火力發(fā)電廠脫硫DCS系統(tǒng)常見故障及處理措施探析

國家能源投資集團有限責(zé)任公司 胡道成

火力發(fā)電廠運行和管理過程中脫硫DCS 系統(tǒng)發(fā)揮著巨大的作用和優(yōu)勢，其作為一種分散控制系統(tǒng)，集合了多種先進技術(shù)于一身，包括計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及圖形顯示技術(shù)等，通過運用該系統(tǒng)對火電廠各項設(shè)備進行控制與管理，可以有效確保設(shè)備運行的可靠性[1]。

但對于脫硫DCS 系統(tǒng)運行來說，由于維護與管理不及時，加之長時間的不間斷運行，系統(tǒng)極有可能出現(xiàn)一系列的故障問題，導(dǎo)致系統(tǒng)自身的運行可靠性大幅降低。因此，火力發(fā)電廠運行和管理過程中，要重點做好脫硫DCS 系統(tǒng)的故障測試以及處理等工作，結(jié)合先進的技術(shù)手段對系統(tǒng)故障位置以及成因等進行有效測試，明確主要成因后制定出有針對性的處理措施，從而全面提升系統(tǒng)的安全性和可靠性[2]。

1 火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)故障測試

1.1 工作環(huán)境測試

針對于火電廠脫硫DCS 系統(tǒng)故障分析，關(guān)鍵是結(jié)合工作環(huán)境進行故障測試：對集控室、電子設(shè)備操作間等區(qū)域放置溫濕度計，控制測試時間在5min以上，確保數(shù)據(jù)信息穩(wěn)定不變之后，方可進行測試數(shù)據(jù)記錄；安排專人對電子設(shè)備操作間進行故障排查，為了確保排查的準(zhǔn)確性，需打開控制間中各類網(wǎng)絡(luò)柜、電源柜等柜門，對其中的控制器、繼電器、電源切換模塊等進行檢查；檢查集控室各設(shè)備運行情況，包括人機接口站的顯示器、主機以及交換機等是否存在積灰問題[4]。

1.2 DCS 部件可靠性測試

針對于脫硫DCS 系統(tǒng)部件可靠性測試，詳細(xì)包括以下部分：

供電冗余切換測試。對兩路供電電源運行情況進行檢查，利用DCS 性能測試儀接入到電源切換后母線的備用端子，此時將A 路電源開關(guān)切斷，B 路電源應(yīng)當(dāng)自動合閘；合上A 路電源開關(guān)，切斷B 路電源開關(guān)，此時A 路電源應(yīng)自動合閘，利用測試儀對上述全過程進行準(zhǔn)確記錄，判斷電源運行的實際狀況，以便找到故障發(fā)生的準(zhǔn)確位置。

控制器冗余切換測試。在明確控制器運行情況正常的基礎(chǔ)上，在人機接口站打開脫硫DCS 系統(tǒng)的自檢功能，判斷控制器狀態(tài)是否與就地指示一致，接著停止A 主控制器電源，用備用控制器B 替代主控制器運行。完成上述操作后，對系統(tǒng)所有DPU 控制器均實施上述切換試驗，切換結(jié)果記錄顯示，所有DPU 控制器無論A 切B 還是B 切A 都為正常。

網(wǎng)絡(luò)冗余切換測試。在明確主控制器和備用控制器均運行正常的基礎(chǔ)上，斷開主控制器A 網(wǎng)，對主控器內(nèi)測點進行檢查，確保無壞點且操作規(guī)范后，開啟脫硫DCS 系統(tǒng)的自檢功能畫面，顯示主控制器A 網(wǎng)離線，接著對控制器A 網(wǎng)進行恢復(fù)，脫硫DCS系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)顯示恢復(fù)畫面。最后，利用同樣的操作原理對主控制器B 網(wǎng)以及備用控制器A/B 網(wǎng)進行重復(fù)測試。

1.3 DCS 部件可維護性測試

首先，在對不同卡件選擇并帶電拔出后，分散控制系統(tǒng)會直接顯示卡件故障畫面，而與卡件相關(guān)聯(lián)的回路控制并不會受到干擾。此時將卡件模型帶電插回原位時，分散控制系統(tǒng)會顯示故障自動修復(fù)，與卡件相關(guān)聯(lián)的回路控制系統(tǒng)仍然不會受到影響；其次，長按停止按鈕強行停止操作站，并終止其工作，再將其重啟，對整個操作時間過程進行記錄。當(dāng)操作站進行重新啟動時，該工作站及DCS系統(tǒng)會正常運行；最后，在脫硫DCS 系統(tǒng)運行中，需要該站具備更為完善的功能，如畫面監(jiān)視和參數(shù)方面的修改，以及對整個組態(tài)進行修改和下裝的功能等。

