曹 偉,張 英，周 馳，王 行

(1.國家能源集團(tuán)吉林龍華白城熱電廠，吉林 白城 137000；2.國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院，長春 130021)

熱工保護(hù)系統(tǒng)是火力發(fā)電廠重要的組成部分，對提高機(jī)組的可靠性和安全性有十分重要的作用，提高熱控保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，涉及熱控測量、信號取樣、控制設(shè)備與邏輯的可靠性等，如何盡可能的提高熱控系統(tǒng)的可靠性，從而保證電力生產(chǎn)的安全和經(jīng)濟(jì)已成為一項(xiàng)越來越重要的工作[1]。本文從分散控制系統(tǒng)(DCS)選型、設(shè)備安裝、程序設(shè)計(jì)和調(diào)試驗(yàn)收等方面，就如何提高整個DCS的可靠性進(jìn)行了闡述。

1 DCS軟、硬件產(chǎn)生故障的原因及對策

DCS的軟件故障是由于軟件出錯、軟件系統(tǒng)崩潰致使熱控保護(hù)邏輯非正常動作或拒動導(dǎo)致故障產(chǎn)生；DCS的硬件故障多為分散處理單元(DPU)故障、通訊卡故障、I/O卡故障、操作員站死機(jī)等產(chǎn)生的故障。例如某電廠脫硫使用的DCS，由于最后一次邏輯修改后只進(jìn)行了本地硬盤備份，當(dāng)此工程師站硬盤故障時，由于工程師站為較早的服務(wù)器式電腦，兩塊硬盤通過陣列卡共同存貯數(shù)據(jù)，因此硬盤數(shù)據(jù)難以恢復(fù)，只能下裝之前的組態(tài)備份，進(jìn)行初始化下裝，然后對照邏輯修改記錄逐條修改，存在安全隱患。

為了預(yù)防軟件故障，首先應(yīng)該做好最新軟件備份，并且在每次修改邏輯后都要及時進(jìn)行本地及異地備份，在每次停機(jī)時對系統(tǒng)進(jìn)行檢測及維護(hù)，清除不必要的垃圾文件并優(yōu)化邏輯組態(tài)。

為預(yù)防硬件故障，應(yīng)保證各DCS硬件有必要的備件，在每次停機(jī)時對DCS進(jìn)行主、輔DPU切換試驗(yàn)，在C修以上的停機(jī)檢修時進(jìn)行I/O通道試驗(yàn)，對各操作員站、工程師站、歷史站等進(jìn)行硬件測試、風(fēng)扇清灰等工作，保證電子設(shè)備間、集控室及工程師站的溫濕度等在允許范圍內(nèi)，以確保其在機(jī)組運(yùn)行中正常、穩(wěn)定工作。

2 熱控元件產(chǎn)生故障的原因及對策

參與熱控保護(hù)的熱控元件有熱電偶、熱電阻、變送器、壓力開關(guān)、汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)(TSI)探頭等等。由于使用環(huán)境溫度高、振動大等現(xiàn)象，導(dǎo)致其使用壽命縮短、損壞，造成測點(diǎn)跳變、變?yōu)閴狞c(diǎn)或顯示不準(zhǔn)確，從而超過邏輯保護(hù)定值，致使保護(hù)誤動、拒動。解決方法如下。

a.熱控元件引起的故障絕大多數(shù)不是瞬間發(fā)生引起的，而是一個較為緩慢的過程，在日常工作中嚴(yán)格按要求定期對壓力表、變送器、壓力開關(guān)、熱電阻、熱電偶進(jìn)行校驗(yàn)，利用大修停機(jī)的機(jī)會將TSI探頭送檢，平時認(rèn)真巡檢，可減少絕大部分由熱控元件引發(fā)的故障。

b.避免使用單點(diǎn)熱控元件保護(hù)，盡量采用3取2、3取中等邏輯判斷后的處理方式。

c.重要測點(diǎn)如汽包水位布置在不同DPU及卡件中，避免DPU或卡件故障引起的保護(hù)誤動。

d.盡量采取技術(shù)成熟、質(zhì)量過硬的熱控元件，不要因小失大購買價格低而質(zhì)量差的元件。

e.對于就地設(shè)備保護(hù)到位，做好防塵、防雨、防腐、防潮、防凍措施。

3 軟/硬邏輯配置不當(dāng)產(chǎn)生故障的原因及對策

a.某電廠送風(fēng)機(jī)全停主燃料跳閘(MFT)保護(hù)邏輯見圖1。

圖1 送風(fēng)機(jī)全停MFT保護(hù)邏輯

圖1可知，送風(fēng)機(jī)全停邏輯取自送風(fēng)機(jī)單個停止信號或運(yùn)行信號，為單點(diǎn)保護(hù)極不可靠，如單臺送風(fēng)機(jī)運(yùn)行時，運(yùn)行信號或停止信號中任一個出現(xiàn)故障，都可能會造成送風(fēng)機(jī)全停MFT保護(hù)誤動。

b.某電廠送風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷(RB)保護(hù)邏輯見圖2。

圖2 送風(fēng)機(jī)RB保護(hù)邏輯

由圖2可知，送風(fēng)機(jī)的停運(yùn)信號只取了一個停止反饋信號，為單點(diǎn)保護(hù)極不可靠，如機(jī)組運(yùn)行時，任一臺送風(fēng)機(jī)停止信號誤發(fā)，都會造成送風(fēng)機(jī)RB保護(hù)誤動。

