李鵬

摘 要： 發(fā)電廠(chǎng)在我國(guó)工業(yè)發(fā)展中占有重要地位，它利用各種原料燃料源源不斷地產(chǎn)生國(guó)家和人們生產(chǎn)和生活所需的電能。發(fā)電廠(chǎng)的正常運(yùn)作離不開(kāi)熱控系統(tǒng)的協(xié)助，熱控系統(tǒng)能否安全可靠地運(yùn)行直接關(guān)系著發(fā)電廠(chǎng)是否能夠正常工作。文章對(duì)發(fā)電廠(chǎng)熱控保護(hù)可靠性進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞： 火電廠(chǎng)；熱控保護(hù)；可靠性

前言

電廠(chǎng)企業(yè)若想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，在其發(fā)展過(guò)程中要遵循“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的原則，重視安全的生產(chǎn)方針；積極面對(duì)電廠(chǎng)熱控系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的故障、常見(jiàn)的事故，操作管理及維護(hù)管理中出現(xiàn)的問(wèn)題，將加強(qiáng)熱控系統(tǒng)的可靠性和機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定性作為電廠(chǎng)企業(yè)發(fā)展的重要課題。

熱控技術(shù)在不斷的提高、發(fā)展和不停的改進(jìn)，熱控系統(tǒng)的自動(dòng)化程度在不斷提高，設(shè)備也隨之不斷更新，由此對(duì)熱控系統(tǒng)的可靠性有了更高的要求。從目前的發(fā)展情況來(lái)看，熱控技術(shù)被電廠(chǎng)的很多部分熱力系統(tǒng)和熱力設(shè)備所使用，因?yàn)槊總€(gè)設(shè)備和系統(tǒng)都是緊密相連、相互制約的，所以熱控系統(tǒng)不論哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會(huì)影響所控制的生產(chǎn)過(guò)程和整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行安全。因而對(duì)熱控系統(tǒng)可靠性的提高勢(shì)在必行。

一、熱工保護(hù)系統(tǒng)概述

熱工保護(hù)系統(tǒng)，是為了應(yīng)對(duì)當(dāng)發(fā)電機(jī)組的主輔設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中各種參數(shù)都超過(guò)了可以控制的范圍時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)發(fā)電機(jī)組的相關(guān)設(shè)備，及時(shí)采取相應(yīng)的措施對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行解決，降低設(shè)備的故障，保護(hù)發(fā)電機(jī)組的設(shè)備不受損害或者避免出現(xiàn)更加嚴(yán)重的后果，隨著發(fā)電機(jī)組的設(shè)備質(zhì)量、技術(shù)水平以及人員綜合能力素養(yǎng)的提高，當(dāng)前發(fā)電機(jī)組的可靠性有了很大的提升，但從整個(gè)電力行業(yè)的發(fā)展情況來(lái)看，由于一些原因?qū)е聼峁けＷo(hù)誤動(dòng)，仍然是當(dāng)前電力行業(yè)中存在的一個(gè)大問(wèn)題。

二、熱工保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

熱工保護(hù)系統(tǒng)由以下部分構(gòu)成：

1、保護(hù)測(cè)量元件：主要包括壓力（差壓）開(kāi)關(guān)、溫度開(kāi)關(guān)、液位開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、振動(dòng)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等。

2、執(zhí)行機(jī)構(gòu)：主要包括電動(dòng)（氣動(dòng)）閥門(mén)及擋板、油槍、電動(dòng)機(jī)、油動(dòng)機(jī)等。

3、控制系統(tǒng)電源。

4、控制裝置：主要由分散控制系統(tǒng)DCS或可編程控制器PLC或現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)FCS等實(shí)現(xiàn)。設(shè)備主要包括機(jī)柜、電源模件、卡件、控制元器件等。

5、電纜線(xiàn)路、取樣管路、氣源管路等。

三、火電廠(chǎng)熱控系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀

1、質(zhì)量監(jiān)控不到位

隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的發(fā)展，雖然熱控系統(tǒng)的質(zhì)量監(jiān)控水平不斷提高，但隨著控制范圍的擴(kuò)張，中間環(huán)節(jié)也越來(lái)越多，出現(xiàn)故障的概率也增加。熱控系統(tǒng)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的項(xiàng)目，主要內(nèi)容包括安裝、維護(hù)、運(yùn)行以及調(diào)試等多個(gè)環(huán)節(jié)。一旦某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)就會(huì)影響整體的運(yùn)轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)性，因此加強(qiáng)對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)控能夠保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，并有了強(qiáng)有力的技術(shù)基礎(chǔ)。

