探究電廠熱控保護裝置檢修與維護及關鍵技術

國能浙能寧東發電有限公司 段墨棪

電廠運行過程中，熱控保護裝置發揮著至關重要的作用，不僅保障電廠安全運行，同時可創造更大的經濟效益。故此，電廠須定期對熱控保護裝置展開全面化的檢修和維護，結合常見裝置故障類型，針對性制定裝置檢修方案，及時更換零部件，避免由于設備損壞，而發生重大運行事故。

1 電廠熱控保護裝置與DCS 控制系統

電廠運行期間，熱控保護裝置融入先進的科學技術，運行性能和質量逐步提升，可以滿足電廠的生產發展要求，加快電廠發展腳步。熱控保護裝置工作原理：當發電設備運行階段出現故障，熱控保護裝置能夠自動啟動，科學化處理故障設備，以此保障發電系統的安全性，降低設備故障帶來的影響，避免產生重大的經濟損失和安全事故。同時，電力設備出現故障時，此裝置不僅可以維護系統安全，還能科學檢修和維護，避免此類故障的再次出現。DCS 控制系統的合理化運用，能夠進一步提高裝置自動化水平，系統由不同單個機組組成展開連續性生產，包含硬件體系結構、軟件體系結構[1]。但系統運行階段常常出現拒動和誤動的情況，間接對熱控保護裝置造成影響。

2 電廠熱控保護裝置常見故障

2.1 供電故障

與電廠其他設備不同，熱控保護裝置具有獨立電源，不會受到其他因素的影響，但也會造成供電故障頻繁出現。正常運行過程中，若發生供電故障，熱控保護裝置將停止運行，無法保護設備元件運行的安全性。供電故障可分成電流不穩、線路漏電、線路連接錯誤、短路等。

2.2 回路故障

對于電廠熱控保護裝置而言，回路故障類型包含斷路、誤接、回路等，其中回路問題對整個裝置影響較大。回路故障指：一部分回路線路在其他因素的影響下發生短路情況，若未能快速切斷線路，極易導致部分設備元件、線路被燒毀，最終造成熱控保護裝置停止運行。同時，一旦發生回路故障，控制中心將無法獲得設備信息數據，保護裝置也無法獲得指令[2]。

2.3 傳感器故障

熱控保護裝置運行期間，應實時采集和分析電廠設備數據，當傳感器出現故障，將出現信息采集不及時、誤差大、不準確等情況。以傳感器損壞程度為依據，傳感器故障可分成損毀、失效、誤差三個等級，其中影響傳感器正常運行的因素包含短路、斷路、回路線路接線不嚴密等。

2.4 DCS 系統軟件故障

熱控保護裝置運行期間，對DCS 系統的依賴性較高，而若此系統出現故障也會影響保護裝置運行效果。從系統硬件層面考慮，常見故障包括插接松脫、電源輸出錯誤、硬件損壞等，主要影響因素為電流、電壓、溫度、人為等。其中，插接松脫故障主要由正常運行階段自動松脫或者線路接駁不合理等造成。

3 電廠DCS 系統關鍵參數性能測試

電廠熱控保護裝置運行期間，DCS 系統發揮關鍵性的作用，需要技術人員明確系統的關鍵參數，制定系統化的參數性能測試方案，了解DCS 系統軟件故障特征，以便于針對性展開裝置檢修和維護工作。測試控制器開關量采集實時性過程中，主要利用開關量輸入模件完成采集工作，系統化分析開關信號的處理水平。具體操作流程為：增加計數邏輯塊，與D1通道連接，再通過信號發射器向通道施加方波脈沖串，空間占比為50%，并設置n 個脈沖個數，同時縮小脈沖寬度，當計數器無法正確計數停止操作。測試結果見表1，通過分析測試結果可知，當控制周期為100ms，DCS 也能正確技術，50ms 檔位下丟脈沖。

