燃煤發電廠熱工自動化設備系統風險及對策

山西陽光發電有限責任公司 雷建軍

1 燃煤電廠熱工自動化設備系統及其主要構成

1.1 燃煤電廠熱工自動化設備系統

燃煤發電廠自動化設備的控制方法多樣，包含了熱工機械設備的自動化、監督控制和檢測等問題，希望能在成本最小化基礎上實現運行的最大化，保障在運行中保持一個安全穩定的運行狀態。燃煤電廠在運行中需通過具備完善的設備系統的檢測功能，對所有功能進行統籌規劃、系統控制，保證燃煤電廠熱工自動化設備能夠穩健的運行[1]。一般來說，燃煤、機爐、電氣、化學和燃煤電廠的所有的相關車間都需通過進行集中控制的方法來實現綜合管理，集中控制一般通過兩機一控的方法來實現控制，需通過機組的實踐來進行組合，目前根據一種通用的形式來說明燃煤電廠熱動控制的基本情況[2]。

1.2 燃煤電廠熱工自動化設備系統主要構成

機組自動化系統。是建立在電廠熱工自動化設備中的微處理器上的控制系統，包含了機器運轉中的數據收集、對其他線路的控制、對模擬量的控制以及對監控系統的控制等多個系統的管理[3]。機組通過機組管理人員和顯示屏幕對系統進行監督，在總控臺上安裝分散管理系統和控制按鈕，利用中央控制系統對機組進行整體的管控，其他的分散控制器在顯示器上顯示出被控制情況。機組控制系統是通過燃煤電廠的集中控制系統對整個的機組進行管理控制，與其相關聯的自動控制系統和連鎖裝置等都需在顯示器上進行顯示，完成各種工作要求，并需配備足夠的換氣設備，在機組控制臺上需和其他相關輔助的輔助盤進行區分，對于輔助設施的啟動運行和停機等需按照相對應的運行模式，由功能子組按照一個特定的順序進行管控。

電廠監控自動化系統。包含了整個電廠的所有的運營數據的整理、對電廠的功能進行分析、對電廠所有關鍵的設備和信息的安全性管理工作。監控系統根據機組的生產情況和產生的生產數據以及電廠運營規范的相關規定進行系統參數的設定，變送器和相關的儀表設備都需根據高效率生產的標準來使用。

輔助自動化系統。是關于化學水的第一步驟的處理、凝結水的精細處理以及通風系統和煤運系統等系統的統稱，通過對輔助車間的管理實現輔助系統的車間的控制。化學補給水等方面的管理系統在建立就地解決的基礎上還需實現中央控制系統對其的管控，在進行調試完成后使用階段可通過將就地控制中的CTR 轉到中央控制中心工作。

2 燃煤電廠熱工自動化設備系統風險及其成因

2.1 燃煤電廠熱工自動化設備系統風險

由于DCS 系統在運行過程中出現不夠穩定的情況，會導致電廠熱工自動化設備出現一定風險，也就是說由于電源或自動調節部件出現問題，系統測壓零件或測溫零件失靈都會引發機組保護出現錯誤的情況發生。這些問題會使在執行操作時出現無法對遠程控制系統實施操作，無法對監控發電機組的功能進行控制，機組運行處于不正常的狀態。操作人員在此過程中會出現對機組運行情況產生錯誤的判斷，從而導致事故朝著惡性循環的方向發展，電廠熱工自動化設備系統風險加劇。

另外如DCS 系統對病毒抵抗能力欠缺也會出現風險。當黑客對系統進行入侵，電廠熱工自動化設備系統的故障的發生率也會加大。燃煤電廠熱工自動化設備系統的設備正在安裝中出現的安裝故障或熱工設備的采購質量不符合采購標準，都會導致出現安全隱患。

