蘇 燁，丁俊宏，丁 寧，，張江豐，孫堅(jiān)棟

（1.國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院，杭州 310014；2.杭州意能電力技術(shù)有限公司，杭州 310012）

0 引言

自改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，取得了巨大成就，但經(jīng)濟(jì)增長帶來了能源短缺、環(huán)境污染等問題。為此，國務(wù)院在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020 年）》和《十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》中提出了實(shí)現(xiàn)能源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，要求大力發(fā)展?jié)崈裘喊l(fā)電和清潔能源發(fā)電技術(shù)[1]。燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組是一種清潔高效的發(fā)電設(shè)備，在所有熱機(jī)中熱能利用效率最高，污染物排放遠(yuǎn)低于燃煤機(jī)組[2-3]。自2006 年起，我國新建了大量燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，尤其是2011—2015 年裝機(jī)容量由2 642萬kW 激增至6 637萬kW，5年內(nèi)增長150%，實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展[1]。

近年來，隨著“節(jié)能減排”政策深入貫徹落實(shí)，國家大力發(fā)展和利用清潔能源，但風(fēng)、光等可再生能源存在間歇性、隨機(jī)性、波動(dòng)大等缺點(diǎn)，大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組具有開機(jī)靈活、調(diào)峰性能好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰的主力機(jī)組，但是對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組可靠性、調(diào)峰特性等方面的要求也越來越高[4-5]。

熱控系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)組控制的核心之一，它的可靠性是確保發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)[6]。當(dāng)熱控系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，可能引發(fā)機(jī)組跳閘事件，嚴(yán)重的故障甚至可能會(huì)擴(kuò)大跳閘事件后果，造成巨大損失。近年來，各大發(fā)電集團(tuán)日益重視熱控系統(tǒng)的可靠性，熱控系統(tǒng)故障和非停事件逐年降低，但受發(fā)電行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的影響，火電機(jī)組需要承擔(dān)更多的調(diào)峰調(diào)頻任務(wù)，熱控系統(tǒng)的可靠性對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行更為重要，特別是對(duì)于特高壓受端電網(wǎng)，發(fā)電企業(yè)已進(jìn)入“弱開機(jī)、低負(fù)荷、強(qiáng)備用、長調(diào)停”的新常態(tài)。燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組通常采取日開夜停的調(diào)峰模式，因此燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組對(duì)熱控系統(tǒng)的可靠性要求更高。導(dǎo)致熱控系統(tǒng)故障的原因各種各樣，但歸納起來無外乎2 類：一類是人為因素，主要是因熱控或運(yùn)行人員的專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)不高、安全意識(shí)薄弱、工作不嚴(yán)謹(jǐn)或安全措施不到位造成的；另一類是熱控設(shè)備故障，包括設(shè)備本身質(zhì)量問題，也包括安裝維護(hù)管理不當(dāng)?shù)取?/p>

關(guān)于燃?xì)廨啓C(jī)典型故障分析及預(yù)控措施方面的研究有很多。國外文獻(xiàn)偏重于研究燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備故障分析，如文獻(xiàn)[7]通過金屬切片和金相分析，確定了某燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組葉片故障原因，提出材料性能改進(jìn)建議；文獻(xiàn)[8]基于光譜測量和電子顯微鏡掃描，分析了某燃?xì)廨啓C(jī)噴嘴失效原因。國內(nèi)文獻(xiàn)有很多關(guān)于熱控系統(tǒng)故障的分析和建議，如文獻(xiàn)[9]針對(duì)M701F4 單軸燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組，研究了由于汽輪機(jī)功率折算函數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤及蒸汽參數(shù)異常導(dǎo)致的機(jī)組運(yùn)行異常及解決方法；文獻(xiàn)[10]針對(duì)GE MARK VI 燃機(jī)控制系統(tǒng)和OVATION DCS（分散控制系統(tǒng)）系統(tǒng)之間的通信異常，分析了故障原因，并給出了解決方法；文獻(xiàn)[11]分析了某燃機(jī)燃?xì)庑孤┰囼?yàn)失敗、輔助關(guān)斷閥故障、清吹故障的原因，介紹了處理過程，提出了解決措施。