2、管理水平和管理模式落后

目前，還有很多電廠(chǎng)對(duì)熱控保護(hù)裝置的管理模式及表計(jì)校驗(yàn)周期存在本本主義現(xiàn)象，整體管理相對(duì)落后，不夠靈活。很多保護(hù)用的重要裝置和表計(jì)按照規(guī)定，需要半年或一年進(jìn)行一次校驗(yàn)，但有時(shí)候只要是碰到機(jī)組大、小修，很多電廠(chǎng)就會(huì)把所有保護(hù)裝置和表計(jì)都進(jìn)行一次校驗(yàn)，擔(dān)心表計(jì)出問(wèn)題，怕拒動(dòng)或誤動(dòng)，而校驗(yàn)的結(jié)果往往就是合格率接近100%。應(yīng)該提高管理手段和措施，優(yōu)化管理模式和方法，科學(xué)進(jìn)行設(shè)備評(píng)級(jí)，制定合理的表計(jì)校驗(yàn)周期，減少工作量，也降低由于表計(jì)頻繁拆裝所帶來(lái)的安全隱患。

3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在漏洞和不足

由于各種原因，熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與可靠性、控制邏輯的條件合理性和系統(tǒng)完善性、保護(hù)信號(hào)的取信方式和配置、保護(hù)聯(lián)鎖信號(hào)定值和延時(shí)時(shí)間設(shè)置、系統(tǒng)的安裝調(diào)試和檢修維護(hù)質(zhì)量、熱控技術(shù)監(jiān)督力度和管理水平等都還存在不盡人意之處，由此引發(fā)熱控保護(hù)系統(tǒng)可預(yù)防的誤動(dòng)仍時(shí)有發(fā)生。隨著電力建設(shè)的快速發(fā)展和發(fā)電成本的提高，電力生產(chǎn)企業(yè)面臨的安全考核風(fēng)險(xiǎn)將增加，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境將加劇。因此，如何提高機(jī)組設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性是電廠(chǎng)經(jīng)營(yíng)管理工作中的重中之重。

四、提高熱控系統(tǒng)可靠性的策略

1、后備停機(jī)裝置及主要參數(shù)監(jiān)視裝置的設(shè)計(jì)

目前火電廠(chǎng)機(jī)組FSSS及ETS保護(hù)功能大多采用DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)DCS系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，設(shè)置后備停機(jī)裝置就顯得尤為重要。具體措施是在集控室運(yùn)行人員的操作臺(tái)上設(shè)置后備操作按鈕和主要參數(shù)監(jiān)視裝置，用繼電器設(shè)置一套硬跳閘回路，控制觸點(diǎn)直接接至燃料系統(tǒng)及停機(jī)電磁閥，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于DCS系統(tǒng)之外的跳閘系統(tǒng)。當(dāng)DCS系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，運(yùn)行人員可通過(guò)后備主要參數(shù)監(jiān)視裝置進(jìn)行監(jiān)視，必要時(shí)通過(guò)緊急跳閘按鈕切斷主燃料及跳閘需要保護(hù)的設(shè)備。

2、DCS硬件冗余設(shè)計(jì)

用于保護(hù)用的一次測(cè)量元件（如邏輯開(kāi)關(guān)等）根據(jù)其重要性采取雙重冗余或三重冗余設(shè)置，將冗余測(cè)點(diǎn)信號(hào)分配在DCS系統(tǒng)不同的卡件上以避免因一塊卡件損壞就影響機(jī)組正常運(yùn)行。用于保護(hù)用的信號(hào)盡量放在DCS系統(tǒng)同一控制器中處理，當(dāng)必須跨控制器時(shí)采用硬接點(diǎn)信號(hào)，不允許采用通訊點(diǎn)用于保護(hù)系統(tǒng)，以增加保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。DCS系統(tǒng)控制器必須冗余配置。

3、優(yōu)化熱控保護(hù)邏輯

要持續(xù)優(yōu)化熱控保護(hù)邏輯，不斷提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。首先要從熱控系統(tǒng)信號(hào)的延時(shí)時(shí)間、變化速率判別等進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，要設(shè)置壞值信號(hào)剔除功能，以此來(lái)發(fā)揮其對(duì)故障進(jìn)行診斷的基本功能。為了減少或者避免熱電阻、干擾信號(hào)和接線(xiàn)松動(dòng)而引起的信號(hào)波動(dòng)以及進(jìn)一步導(dǎo)致的熱控系統(tǒng)故障，可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的報(bào)警邏輯程序，或者切除保護(hù)聯(lián)鎖信號(hào)的壞值。