2.2 燃煤電廠熱工自動化設備系統風險成因

2.2.1 機組控制系統風險及成因

機組控制系統是電廠熱工自動化設備系統中的重要構成部分，該部分出現問題的原因是UPS 的電源出現問題，會導致系統或電路的回路電源停供，原因有幾方面：系統集中控制中的線路出現故障、電源出現故障或接頭處出現松動等導致系統出現問題，或LCD 屏幕出現黑屏、斷電等情況。通信的電線間接頭處的負荷較大，承載的壓力越大則會導致出現信號傳遞不夠靈敏和穩定的情況，從而會進一步出現信號不暢通、系統出現死機的情況。另外，如硬件出現損傷或損壞、人員在操作過程中沒有嚴格按照操作規范實施，都有可能會對熱工自動化設備系統的主機帶來損壞。計算機的系統軟件也面臨著黑客或者病毒入侵的可能，也有可能帶來機組控制系統的損壞。

2.2.2 測壓裝置風險及成因

測壓裝置出現問題的原因主要來源于UPS 的電源或者是線路出現問題，回路線纜不通帶來的供電失常會引起測量裝置的傳輸功能無法正常工作。另外，還有可能是由于測量的零件或彈性失效出現了問題，這會導致數據存在誤差；儀表儀器對于設備的壓力、壓強數值無法準確傳導，壓力表的數值出現錯誤，朝向最大值或是朝向最小值，差壓表也出現類似情況；取樣的設備由于長久工作出現磨損，導致的防摩擦力的效果不夠理想，儀表在進行壓力的傳輸過程中由于雜物的擁堵導致指針不夠靈活，由于溫度的影響導致測量的數值不夠準確、出現測壓不準等故障。變送器產生問題導致供電的能力減弱，從而引發導線出現問題或者UPS 的電源出現問題等情況。

2.2.3 測溫裝置風險及成因

測溫裝置的問題來源于線路出現損傷，或者是UPS 的電源的線路中的回路沒有供電，會引起整個測溫裝置不能夠顯示準確的數值，另外，可能由于測量所使用到的零部件等出現損壞，會對測溫裝置中的指針帶來影響，指針有可能向最大值或者最小值偏差，甚至出現指針不動的情況。元件安裝的情況中安裝不合適也會出現測溫裝置中的零部件的某個部位和所要測量的位置之間的接觸不良，從而導致溫度測量的數值不夠客觀準確；分散控制系統的組件輸入點存在問題也會導致測溫裝置測溫的數值不準確的情況，裝置受到外部的磁場等影響也會出現測溫裝置測量結果不準確的問題。

2.2.4 機組保護裝置風險及成因

機組保護裝置出現問題后會出現機器錯誤轉動或停運。在此基礎上，燃煤電廠熱工自動化設備系統出現問題的風險增高，原因來自多個方面：包含保護系統由于外來因素的影響導致問題的產生，來源于內部的零件問題導致的系統運行受到干擾，從而引起設備系統故障；在自動狀態下進行電路切換時，電源的雙路線路都處于停止供電狀態，從而導致機組運行過程中出現錯誤判斷；機器的系統在設計過程中存在漏洞，安全性能得不到保障，不能滿足電廠熱工自動化設備在運行中的需求；機組保護的裝置的精確程度不夠高，也會導致系統在運行中出現錯誤判斷；傳輸的組件出現問題會觸發系統喚醒保護機制；信號測點的線路出現故障；線路的接觸點存在問題等。嚴重情況下會導致相關的測量設備出現測量數據錯誤的問題，從而引發拒動現象的產生。

2.2.5 自動調節系統風險及成因

該事故出現的風險原因也有多種：儀表的精確程度不高；通訊設備工作中出現驟停問題導致系統出現錯誤判斷；系統內部芯片出現問題，情況嚴重時會導致運算能力出現狀況，導致系統出現失控；系統傳輸過程中的信息出現遺失，導致系統的調節裝置出現失控制；執行的零件出現老化問題，會導致系統中調節功能執行能力下降；線路的接觸部位出現松動，檢測零件不能正常工作，對于調節門的工作帶來嚴重的不良影響；電源部分出現問題，導致機組部分出現失控狀態等。

2.2.6 熱工電源供電風險及成因

熱工電源供電不足也會造成較大不良影響，該事故造成的因素也有很多方面，包含了電源的線路回路出現短路，出現嚴重的問題會影響電廠熱工自動化設備供電情況。電源一旦出現短路的問題就會導致電路出現跳閘斷電的情況；電源電纜的絕緣性不強，容易造成接地和短路情況；外部環境如果惡劣，對于線纜造成的影響也較大。

