何四新河北滄州華潤(rùn)熱電有限公司

論火電廠熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行問題及改良

何四新
河北滄州華潤(rùn)熱電有限公司

文章首先概述了DCS控制系統(tǒng)，然后對(duì)熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，最后有針對(duì)性的提出了幾點(diǎn)有效解決系列問題的改良建議。以期能盡量減少經(jīng)濟(jì)損失，提升電廠熱力設(shè)備的運(yùn)行安全，并進(jìn)一步提升熱工保護(hù)工作的精密度。

火電廠；熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)；運(yùn)行問題

火電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要由檢測(cè)益、執(zhí)行設(shè)備和控制系統(tǒng)三大部分構(gòu)成?，F(xiàn)代熱工控制系統(tǒng)還包含順序控制、自動(dòng)檢測(cè)、報(bào)警和保護(hù)等內(nèi)容，由于火電廠熱力生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境多處于高壓、易燃、高溫等極端環(huán)境下，因此給系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來了極大的挑戰(zhàn)。

1.DCS控制系統(tǒng)概述

DCS控制系統(tǒng)是以微機(jī)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其技術(shù)應(yīng)用包括屏幕顯示技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，該系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)十分明顯，即控制精度高、反應(yīng)速度快、運(yùn)行安全可靠等。此外，還具有數(shù)據(jù)的收集和處理，完成保護(hù)連鎖、順序控制、閉環(huán)控制等功能。隨著DCS和單機(jī)組事件控制一體化工作的完成，爐機(jī)電整體控制能力和DCS功能的覆蓋面也增加了。在該系統(tǒng)中，單元機(jī)組主要用以發(fā)揮控制功能，兩臺(tái)機(jī)能DCS間用公用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制連接，并經(jīng)由單元機(jī)組操作執(zhí)行，當(dāng)操作員站故障或DCS通訊故障時(shí)，能及時(shí)停機(jī)或停爐，最后利用后備控制方法進(jìn)行自動(dòng)控制。

2.熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行中的問題分析

2.1 系統(tǒng)軟硬件問題

在DCS系統(tǒng)中，熱工控制系統(tǒng)內(nèi)往往會(huì)增設(shè)BMS、CCS、DEH等控制點(diǎn)，通過伴生故障停機(jī)保護(hù)來提升機(jī)組運(yùn)行安全。然而，在系統(tǒng)運(yùn)行中，熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)的安全性和可靠性又受多方面因素的影響，包括網(wǎng)絡(luò)通訊故障中的流量斷點(diǎn)，會(huì)引發(fā)流量過載，在無流量限制保護(hù)時(shí)，系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)和輸入輸出回路均會(huì)受阻，進(jìn)而引發(fā)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的拒動(dòng)或誤動(dòng)。除此之外，DCS系統(tǒng)的運(yùn)行效果還會(huì)受到設(shè)定值故障、輸出模塊缺陷和信號(hào)處理速度等因素的干擾。

2.2 設(shè)計(jì)安裝問題

火電廠熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)龐大，所管轄的設(shè)備種類繁多，其應(yīng)用技術(shù)復(fù)雜。因此，如果在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝或調(diào)試等任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)任何紕漏時(shí)，均會(huì)使系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)拒動(dòng)或誤動(dòng)現(xiàn)象。舉例來說，當(dāng)汽包汽水取樣管設(shè)計(jì)不合理時(shí)，水位表量程會(huì)失準(zhǔn)，相繼造成量汽包水位的不正確，并最終造成水位跳閘信號(hào)不夠準(zhǔn)確，如果這些問題得不到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決的話，則很容易引發(fā)鍋爐事故。此外，安裝不規(guī)范、不合理問題在工作實(shí)踐中也較為常見，不少測(cè)量誤差均由此而生，使氣泡水位拒動(dòng)問題得不到及時(shí)解決，最終會(huì)導(dǎo)致鍋爐因缺水而引發(fā)安全事故。

2.3 熱工控制元件問題

熱工控制元件（包括電磁閥、流量、液位、壓力、溫度）等一旦在長(zhǎng)期應(yīng)用中出現(xiàn)老化或質(zhì)量問題的時(shí)候，如果不及時(shí)進(jìn)行維修或更換的話，則很容易引發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行故障，加之系統(tǒng)運(yùn)行中不具備對(duì)識(shí)別冗余信息的能力，因此極易造成信號(hào)失誤，而錯(cuò)誤的信號(hào)勢(shì)必?cái)_亂設(shè)備的正常運(yùn)行，進(jìn)而出現(xiàn)拒動(dòng)或誤動(dòng)問題。筆者曾在工作實(shí)踐中遇到過不少此類問題，經(jīng)故障診斷和排查發(fā)現(xiàn)，此類熱工控制元件故障在熱工設(shè)備故障中的發(fā)生率超過50%，單從這一數(shù)據(jù)我們不難看出，熱工控制元件問題對(duì)系統(tǒng)整體功能的發(fā)揮影響之大。