1.4 部件可維護性測試

帶電插拔測試。選取各種類型輸入輸出模件中的任一模件，將其帶電拔出再插上，其主要體現(xiàn)形勢如表1所示；系統(tǒng)重置能力測試。操作員站強行終止工作站的所有工作，操作員站重啟成功，用秒表記下工作站重啟動的整個過程時間，時間小于40s。

表1 卡件帶電插拔結(jié)果

2 力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)優(yōu)化措施

2.1 強化電源管理

在火電廠脫硫DCS 系統(tǒng)的正常運行過程中，電源裝置會直接影響到系統(tǒng)的運行狀況，特別是隨著系統(tǒng)運行時間的增加，電源裝置的部件很容易出現(xiàn)故障或隱患，導(dǎo)致系統(tǒng)正常運行受到干擾，所以為了提升脫硫DCS 系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性，需要結(jié)合系統(tǒng)實際情況，選擇與之相對應(yīng)型號的電源裝置，強化對于電源的管理和控制。例如，在脫硫DCS 系統(tǒng)的日常運行過程中，要定時對電源裝置進行檢查，并做好維護保養(yǎng)工作，在實際工作中要重點對電源回路以及電壓輸出狀況等參數(shù)進行檢查，發(fā)現(xiàn)參數(shù)運行不合理的情況要及時進行反饋，確保電源存在的隱患可以第一時間進行排除，為脫硫DCS 系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供必要保障。

2.2 重視系統(tǒng)啟停維護

在日常開展脫硫DCS 系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)工作中，對于系統(tǒng)DPU 和CPU 復(fù)位操作，要結(jié)合系統(tǒng)實際情況進行組態(tài)的不斷優(yōu)化和調(diào)整，有效確保系統(tǒng)的運行性能參數(shù)正常。此外，相關(guān)維護人員對于脫硫DCS 系統(tǒng)中存在的雜質(zhì)要及時清理，確保主機以及其它設(shè)備足夠干凈整潔，同時還要注重設(shè)備的散熱問題，防止因為散熱不良而引發(fā)的系統(tǒng)故障，避免脫硫DCS 系統(tǒng)運行效率受到干擾。

在全面深化改革新時期，改革進入“深水區(qū)”和“攻堅期”，留下的都是難啃的硬骨頭，單純地“摸著石頭過河”已經(jīng)不再適應(yīng)時代要求。雖然全面深化改革是在走前人未走過的路，“摸著石頭過河”仍有合理性，但必須將“摸著石頭過河”和“頂層設(shè)計”結(jié)合起來，堅持趨利避害，讓“頂層設(shè)計”緩沖“摸著石頭過河”的風(fēng)險。

2.3 脫硫DCS 系統(tǒng)故障預(yù)防

作為火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)運行管理人員，為了避免系統(tǒng)出現(xiàn)過多的故障問題，要全面掌握脫硫DCS 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、布局以及相應(yīng)的子系統(tǒng)功能等，并且結(jié)合各部分的特點和實際情況，給予針對性的維護處理，降低故障出現(xiàn)的概率，達到預(yù)防管理的實質(zhì)性目的。在實際開展工作中要定期對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行檢查和維修，全面掌握系統(tǒng)的各項運行參數(shù)以及狀況，發(fā)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱患要第一時間進行上報，由負(fù)責(zé)人安排專人進行維修，確保將系統(tǒng)故障隱患扼殺在萌芽階段。

此外，火力發(fā)電廠要制定健全的系統(tǒng)運行和管理體系，為規(guī)范脫硫DCS 系統(tǒng)運行和操作提供有效的約束及指導(dǎo)，同時將責(zé)任落實到每一個技術(shù)人員身上，確保故障問題出現(xiàn)的第一時間可以找到責(zé)任人，確保維修工作的足夠及時，防止故障隱患的進一步擴大。

3 火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)安全性和可靠性的提升對策

3.1 強化系統(tǒng)軟件的維護管理

火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)軟件故障問題除了要進行有針對性的處理外，還要強化軟件的日常維護管理，提升系統(tǒng)的安全性和可靠性，詳細(xì)措施如下：

在日常操作過程中，要不斷提高人員對于分散控制系統(tǒng)的操作水平，規(guī)范系統(tǒng)操作行為，防止因為個人方面的失誤而引發(fā)的脫硫DCS 系統(tǒng)軟件故障；重視系統(tǒng)軟件的定期維護管理，發(fā)電廠企業(yè)內(nèi)部成立專門的管理部門，定期開展脫硫DCS 系統(tǒng)的軟件檢測，重點包括系統(tǒng)運行參數(shù)、故障問題以及風(fēng)險等級等，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在故障隱患，要及時進行反饋并通知相關(guān)人員進行維修處理，防止隱患進一步擴大。