3 燃煤電廠熱工自動化設備系統風險防范措施

3.1 技術方面的措施

實際操作技術方面的建議主要包含工人施工技術和增加預警裝置等。首先工人施工技術的改善對電廠熱工自動化設備系統風險防范起到關鍵性的積極影響，操作人員在操作過程中需提高對UPS 電源的穩定性，盡可能減少電源在切換過程中所需要的時間。并需不斷完善系統電源的整體功能。

另外，設備的完善也能對熱工自動化設備系統風險的防范起到積極影響，如安裝聲光報警裝置能客觀角度上有效地降低熱工自動化設備系統風險，降低事故的發生概率。工作人員對于設備中的系統接口處需要進行檢查，保障接口的安全性。工作人員需要將反措的相關要求作為根本，進一步的避免系統在運行過程中出現錯誤判斷的概率，并且盡量地避免系統出現錯誤的運行和拒絕執行運行命令的情況。

對于熱工系統的保護來說，系統的獨立性影響較大。基于此，需要對熱工的保護系統提高關注，為了保護其獨立性，需要對熱工自動化設備安裝停機驅動功能或安裝跳閘按鈕，在系統運行過程中出現問題就能及時地進行跳閘或停機，以避免出現更大的問題。為了能夠保障熱工自動化系統的故障得到及時有效的修理，增加系統的追憶功能，能夠對熱工自動化系統運行過程中的問題進行記錄，方便出現問題能夠及時準確的了解具體情況，并及時解決，這對于單元組成的自動化系統有著非常重要的作用。

工作人員在實際操作中還需要對DCS 燃煤鍋爐的爐膛的安全性進行監督。首先是對爐膛的質量的監督，在采購過程中需要嚴格遵守爐膛的采購標準，選取質量上乘的爐膛，避免由于質量原因導致的爐膛安全隱患。用其中的控制器作為例子來說，控制器的切換的方法需要設定為手動和自動，避免由于自動系統功能出現問題導致的惡劣情況下無法干預的問題出現，并且其中裝置的數量也需要進一步添加。在進行檢查的環節中，工作人員需要進行接地檢測，保證壓縮空氣的品質，從而達到完善系統性能的目的。

另外，儀表盤的氣源也是需要注意的一個問題，對于儀表氣盤的氣量需要進行掌控，需要擁有15min 的氣體供應量，并且需要將儀表氣源的輸入渠道與其他的儀表零件進行區分，避免進氣渠道與其他的零部件接觸，避免由于進氣渠道出現問題導致的熱工自動化設備和系統的安全風險。

3.2 管理方面的措施

在實踐中的過程中，對于安全的管理顯得尤為重要，目前燃煤電廠熱工自動化設備系統風險防范安全管理方面的措施包含了多個方面：工作人員崗位安全職責管理、燃煤電廠熱工自動化設備系統風險防范相關的管理制度、安全管理應急預案和安全管理的監督、監控信息的管理等方面。其中燃煤電廠的熱工安全管理的相關制度包含了熱工自動化設備系統的監督管理的相關制度、熱工自動化設備的日常檢查制度和熱工工作人員的相關的安全教育的管理制度、熱工計量管理制度和熱工的系統的不同級別的授權管理制度，熱工自動化設備系統的病毒預防和預警制度、熱工自動化設備工程師的管理標準的細則等。

加強熱工自動化系統的風險管理，首先明確相關部門的工作職責和管理條例，并且細化到各個崗位的工作細則和需要盡到的崗位職責。必須嚴格制定相關的規范條例，并且在企業的運營過程中根據實際情況不斷地進行條例的完善，保障各個崗位的工作都能夠有管理條例進行約束。

強化操作規范，保證能夠按照科學規范的工作程序來完成工作內容。另外加強管理，對熱工自動化設備系統的管理除了對部門的管理以外，需要加強對部門的動態監督管理，對不同崗位工作人員的工作狀態進行動態監督和評價，不斷約束其行為，避免出現工作中的松散、懶散的工作狀態和疲憊的工作態度。