4、提高熱控系統(tǒng)的抗干擾能力

火電廠(chǎng)的熱控系統(tǒng)工作環(huán)境存在大量復(fù)雜的干擾，其結(jié)果輕則影響測(cè)量的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)將引起設(shè)備故障或控制系統(tǒng)誤發(fā)信號(hào)造成機(jī)組跳閘，因此熱控系統(tǒng)最重要的問(wèn)題之一就是如何有效地抑制干擾，提高所采集信號(hào)的可靠性。正確的接地是抑制干擾、提高 DCS 可靠性的有效辦法之一，本應(yīng)引起足夠的重視，然而在基建和生產(chǎn)過(guò)程中，卻發(fā)現(xiàn)大量的熱控保護(hù)誤動(dòng)事件都與接地不正確或未采用屏蔽電纜有一定的關(guān)聯(lián)。如某電廠(chǎng)機(jī)組振動(dòng)信號(hào)柜內(nèi)及電纜屏蔽層接地連接不規(guī)范，在機(jī)組整套啟動(dòng)期間，六大風(fēng)機(jī)因振動(dòng)信號(hào)跳變超過(guò)保護(hù)動(dòng)作定值全部跳閘而導(dǎo)致 MFT。隨著近幾年因接地原因?qū)е聼峥叵到y(tǒng)運(yùn)行異常案例的增多，接地不正確與干擾問(wèn)題已成為熱控專(zhuān)業(yè)的疑難問(wèn)題之一。

5、提高相關(guān)設(shè)備的維護(hù)水平

做好設(shè)備維護(hù)工作對(duì)保障機(jī)組運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性有著非常重要的作用。做好日常的設(shè)備維護(hù)工作可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的安全隱患，及時(shí)排除，使設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。加強(qiáng)定期維護(hù)工作和試驗(yàn)，對(duì)邏輯組態(tài)進(jìn)行定期備份，定期清理操作員站的磁盤(pán)。定期更換鍵盤(pán)、鼠標(biāo)，以避免因鼠標(biāo)、鍵盤(pán)失靈引發(fā)機(jī)組運(yùn)行問(wèn)題。定期清掃設(shè)備，這對(duì)提高設(shè)備性能，延長(zhǎng)使用壽命、保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行有著極其重要的作用。設(shè)備的維護(hù)還包括備件準(zhǔn)備的充要與妥善保管，確保備件可靠備用。

6、展開(kāi)質(zhì)量評(píng)估工作

在火力發(fā)電廠(chǎng)，熱控系統(tǒng)的質(zhì)量可靠性評(píng)測(cè)工作是十分關(guān)鍵的，這項(xiàng)工作是否做好關(guān)系到一個(gè)企業(yè)能否在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有優(yōu)勢(shì)和提高經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)效益。我國(guó)電力企業(yè)已經(jīng)逐步關(guān)注安全評(píng)估工作，在運(yùn)行設(shè)備的評(píng)估、檢測(cè)和監(jiān)督等方面有了較大的進(jìn)步，但是這項(xiàng)工作取得的效果卻不甚理想。由于這項(xiàng)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善，在實(shí)際操作過(guò)程中容易脫節(jié)，無(wú)法真正使用到實(shí)踐過(guò)程中，使得熱控系統(tǒng)的質(zhì)量安全評(píng)估工作難以取得長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展。所以，應(yīng)該將質(zhì)量檢驗(yàn)工作的重點(diǎn)放在建立一套完善的評(píng)估報(bào)告體系上，一切從實(shí)際出發(fā)，將提高熱控系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性作為一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展戰(zhàn)略。將質(zhì)量評(píng)估工作貫穿整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程。本項(xiàng)工作涉及了整個(gè)機(jī)組運(yùn)行的方方面面，通過(guò)掌握設(shè)備運(yùn)行的多方面內(nèi)容，將每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量評(píng)估工作落實(shí)到位，提高熱控系統(tǒng)的可靠性。

五、結(jié)語(yǔ)

影響熱控系統(tǒng)可靠性的因素有很多，熱控元件出現(xiàn)故障和它的設(shè)計(jì)、安裝存在的缺陷等使得對(duì)熱控系統(tǒng)的就地設(shè)備可靠性、制訂方案可靠性、傳導(dǎo)路線(xiàn)的可靠性、管理方案的可靠性和操作人員技能等都提出了很高的要求。所以我們更要致力于建立系統(tǒng)硬件完好、優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和加強(qiáng)管理制度落實(shí)，還有人員的操作水平等全方位一體化的監(jiān)管系統(tǒng)，從而提高熱控系統(tǒng)的穩(wěn)定性。