摘 要：熱工保護(hù)是火電廠(chǎng)重要的組成部分，所謂熱工保護(hù)是指為了保證火電廠(chǎng)的安全運(yùn)行，對(duì)機(jī)組的工作狀態(tài)以及運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，從而達(dá)到保護(hù)的目的。它是進(jìn)一步保證工人的人身安全以及確保設(shè)備完好無(wú)損的最后一道防線(xiàn)。熱工保護(hù)的可靠性在提高機(jī)組主輔設(shè)備可靠性和安全性方面起著相當(dāng)重要的作用。文章介紹了熱工保護(hù)的概念以及熱工保護(hù)系統(tǒng)在火電廠(chǎng)運(yùn)行當(dāng)中的重要性能，并且分析了在熱工高度自動(dòng)化以及機(jī)組安全可靠性方面，DCS系統(tǒng)所起的作用。在電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的今天，發(fā)電廠(chǎng)的熱工保護(hù)成變得越來(lái)越重要，這就要求在這方面需要進(jìn)一步加強(qiáng)和完善。

關(guān)鍵詞：熱工保護(hù)；安全性；可靠性

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）29-0090-02

1 熱工保護(hù)簡(jiǎn)介

熱工保護(hù)是在機(jī)組啟停過(guò)程和運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)整個(gè)機(jī)組、機(jī)組主要的一些輔助設(shè)備工作狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)以及整個(gè)系統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行狀況實(shí)施在線(xiàn)監(jiān)控，當(dāng)機(jī)組的主輔設(shè)備和與系統(tǒng)相關(guān)的熱力參數(shù)以及電網(wǎng)的穩(wěn)定性出現(xiàn)異常情況時(shí)，能及時(shí)的發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，以便相應(yīng)的系統(tǒng)或設(shè)備及時(shí)的啟動(dòng)或停止工作，使機(jī)組能夠保持在原負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)行或者是低于原負(fù)荷狀況下運(yùn)行；當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重的故障而導(dǎo)致設(shè)備的熱力參數(shù)超過(guò)了允許的極限時(shí)，機(jī)組運(yùn)行將自動(dòng)停止，相應(yīng)的設(shè)備將記錄與之相關(guān)的信息。較完整的熱工保護(hù)系統(tǒng)包括：監(jiān)測(cè)裝置、控制邏輯、保護(hù)定值、報(bào)警裝置、保護(hù)在線(xiàn)試驗(yàn)裝置、記錄、打印設(shè)備等。

2 熱工保護(hù)在火電廠(chǎng)安全運(yùn)行方面的

作用

熱工保護(hù)在火電廠(chǎng)安全運(yùn)行方面的作用主要體現(xiàn)在它對(duì)鍋爐和汽輪機(jī)等中心裝置的保護(hù)上。熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性以及安全性對(duì)這些裝置的保護(hù)作用體現(xiàn)了它的重要性。在熱工保護(hù)下，熱工系統(tǒng)中各種熱力設(shè)備故障的發(fā)生率降低，有時(shí)還會(huì)使故障自動(dòng)修復(fù)，因此，火電廠(chǎng)的可恢復(fù)性和安全性有很大幅度的提高。一般情況下，熱工保護(hù)系統(tǒng)分為兩級(jí)保護(hù)系統(tǒng)，即事故連鎖回路保護(hù)和事故跳閘回路保護(hù)。事故連鎖回路保護(hù)的作用是在機(jī)組發(fā)生故障時(shí)，機(jī)組能夠繼續(xù)維持運(yùn)行的狀態(tài)，如果機(jī)組處于危險(xiǎn)工況下或在自動(dòng)控制系統(tǒng)失靈的工況下，連鎖切除設(shè)備將會(huì)運(yùn)行，發(fā)揮相應(yīng)的作用；事故跳閘回路保護(hù)的作用是防止機(jī)組發(fā)生損毀，造成人身傷亡。二者在火電廠(chǎng)的安全運(yùn)行方面起著非常重要的作用，是保證火電廠(chǎng)安全運(yùn)行的重要組成部分?；痣姀S(chǎng)的主控制如圖1所示。

3 熱工保護(hù)系統(tǒng)存在的一些問(wèn)題

3.1 熱工系統(tǒng)產(chǎn)生的邏輯故障和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)生的故障