表1 控制器開關量采集實時性測試結果

4 電廠熱控保護裝置的檢修與維護的關鍵技術

4.1 加強傳感器檢修和維護

在檢修與維護傳感器過程中，技術人員應重點檢查設備精度，當精度符合相關規定和要求，表明傳感器可以正常運行，而若標準值與實測值差距較大，則表明傳感器可能存在故障隱患。對此，技術人員需要做好精度校準處理，保障測量結果的準確性，能夠真實反映傳感器運行情況。另外，多角度分析熱控保護裝置的影響因素，之后采取相對應的解決方法。如當工作環境溫度過高，或者粉塵顆粒多，降低傳感器設備的精準度和靈敏度，故此技術人員應調節運行環境溫度，并加強對電廠周邊環境的管理。

4.2 優化熱控保護裝置的邏輯組態

熱控保護裝置運行期間，邏輯組態所測量的信號，可以維護系統設備穩定運行，主要通過信號燈閃爍傳遞設備運行情況，以此精準判斷保護裝置是否存在故障。若運行期間邏輯組態的實效性下降，將無法保障測量信號的可靠性，最終出現裝置故障。同時，熱控保護裝置系統組成呈現復雜化特點，軟件和硬件極易受到外部環境的干擾，需要對邏輯組態進行合理優化，并部分元件進行優化，不斷提高邏輯組態的實效性，使其處于穩定運行狀態。

4.3 電廠熱控保護回路誤動處理技術

熱控保護裝置運行階段，DCS 系統包含多種內容，運行流程混亂且繁多，加之操作對象能力有限，極易出現誤動情況，而出現重大運行事故。具體表現為：未完全解除連鎖保護時，相關人員進行元器件的檢驗工作，而影響部分測點，最終出現誤動動作。當維修機構出現異常情況，工作人員對系統信號展開全面檢查和測量，而在這一期間極易串聯DCS 系統的控制回路和電信號，導致子模件、子板受到損壞。同時，檢測和維修期間，主要以測點、主電機等設備為中心，技術人員多選擇聯動檢測方式，但DCS 系統由多臺服務器組成，電纜、電線交錯復雜，工作時常常出現信號差等問題，影響發電機組運行的穩定性。

回路誤動原因包含：一是人為因素，技術人員檢修工作不到位、誤判端子排接線等；二是電纜接線故障，由于電廠設備長期處于潮濕、高溫的工作環境，加快了電纜的老化速度，絕緣性能顯著較低，發生短路故障而引發誤動情況；三是熱工元件故障，在壓力、閥門位置、溫差等因素的影響下，熱工元件信號誤發現象時有發生。

鑒于以上情況，處理熱控保護回路誤動情況時，技術人員應根據引發原因，采取針對性的處理技術，提高回路誤動處理效果。具體而言：其一，改善DCS 電源切換問題。熱控DCS 控制保護系統運行過程中，電源切換方法為采用兩條冗余電路，但由于系統屬于單獨供電，常常發生電源故障，出現供電異常的現象。對此，應調整電源切換方式，將第一路電源作為負載電源，第二路電源為輔助電源。

其二，強化DCS 系統的抗干擾能力。實際工作中，應重點完善接地系統，優化和改良接地方式，并選擇大截面的通道線，電阻不得超過2Ω。接地極過程中，需要與周邊建筑物保持15m 左右的距離，并與強電設備之間的距離大于10m，促使DCS 系統具有良好的抗干擾能力。

其三，優化熱控就地設備的環境。DCS 控制系統設備不僅需要遠離輻射區、熱源、干擾區，還應做好設備的防潮工作。

4.4 分析熱控保護裝置的可靠性并檢驗測量儀表

檢修與維護電廠熱控保護裝置時，應根據裝置的運行原理，系統化分析保護裝置的可靠性，并對測量儀表展開全面化檢測，了解周期檢驗的要點和方法，降低設備故障出現的概率。實際工作中，技術人員需參考熱控保護裝置的運用要求和工作原理，再仔細分析設備故障損壞，以此確定測量儀表檢驗周期。同時，傳統信號的測量儀表檢測誤差較大，并且整個操作流程過于復雜，消耗大量的人力資源和物理資源。對此，應創新儀表檢驗管理模式，可選用核對運行點、零點的方式，分析儀表運行質量。