通過對(duì)熱控系統(tǒng)典型故障案例統(tǒng)計(jì)分析，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和隱患，并有效加以預(yù)控是熱控專業(yè)工作的一項(xiàng)艱巨任務(wù)和追求[12]。目前，關(guān)于燃?xì)廨啓C(jī)熱控系統(tǒng)典型故障案例方面的研究比較分散，缺乏全面的故障統(tǒng)計(jì)分析及預(yù)控措施探討。本文統(tǒng)計(jì)分析了全國近百起燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組熱控系統(tǒng)故障引起的機(jī)組跳閘典型案例，分類探討了相應(yīng)預(yù)控措施，對(duì)提升熱控系統(tǒng)可靠性、提高燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的安全運(yùn)行具有重要意義。

1 故障原因統(tǒng)計(jì)分析

近年來，中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)發(fā)電自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)在全國范圍內(nèi)收集了95 起因熱控系統(tǒng)故障引起的燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組異常的典型案例。按故障原因?qū)@些案例進(jìn)行分類，結(jié)果如圖1 所示，其中，就地設(shè)備故障排在第一位，運(yùn)行檢修維護(hù)排在第二位，其后是系統(tǒng)軟硬件故障。

圖1 熱控系統(tǒng)故障分類

1.1 就地設(shè)備故障原因分析

在典型的就地設(shè)備故障中，除了突發(fā)性故障，對(duì)于線纜故障、儀表管路故障等，如果維護(hù)檢查得當(dāng)，則可以有效地預(yù)控。如圖2 所示，對(duì)這39 起就地設(shè)備故障進(jìn)一步細(xì)分可知，測量表計(jì)故障是影響機(jī)組安全運(yùn)行的最主要原因，其次是部件異常故障隱患。

圖2 就地設(shè)備異常故障分類

（1）14 起測量表計(jì)故障分類見表1。

（2）9 起設(shè)備系統(tǒng)熱控相關(guān)部件異常故障分類見表2。

（3）5 起線纜故障分類見表3。

（4）5 起儀表管路故障分類見表4。

表1 測量表計(jì)故障分類

表2 部件異常故障分類

表3 線纜故障分類

表4 管路故障分類

（5）4 起執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障原因有IGV（進(jìn)氣導(dǎo)片）油動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)松動(dòng)、電磁閥故障、IBH（進(jìn)氣加熱系統(tǒng)）氣動(dòng)執(zhí)行器故障、汽包水位調(diào)節(jié)閥故障等。

（6）2 起取樣裝置故障主要是由取樣裝置的傳感器故障引起的。

1.2 運(yùn)行檢修維護(hù)故障原因細(xì)分

如圖3 所示，對(duì)27 起運(yùn)行檢修維護(hù)引起的典型故障進(jìn)行細(xì)分。由圖3 可知，在維護(hù)消缺過程中因操作失誤、隔離不到位以及工作不規(guī)范等原因引起的故障排在第一位，其次是運(yùn)行操作不當(dāng)原因所致，第三是安裝過程存在隱患。

圖3 運(yùn)行檢修維護(hù)異常故障分類

（1）11 起檢修維護(hù)消缺失誤引起的故障分類見表5。

（2）7 起安裝不當(dāng)引起的故障分類見表6。

表5 檢修維護(hù)消缺失誤引起故障分類

表6 安裝不當(dāng)引起故障分類

（3）9 起運(yùn)行操作不當(dāng)引起故障的原因有：運(yùn)行操作不當(dāng)、誤操作主蒸汽隔離閥導(dǎo)致汽機(jī)跳閘1 次，系統(tǒng)投運(yùn)操作不當(dāng)引起機(jī)組調(diào)整8 次。其中大部分屬于系統(tǒng)投運(yùn)不當(dāng)或不滿足運(yùn)行要求引起的故障。