如果用作測(cè)量的信號(hào)本身就不可靠，而當(dāng)該信號(hào)被用作連鎖保護(hù)時(shí)，系統(tǒng)中相應(yīng)的一些誤動(dòng)概念將會(huì)大幅的增加。同時(shí)，用作熱控保護(hù)連鎖系統(tǒng)中的觸發(fā)信號(hào)大多運(yùn)用的是單點(diǎn)測(cè)量信號(hào)，并且該系統(tǒng)和設(shè)備是在一個(gè)強(qiáng)電磁環(huán)境中運(yùn)行的，由于外部環(huán)境的干擾和系統(tǒng)內(nèi)部的異常都有可能引起單點(diǎn)信號(hào)保護(hù)回路誤動(dòng)情況的發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大多數(shù)熱控單點(diǎn)信號(hào)保護(hù)回路發(fā)生的異常是由外部因素誘導(dǎo)的瞬間誤發(fā)信號(hào)引起的，還有一些故障僅僅是由于某個(gè)位置開(kāi)關(guān)接觸不良或某個(gè)擋板卡澀引起跳閘而造成的。

3.2 DCS系統(tǒng)出現(xiàn)的故障

一般而言，DCS硬件系統(tǒng)出現(xiàn)的故障分為控制器故障和模件故障，控制器故障一般表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：第一，由于熱工工作人員對(duì)控制器A和B在切換過(guò)程中的過(guò)程操作處理不當(dāng)，而引起機(jī)組的跳閘問(wèn)題；第二，由于控制器誤發(fā)信號(hào)而引起的機(jī)組跳閘問(wèn)題；第三，由于控制器A和B在切換過(guò)程中異常而引起的機(jī)組跳閘問(wèn)題；而模件故障常常會(huì)導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作。

4 提高熱工保護(hù)可靠性和安全性的方法

4.1 事故的分析

當(dāng)機(jī)組的熱工保護(hù)系統(tǒng)每出現(xiàn)一次拒動(dòng)或者每發(fā)生一次動(dòng)作時(shí)，都應(yīng)該嚴(yán)格的按照事故調(diào)查的規(guī)章制度進(jìn)行分析和研究，要充分利用計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)和記憶功能，在確保DCS的各個(gè)計(jì)算機(jī)時(shí)鐘同步的同時(shí)，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)都應(yīng)該做好相關(guān)的歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)。加強(qiáng)對(duì)事故的分析，能有效的預(yù)防同類(lèi)事故的發(fā)生。尤其需要注意的是對(duì)于分析不清的事故，應(yīng)該組織這方面的專(zhuān)家進(jìn)行分析研究，要徹查事故的真正的原因，并且制定出相應(yīng)的預(yù)防措施。

4.2 關(guān)于解決邏輯故障和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障的方法

①為了防止單個(gè)設(shè)備或者部件發(fā)生故障而造成機(jī)組跳閘問(wèn)題的發(fā)生，在進(jìn)行新機(jī)組的運(yùn)行、機(jī)組檢修或者邏輯設(shè)計(jì)時(shí)，采取容錯(cuò)邏輯設(shè)計(jì)的措施。在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的元件故障、部件故障或者設(shè)備的故障，應(yīng)該從控制邏輯上優(yōu)化，從而進(jìn)一步進(jìn)行完善。為了防止控制邏輯失效問(wèn)題的發(fā)生，應(yīng)該通過(guò)事先設(shè)置的邏輯措施來(lái)控制或者避免。

②全面的調(diào)整好熱工保護(hù)連鎖信號(hào)，重點(diǎn)從動(dòng)作可靠性角度入手，從而進(jìn)行全面的優(yōu)化處理。

③就保護(hù)邏輯組態(tài)而言，應(yīng)該合理配置頁(yè)面并且確保正確的執(zhí)行時(shí)序。

④最好的方法是不要在保護(hù)回路中設(shè)置有關(guān)運(yùn)行人員可投、切保護(hù)以及手動(dòng)復(fù)歸保護(hù)邏輯的任何操作設(shè)備。

⑤應(yīng)該至少有兩路信號(hào)是關(guān)于ETS、GTS、MFT之間跳閘的指令，通過(guò)各自的輸出模塊，根據(jù)二選一或者三選二的邏輯啟動(dòng)跳閘繼電器。