對于熱控保護裝置而言，元器件屬于最基礎的組成部分，關系著裝置能否可靠運行。當元器件質量、規格出現問題，將導致熱控保護裝置無法正常運行，提高了安全事故出現的概率。鑒于此，裝置檢修和維護過程中，技術人員應重點檢查元器件，做到及時維修及時更換，避免由設備小問題延伸至大問題。

4.5 充分使用冗余設計

為了保障熱控保護裝置穩定化運行，降低故障帶來的影響，檢修和維護期間應采用1:1冗余設計，做到全方位監控動作電源和熱工信號，保障冗余設置的科學性和合理性，并監控測點信號。冗余設計期間，重點內容為同步切換邏輯，由于靜態轉換開關屬于獨立模塊，通用特征明顯，若其單獨運轉，極易導致各個模塊操作順序不同，從而出現邏輯矛盾，還會對系統和負載造成影響。對于并聯系統來說，旁路電壓與輸出電壓存在兩種狀態，當處于非同步狀態，電源電壓的相位差較大，此時進行切換操作不僅出現供電中斷、負載波形異常等情況，還會造成并聯系統與旁路電源之前存在瞬態沖擊電流。基于此，為了實現安全完成切換操作，應保障操作階段，瞬態電壓值最小，遵守“先斷后合”的原則，防止并聯系電源與旁路電源并聯。

4.6 按照檢修與維護規范展開工作

電廠運行階段常面臨多種多樣的外部因素影響，若操作不規范或存在錯誤操作行為，將為電廠帶來重大的經濟損失。鑒于此，技術人員應遵守相關規范展開熱控保護裝置檢查和維修工作，并遵循相關注意事項，避免出現適得其反的現象。具體而言：其一，定期對機爐展開系統化的檢查和維修，需要根據機爐運行情況科學確定檢修時間，并重點查看儀表運行情況；其二，技術人員應了解系統的運行原理，掌握工具的使用方法，科學調校設備性能參數；其三，拆除、清理裝置零部件時，須根據拆裝順序擺放，禁止隨意擺放；其四，儀表校核和檢修工作完成后，技術人員應根據檢修記錄進行分析，以便于快速發現系統運行隱患；其五，按照技術標準使用檢測儀器和設備。

4.7 完善維護程序，針對處理故障

處于熱控保護裝置維護階段，為了實現高效化工作，電廠應完善維護程序，結合故障類型針對性處理。如汽輪機組運行時，選擇ETS 系統維護其安全運行，若軸承振動較大，ETS 系統將自動開啟保護，而若此系統處于故障狀態，將影響電廠運行效率。鑒于此，需要定期進行系統維護，優化維護程序，降低系統故障出現的概率。實際工作中，應從維護目標、危險點識別方法、維護界限等方面入手完善維護程序，并編制維護統計單。技術人員應在了解熱控保護裝置運行情況的基礎上，仔細檢查壓力開關、轉速探頭，之后參考維護標準開展試運行操作。

若檢修和維護階段技術人員發現異常情況，需要收集和整理系統參數，結合以往工作經驗，識別故障并分析故障出現的主要原因，確定故障類型，再采取針對性地解決措施。技術人員應根據熱控保護裝置的特點，設置故障應急處置卡，為檢修工作提供更多便利。如采用ETS 系統時，主要通過冗余PLC 和CPU 系統控制，若運行期間出現故障，技術人員應做好以下工作。

首先，初步檢查系統運行狀態，確保跳閘現象出現前，潤滑系統不存在問題，并且信號傳遞正常。其次，借助現有設備和儀器展開系統化測試，明確故障出現的根本原因和具體位置，再制定完善的故障處理方案。最后，若發現故障由短路造成，應在停機狀態下仔細檢查觸摸屏供電回路。根據相關調查結果顯示，熱控保護裝置的故障因素呈現多樣化特點，維護人員應保證故障因素識別的準確性，再針對性處理故障。

總而言之，在時代快速發展背景下，電廠發展情況受到社會各界廣泛關注，具體運行質量與社會經濟發展關系密切。對此，需要重視電廠熱控保護裝置的維護和檢修工作，了解常見故障類型和出現原因，不斷完善維護程序，針對處理故障，并能按照檢修與維護規范展開工作，分析熱控保護裝置的可靠性并檢驗測量儀表。