在這27 起故障中，主要是由于各類技術(shù)人員責(zé)任心不強(qiáng)，運(yùn)行人員操作水平不高，以及定期分析、及時(shí)處理缺陷不當(dāng)造成的，進(jìn)一步加強(qiáng)這方面管理則可以避免此類故障的發(fā)生。

1.3 控制系統(tǒng)硬件軟件故障原因細(xì)分

如圖4 所示，對(duì)收集統(tǒng)計(jì)的20 起控制系統(tǒng)軟硬件故障進(jìn)行細(xì)分。由圖4 可知，影響控制系統(tǒng)安全運(yùn)行的主要原因是控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信故障，其次是設(shè)計(jì)配置和模塊故障。

圖4 控制系統(tǒng)軟硬件故障分類

（1）8 起網(wǎng)絡(luò)通信故障分類見表7。

（2）6 起組態(tài)設(shè)計(jì)配置不當(dāng)引起的故障分類見表8，主要是燃?xì)廨啓C(jī)控制組態(tài)邏輯設(shè)計(jì)不完善引起的。

表7 網(wǎng)絡(luò)通信故障分類

表8 設(shè)計(jì)配置不當(dāng)故障分類

（3）4 起模件故障的主要原因是I/O 卡件或控制板卡和卡件故障。

（4）2 起控制器故障的原因是控制柜內(nèi)溫度高控制器故障及控制器切換故障。

在20 起硬件和軟件故障中，硬件突發(fā)性故障防范手段有限，其他9 起故障，則可以通過加強(qiáng)組態(tài)檢查驗(yàn)收、試驗(yàn)驗(yàn)證和維護(hù)嚴(yán)格把關(guān)等措施有效避免。

表9 電源系統(tǒng)故障分類

1.4 電源故障原因細(xì)分

6 起電源系統(tǒng)故障分類見表9。

（1）2 起檢修維護(hù)不當(dāng)引起電源故障的原因?yàn)椋簻y點(diǎn)分配不均致使燃機(jī)控制系統(tǒng)電源和控制器可靠性降低，交換機(jī)散熱不好引起燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電設(shè)備變頻啟動(dòng)LCI（靜態(tài)啟動(dòng)）系統(tǒng)監(jiān)控畫面變黑無畫面。

（2）1 起設(shè)計(jì)配置不合理故障的原因?yàn)椋焊邷?、潮濕、振?dòng)引起燃機(jī)就地設(shè)備發(fā)生DC 125 V 接地故障。

（3）3 起電源裝置故障的原因?yàn)椋浩啓C(jī)DEH（數(shù)字電液控制系統(tǒng)）控制器電源燒壞導(dǎo)致機(jī)組跳閘、高旁控制柜電源故障導(dǎo)致燃機(jī)跳閘、燃機(jī)控制系統(tǒng)DC 5 V 母線供電柱接觸不良引起控制電源故障。

在這6 起電源故障中，除了2 起電源裝置本體突發(fā)性故障外，其余4 起故障（如維護(hù)不當(dāng)、配置不合理等）如果仔細(xì)把關(guān)和檢查是可以避免的。

1.5 干擾故障原因分析

由于燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組控制的精密性和可靠性要求較高，因此機(jī)組的抗干擾能力較強(qiáng)，發(fā)生干擾故障事件較少，從故障案例來看，主要原因包括卡件多次遭到雷擊損壞、保護(hù)信號(hào)干擾、接線松動(dòng)絕緣不良等。