4.3 關(guān)于完善測(cè)量報(bào)警信號(hào)系統(tǒng)的方法

測(cè)量信號(hào)的報(bào)警作用在及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障且排除故障爭(zhēng)取時(shí)間方面，起著相當(dāng)重要的作用。但是，目前很多的電廠(chǎng)經(jīng)常存在描述錯(cuò)誤、報(bào)警值的設(shè)置與運(yùn)行實(shí)際值不相符合、測(cè)量的信號(hào)不可靠、機(jī)組軟報(bào)警點(diǎn)未分級(jí)或者機(jī)組軟報(bào)警點(diǎn)分級(jí)不夠完善等一系列的問(wèn)題，因此而造成的誤報(bào)警，將導(dǎo)致工廠(chǎng)的工作人員不能準(zhǔn)確的判斷設(shè)備是否發(fā)生故障。因此，為了進(jìn)一步提高報(bào)警信號(hào)的可靠性，應(yīng)該從裝軟件邏輯和對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的比較、刪除重復(fù)的和不必要的軟報(bào)警點(diǎn)、修改錯(cuò)誤描述入手，從修改數(shù)據(jù)庫(kù)里的軟報(bào)警量程和報(bào)警值的上下限以及對(duì)軟報(bào)警組織專(zhuān)項(xiàng)核對(duì)整理入手，或者對(duì)所有軟報(bào)警重新進(jìn)行分級(jí)和分組，開(kāi)通操作員站聲音報(bào)警裝置并且采用不同的顏色，從而使軟報(bào)警系統(tǒng)發(fā)揮其該有的作用。

4.4 管理的方法

工廠(chǎng)的工作人員要對(duì)熱工保護(hù)系統(tǒng)中的邏輯關(guān)系了如指掌，熟練地掌握保護(hù)定值的量度，預(yù)防事故的發(fā)生。為了更進(jìn)一步的了解機(jī)組各個(gè)部分的運(yùn)行狀況以便及時(shí)調(diào)整運(yùn)行的工況，在機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中要經(jīng)常切換計(jì)算機(jī)的畫(huà)面。在機(jī)組啟動(dòng)前，一般情況下都要對(duì)主機(jī)、輔機(jī)以及熱工主保護(hù)等主要的設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)和靜態(tài)試驗(yàn)。

對(duì)管路、控制電纜、測(cè)量點(diǎn)等采取應(yīng)對(duì)的方法：從取樣地點(diǎn)到測(cè)量?jī)x表的全部過(guò)程，冗余信號(hào)都應(yīng)該互相獨(dú)立并且要分開(kāi)；應(yīng)該找到準(zhǔn)確的位置安裝測(cè)點(diǎn)和測(cè)量液體的儀表；對(duì)運(yùn)行的機(jī)組檢修電纜的檢修質(zhì)量和基建機(jī)組電纜安裝的質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)量檢收；當(dāng)在熱控系統(tǒng)DCS電子之間設(shè)計(jì)無(wú)電纜夾層時(shí)，在電纜橋架應(yīng)設(shè)計(jì)供檢修維護(hù)專(zhuān)用的人行通道；應(yīng)該安裝敷設(shè)帶有屏蔽信號(hào)的電纜設(shè)備。

對(duì)接地和干擾問(wèn)題采取的應(yīng)對(duì)方法：其一，為了預(yù)防電纜的屏蔽層因產(chǎn)生磁場(chǎng)感應(yīng)電流而產(chǎn)生干擾，信號(hào)電纜不應(yīng)該作為信號(hào)地線(xiàn)。其二，為了防止形成屏蔽層環(huán)路，實(shí)現(xiàn)抗干擾的目的，信號(hào)電纜的屏蔽層應(yīng)該保持良好的單端接地狀態(tài)。其三，為了檢測(cè)是否有利于干擾電壓對(duì)地放電，從而預(yù)防或者減少干擾電壓的竄入，信號(hào)電纜在控制系統(tǒng)側(cè)單點(diǎn)接地?zé)o法解決的干擾問(wèn)題可以在干擾源側(cè)單點(diǎn)接地進(jìn)行試驗(yàn)。其四，模擬信號(hào)的回路控制電纜和同軸電纜做好運(yùn)用集中一點(diǎn)接地的方式，并且將接地點(diǎn)選取在控制室內(nèi)。

5 結(jié) 語(yǔ)

熱工保護(hù)系統(tǒng)是火電廠(chǎng)必不可少的組成部分，其在提高機(jī)組主輔設(shè)備的安全性和可靠性上起著重要的作用。本文從熱工保護(hù)系統(tǒng)的概念入手，分析了為了確?；痣姀S(chǎng)安全運(yùn)行，熱工保護(hù)所起的作用。重點(diǎn)提出了熱工保護(hù)系統(tǒng)中經(jīng)常遇見(jiàn)的一些問(wèn)題，并且提出了提高熱工保護(hù)安全性和可靠性的措施。熱工保護(hù)系統(tǒng)是熱力設(shè)備安全運(yùn)行的最后一道防線(xiàn)，為了確保熱工保護(hù)系統(tǒng)的安全性和可靠性，需要進(jìn)一步對(duì)熱工設(shè)備以及管理制度做進(jìn)一步的完善。

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