c.某電廠MFT硬邏輯中M03跳閘繼電器配置見圖3。

圖3 某電廠MFT硬邏輯

由圖3可知，MFT停A、B、C磨煤機(jī)的動作繼電器共用同一個跳閘繼電器(M03繼電器)，如繼電器發(fā)生故障可能會造成鍋爐MFT誤動。

根據(jù)熱控保護(hù)杜絕拒動，防止誤動的基本配置原則，認(rèn)真梳理所有保護(hù)的軟/硬邏輯、DPU和卡件等DCS配置以及取樣測點(diǎn)等，確保實(shí)現(xiàn)熱控保護(hù)從測點(diǎn)取樣到邏輯判斷等所有環(huán)節(jié)均做到3取2配置，對于重要設(shè)備的保護(hù)應(yīng)獨(dú)立配置[2]。

4 誤操作產(chǎn)生的故障及解決措施

4.1 故障產(chǎn)生原因

人為因素引起的保護(hù)誤動大多是由于熱工人員走錯間隔、看錯端子排接線、錯強(qiáng)制或漏強(qiáng)制信號、萬用表使用不當(dāng)、沒有嚴(yán)格執(zhí)行“兩票三制”等引起。

a.某電廠熱控人員在更換1塊損壞的潤滑油壓力表時，由于不熟悉系統(tǒng)，覺得更換壓力表是熱控工作中最為簡單的事情，也未辦理工作票，未做好安全措施。在更換完潤滑油壓力表后，打開其二次閥為該壓力表接入工作介質(zhì)，導(dǎo)致同一測量管路上的潤滑油低低跳機(jī)壓力開關(guān)誤動跳機(jī)。

b.某電廠新增一次風(fēng)機(jī)變頻器新增了部分邏輯，在修改邏輯時在聯(lián)鎖關(guān)的邏輯里關(guān)聯(lián)錯了點(diǎn)名(引用了引風(fēng)機(jī)的點(diǎn)名)，致使引風(fēng)機(jī)正常停運(yùn)檢修時誤跳一次風(fēng)機(jī)。

c.某電廠新增過熱度保護(hù)邏輯，在短時間鍋爐停爐時汽機(jī)帶廠用電不停機(jī)，由于熱控人員不熟悉該邏輯，在鍋爐主蒸汽溫度發(fā)生輕微波動時，未退出過熱度保護(hù)的情況下就至就地進(jìn)行檢修，使主蒸汽溫度大幅度跳變，過熱度保護(hù)動作造成停機(jī)。由于不熟悉系統(tǒng)以及粗心大意，是人為因素誤操作產(chǎn)生故障的主要原因。

4.2 解決措施

a.在生產(chǎn)現(xiàn)場做任何工作都必須辦理工作票，做好事故預(yù)想和防范措施可以從根本上解決人員失誤引起的故障，應(yīng)該加強(qiáng)熱控人員的安全學(xué)習(xí)和教育，使熱控人員能自覺地按照“兩票三制”的要求進(jìn)行工作。

b.完善熱控保護(hù)制度，新增和修改邏輯時做到先寫方案、畫出邏輯圖并請各級人員審批，審批通過后寫出邏輯修改詳細(xì)步驟并經(jīng)過專業(yè)及部門檢查、審批，確認(rèn)無誤后嚴(yán)格按照方案執(zhí)行，邏輯修改后及時做相關(guān)試驗(yàn)以確保護(hù)邏輯的準(zhǔn)確性。

c.強(qiáng)制信號及保護(hù)投/退時先提交熱控保護(hù)、聯(lián)鎖投/退審批單，請技術(shù)部、發(fā)電部及總工審批，審批完成后在監(jiān)護(hù)人的監(jiān)護(hù)下完成信號強(qiáng)制及保護(hù)投/退工作，信號及保護(hù)滿足恢復(fù)條件時第一時間進(jìn)行恢復(fù)。

d.熱控專業(yè)應(yīng)根據(jù)本單位熱控保護(hù)、聯(lián)鎖邏輯說明制訂出詳細(xì)的保護(hù)、聯(lián)鎖標(biāo)示投/退卡，以防止人員失誤造成的保護(hù)誤動。

e.加強(qiáng)熱控人員的培訓(xùn)工作，定期進(jìn)行技術(shù)講課，對新增邏輯進(jìn)行講解，了解和熟悉邏輯、保護(hù)構(gòu)成，提高熱控人員的技術(shù)水平和故障處理能力，避免因不清楚邏輯而誤動設(shè)備導(dǎo)致保護(hù)誤動等。

5 結(jié)束語

提高熱控保護(hù)系統(tǒng)的可靠性是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的工作，涉及熱控測量、信號取樣、控制設(shè)備與邏輯的可靠性，涉及熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、檢修運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量和人員的素質(zhì)。只有在工作中認(rèn)真總結(jié)，對設(shè)備進(jìn)行精心維護(hù)，對有關(guān)的保護(hù)邏輯進(jìn)行認(rèn)真的審核，嚴(yán)格按有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程進(jìn)行工作，才會大大減少熱工保護(hù)誤動或拒動事故的發(fā)生概率，確保機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行。