2.4 電纜回路問題

電纜回路問題多是因?yàn)殡娎|布設(shè)未按照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行而造成的，造成故障問題的原因是多樣的，包括接線口進(jìn)水、絕緣層受損、電纜老化或布線區(qū)域高溫等各種因素，這些不合理施工均會(huì)引發(fā)線路虛接、斷路等問題，具體到熱工控制設(shè)備運(yùn)行中時(shí)，則主要表現(xiàn)為誤動(dòng)問題。

3.改良熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行成效的建議

3.1 從設(shè)計(jì)源頭上改良系統(tǒng)性能

為了使實(shí)行設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)控能力更優(yōu)化，雖然在設(shè)計(jì)之初就進(jìn)行了諸多的性能改良，但仍無法與系統(tǒng)自動(dòng)化控制功能的現(xiàn)實(shí)需求相一致。因此，筆者認(rèn)為，在把冗余設(shè)計(jì)引入系統(tǒng)所需的重要熱工信號(hào)里，并將某一測(cè)量點(diǎn)的信號(hào)分多次進(jìn)行取樣，定能提高系統(tǒng)的監(jiān)控能力和判斷準(zhǔn)確性。當(dāng)然，為了確保系統(tǒng)運(yùn)行過程中是可靠的，最好在不同卡件處設(shè)置系統(tǒng)的某些關(guān)鍵的測(cè)點(diǎn)通道，以使故障壓力被分解。與此同時(shí)，關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)的取樣孔也最好從不同孔點(diǎn)取樣，而為了提升多點(diǎn)取樣參數(shù)的精確度，可利用各自獨(dú)立取點(diǎn)法進(jìn)行，此法不但能提高所獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，為系統(tǒng)運(yùn)行安全提供保障，而且也能有效降低安全安全事故的發(fā)生率。筆者認(rèn)為，在熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)中，必須加強(qiáng)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、安裝環(huán)節(jié)和測(cè)評(píng)環(huán)節(jié)的重視度。具體的改進(jìn)方法包括：第一。進(jìn)一步優(yōu)化DSC控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)整體的防御性提高，從而有更強(qiáng)的軟化故障能力。第二，改進(jìn)系統(tǒng)保護(hù)邏輯。在設(shè)計(jì)中要本著以降低熱工控制裝置的拒動(dòng)、誤動(dòng)為根本出發(fā)點(diǎn)。第三，為了提升有關(guān)設(shè)備的使用壽命和運(yùn)行穩(wěn)定性，應(yīng)重點(diǎn)改善震動(dòng)、灰塵、溫度等系統(tǒng)的條件和工況，將外界環(huán)境的影響因素降到最低。發(fā)電廠的熱工自動(dòng)化系統(tǒng)和設(shè)備在設(shè)計(jì)中必須遵循“符合國(guó)情、經(jīng)濟(jì)適應(yīng)、安全可靠”的基本原則，根據(jù)機(jī)組特點(diǎn)進(jìn)行差異性的改良優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)不斷提升機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、隨意啟停等功能。

3.2 加強(qiáng)對(duì)所應(yīng)用元件的管理

在科技水平日益提高的當(dāng)下，熱工控制新元件在市場(chǎng)上頻現(xiàn)，由此熱工控制自動(dòng)化程度在不斷提高，這也就要求與之對(duì)應(yīng)的元件的可靠性也必須不斷提高。因此，為了提升系統(tǒng)運(yùn)行的高效性，必須將那些足夠成熟的、穩(wěn)定的、可靠的元件應(yīng)用到自動(dòng)系統(tǒng)中來。需要注意的是，在元件引入中切記不要盲目的追求設(shè)備和元件的先進(jìn)性，或者只是為了節(jié)約成本而縮減了元件更新環(huán)節(jié)，必須確保所應(yīng)用的元件符合系統(tǒng)安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，避免成本浪費(fèi)。

4.結(jié)束語(yǔ)

火電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)作為現(xiàn)代電力企業(yè)邁向現(xiàn)代化發(fā)展水平的重要標(biāo)志，是其開發(fā)與管理的重要手段。為了保證特工自動(dòng)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，我們必須結(jié)合運(yùn)行問題和實(shí)際生產(chǎn)需求，采取有效措施對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行改良，最終提高熱工自動(dòng)化效率，體現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值。

[1]明建偉.淺析電廠熱工自動(dòng)控制的特點(diǎn)和策略[J].工程技術(shù)：全文版,2016（11）.

[2]翟金星,葛麗清.火電廠熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在的問題及優(yōu)化策略[J].世界華商經(jīng)濟(jì)年鑒·科技財(cái)經(jīng)，2012（12）.

[3]謝元，胡振宇.電廠熱工自動(dòng)控制的特點(diǎn)與策略[J].青春歲月,2011（4）.

何四新（1966-），男，滄州華潤(rùn)熱電有限公司，技術(shù)部，熱控專業(yè)，畢業(yè)于華北電力大學(xué)，生產(chǎn)過程自動(dòng)化專業(yè)。