加強脫硫DCS 系統(tǒng)的防病毒管理。對于火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)而言，安裝相應(yīng)的防病毒軟件雖然可以在很大程度上避免系統(tǒng)被病毒入侵，但由于防病毒軟件的安裝會導(dǎo)致系統(tǒng)自身的運行效率大幅降低，所以一般火力發(fā)電廠DCS 軟件不安裝相關(guān)防病毒軟件，此時為了防止系統(tǒng)被病毒入侵，要轉(zhuǎn)進攻為防守，通過規(guī)范日常的系統(tǒng)操作以及定期檢測，增強系統(tǒng)的病毒防護水平。

3.2 優(yōu)化脫硫DCS 系統(tǒng)

火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)作為一種分散控制系統(tǒng)，要想真正發(fā)揮出理想的功能優(yōu)勢，其必然需要進行不斷的更新和優(yōu)化，在對系統(tǒng)進行升級的同時，相應(yīng)的安全性和可靠性也會顯著增強，因此在實際開展工作中要進一步對脫硫DCS 系統(tǒng)進行優(yōu)化和改進，確保其功能性優(yōu)勢可以進一步發(fā)揮，詳細(xì)的優(yōu)化措施如下：

工作人員要定期對DCS 控制系統(tǒng)進行升級優(yōu)化，在完善系統(tǒng)安全系數(shù)的同時，也能讓分散控制系統(tǒng)的自動化、智能化水平進一步提升。而隨著自動化程度的不斷提升，火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)的控制和監(jiān)測能力也會愈發(fā)強大，對于火電廠自身生產(chǎn)和運營水平的提升有著重要的促進作用，同時系統(tǒng)安全性和可靠性也能得到根本性的保障；在對脫硫DCS 系統(tǒng)進行優(yōu)化和改進過程中，要強化對系統(tǒng)的監(jiān)督和管理，重點做好定期的故障檢測和分析，尤其是軟件故障的檢測，要給予高度重視，確保發(fā)現(xiàn)問題的第一時間進行反饋和處理，為脫硫DCS 系統(tǒng)進一步優(yōu)化和升級奠定堅實基礎(chǔ)。

3.3 提升運行管理人員綜合素質(zhì)水平

火電廠DCS 控制系統(tǒng)的安全性和可靠性水平的高低，在很大程度上取決于運行管理人員自身素質(zhì)水平，所以提升人員的綜合能力，可以顯著增強分散控制系統(tǒng)的安全系數(shù)，詳細(xì)包括以下幾點：

強化運行管理人員的責(zé)任意識，調(diào)動他們工作的積極性，規(guī)范日常對于分散控制系統(tǒng)的操作，減少失誤以及不規(guī)范行為出現(xiàn)次數(shù)，降低人為原因而引發(fā)的系統(tǒng)故障概率，為確保系統(tǒng)安全可靠運行奠定基礎(chǔ)；上述分析可知，火電廠分散控制系統(tǒng)處于一直不斷升級和優(yōu)化的趨勢，所以相應(yīng)的運行管理人員素質(zhì)及能力也必須要不斷提升，企業(yè)方面要建立完善的培訓(xùn)機制，對運行管理人員開展定期的專業(yè)化培訓(xùn)和教育，包括理論知識儲備以及實踐操作能力等，不斷提升他們的綜合素質(zhì)水平，為DCS 分散控制系統(tǒng)的規(guī)范化運行和管理提供充分的人才保障。

3.4 其它注意事項

除了上述幾方面提升對策以外，在火力發(fā)電廠脫硫DOS 系統(tǒng)運行過程中，要想切實發(fā)揮出理想的作用效果，還需要注意以下幾點：強化對于緊急故障的處理，具體要結(jié)合火力發(fā)電廠各類工況以及設(shè)備運行特點，一方面配置與之相對應(yīng)的手動操作裝置，另一方面要確保緊急停爐按鈕設(shè)置科學(xué)合理，可以有效發(fā)揮出理想作用；調(diào)試運行。具體需嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)實施調(diào)試，確保各類設(shè)備運行參數(shù)符合既定標(biāo)準(zhǔn)；電源設(shè)計。其作為系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)和前提，需重點做好負(fù)荷率冗余配置工作，讓系統(tǒng)當(dāng)中的兩路電源可以切實發(fā)揮出獨立性效果；強化抗干擾性。在脫硫DOS 系統(tǒng)接地過程中要重點做好抗干擾處理，降低一系列故障隱患出現(xiàn)概率。

綜上，本次研究結(jié)合工程實際，重點對火力發(fā)電廠脫硫DCS 系統(tǒng)運行存在的故障問題進行測試，明確系統(tǒng)常見故障問題出現(xiàn)的位置，然后制定出有針對性的預(yù)防和處理措施，提升系統(tǒng)故障處理能力的同時，也為火力發(fā)電事業(yè)更進一步發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。