關標準、制度的要求；部分熱工主要檢測參數儀表測量對象為高溫高壓介質，有人身傷害的風險等。《導則》取消了主要檢測參數的定期抽檢工作，規定主要熱控檢測參數的運行數據可追溯。熱控技術監督通過以下四方面的技術措施保證主要熱控參數的運行數據可追溯。

嚴格遵守熱工計量檢定規程，熱控計量儀表應按照檢定規程和周期檢定計劃進行檢定，送檢率應達到100%，檢定合格后才能使用；機組檢修期間應進行主要檢測儀表、元件、變送器的校驗工作，保證主要檢測儀表的誤差符合要求；機組檢修期間應進行主要熱控檢測參數的系統綜合校驗，保證主要檢測參數信號傳輸回路的系統綜合誤差符合要求。主要熱控檢測參數的系統綜合校驗的方法是：應在現場檢測儀表、一次元件、變送器的信號接線端子處，使用標準計量器具施加標準信號，在操作員站讀取顯示數值，計算系統綜合誤差；通過人員監視檢測對象的工藝流程和冗余檢測測點，判斷主要檢測參數的數值是否符合工藝要求。

1.6 保護試驗

熱控保護試驗是防止熱工保護系統誤動或拒動的預防性試驗，是提高熱控保護系統檢修的質量、保證機組安全穩定運行的必要手段。《導則》規定了熱控保護試驗的靜態試驗周期：機組A 級檢修（或停機時間超過30天）首次啟動前應進行所有熱控保護聯鎖試驗；C 級檢修（或停用時間超過15天）機組首次啟動前應進行鍋爐、汽輪機、發電機的保護及其他重要熱控保護的傳動試驗；檢修期間有變動的，以及運行中出現異常的保護系統也應進行傳動試驗。為檢驗熱工檢測儀表和信號回路的正確性，保護聯鎖試驗應盡量采用物理方法進行實際傳動[3]，如條件不具備可在測量設備校驗準確的前提下，在現場信號源處模擬試驗條件進行試驗。

1.7 分散控制系統性能測試

分散控制系統為火力發電廠過程控制系統，其功能和性能指標符合標準要求是火力發電廠機組安全、可靠、經濟運行的基礎。原熱控技術監督導則中規定熱控系統的檢修項目應按照DL/T 774《火力發電廠熱工自動化系統檢修運行維護規程》規定的內容進行，DL/T 774關于分散控制系統的性能測試周期為：新投運的機組、A 級檢修后機組、硬件/軟件升級后、硬件/軟件作了重大改動后根據機組運行狀況需求。《導則》中調試階段監督規定了分散控制系統的調試及驗收應按DL/T 659《火力發電廠分散控制系統驗收測試規程》的要求進行；檢修階段監督規定了首次A 級檢修或分散控制系統改造后應按DL/T 659所規定的測試項目及相應的指標進行全面測試，確認其功能和性能符合標準要求。按照《導則》的規定，新投運機組、機組首次A 級檢修后、改造后按照DL/T 659的要求應進行分散控制系統功能和性能的全面測試。

2 熱控技術監督考核指標

熱控保護投入率=保護系統投入總數/保護系統設計總數×100%，保護系統設計總數統計方法為主保護套數與重要輔機保護套數之和。主保護套數為主燃料跳閘保護和汽輪機危機遮斷保護按設計條件數統計套數。重要輔機保護套數為重要輔機的臺數統計，重要輔機為電動給水泵、汽動給水泵、送風機、引風機、空預器、一次風機、磨煤機、凝結水泵、高/低壓加熱器。保護系統投入總數為主保護投入總數與輔機保護投入總數之和。主保護投入總數為一個自然月內保護沒有退出過的保護套數。單臺輔機保護投入數=保護條件投入數/本臺輔機設計保護條件數。輔機保護條件投入數為一個自然月內保護沒有連續退出24小時的保護條件套數。

模擬量控制系統自動投入率=滿足投入規定時間的自動控制系統總數/自動控制系統總數×100%，滿足投入規定時間的自動控制系統總數為調節品質滿足考核標準的要求且累計投運時間超過主設備運行時間的90%；熱控測點投入率=實際數據采集系統測點數/數據采集系統測點數×100%，數據采集系統設計測點數為分散控制系統輸出信號和輸入信號測點之和；順序控制系統投入率=投入順序控制系統總數/順序控制系統設計總數×100%；全年熱工標準儀表送檢率=標準儀器全年累計送檢數/標準儀器全年應送檢數×100%。

此次《導則》的修訂熱控技術監督范圍更廣，提高了熱控設備選型、控制系統設計的基本要求，取消了主要熱控檢測參數的定期抽檢工作，明確了分散控制系統功能和性能全面測試的時間階段，精簡了熱控技術監督考核指標。