2 提高熱控系統(tǒng)運(yùn)行可靠性預(yù)控措施

通過對(duì)95 起燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組熱控系統(tǒng)典型故障案例分析可見，由于燃?xì)廨啓C(jī)控制精密性比燃煤火力發(fā)電機(jī)組高，因此燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的就地?zé)峥卦O(shè)備故障將直接影響燃?xì)廨啓C(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，影響占比高于燃煤機(jī)組。除了提高就地?zé)峥卦O(shè)備的可靠性外，還應(yīng)該提高控制系統(tǒng)軟硬件配置、規(guī)范檢修試驗(yàn)、加強(qiáng)維護(hù)巡檢和現(xiàn)場監(jiān)護(hù)以及提高工作人員的專業(yè)素質(zhì)和責(zé)任心，做好DCS 日常運(yùn)行管理，定期統(tǒng)計(jì)和分析DCS系統(tǒng)運(yùn)行情況和存在問題，特別是DCS 運(yùn)行年限較長的機(jī)組，應(yīng)掌握各種模件的失效機(jī)理和模式[13]。在統(tǒng)計(jì)和分析存在問題的同時(shí)，還應(yīng)開展各系統(tǒng)的設(shè)備評(píng)估，不斷提高熱控系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)而確保機(jī)組的可靠運(yùn)行。

2.1 電源回路故障預(yù)控

電源設(shè)備故障原因主要有設(shè)計(jì)配置不合理、電源維護(hù)不當(dāng)以及電源裝置故障等。設(shè)計(jì)配置故障主要表現(xiàn)在幾個(gè)設(shè)備的控制電源均來自同一電源柜或同一段MCC（電機(jī)控制中心），失電后幾個(gè)設(shè)備同時(shí)跳閘，造成機(jī)組誤動(dòng)。有的設(shè)備由于維護(hù)不當(dāng)，接線端子長時(shí)間運(yùn)行之后形成過熱氧化層，造成接觸不良，備用電源切換時(shí)間過長，引起設(shè)備誤動(dòng)。DCS 系統(tǒng)控制器電源不穩(wěn)，造成設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化，引起誤動(dòng)[14]。

對(duì)于以上各種電源故障，主要問題有電源未實(shí)現(xiàn)獨(dú)立冗余或分散配置、設(shè)備老化、電源切換時(shí)間不滿足要求且未定期試驗(yàn)驗(yàn)證等。為了減少電源故障，可采取以下預(yù)控措施。

（1）控制系統(tǒng)必須由可靠的兩路及以上的獨(dú)立電源供電，且切換裝置可靠，切換時(shí)間滿足標(biāo)準(zhǔn)和控制實(shí)際需要，同時(shí)應(yīng)設(shè)立獨(dú)立于自身的電源報(bào)警裝置。

（2）機(jī)柜兩路電源及切換/轉(zhuǎn)換后的各重要裝置與子系統(tǒng)的冗余電源均應(yīng)進(jìn)行監(jiān)視，發(fā)生任一路總電源故障、電壓超限、兩路電源之間電壓偏差大、電源機(jī)柜風(fēng)扇故障、電源模塊超溫和冗余電源失去等異常時(shí)，控制室內(nèi)電源故障聲光報(bào)警信號(hào)應(yīng)正確顯示和報(bào)警。

（3）電源柜和控制柜應(yīng)有良好的降溫措施和溫度報(bào)警，所有熱控電源必須專用，不得用于其他用途。

（4）必須規(guī)范熱控電源的日常巡視制度，完善不同電源中斷后的恢復(fù)過程和更換電源模塊的相關(guān)操作步驟與安全措施，規(guī)范熱控交、直流柜和控制系統(tǒng)電源的切換試驗(yàn)。

2.2 控制系統(tǒng)軟硬件故障預(yù)控

目前，DCS 和燃?xì)廨啓C(jī)TCS（透平控制系統(tǒng)）控制已成為燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組控制系統(tǒng)的主要方式，高度自動(dòng)化帶來了高控制精度，也帶來了一定安全風(fēng)險(xiǎn)，一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，常常會(huì)導(dǎo)致主要輔機(jī)和機(jī)組非停，如果后續(xù)處理不當(dāng)，還可能導(dǎo)致事故擴(kuò)大。

DCS 和TCS 控制系統(tǒng)的主要問題表現(xiàn)在電源、控制器、硬件卡件、通信、人員操作不當(dāng)或誤操作等方面，因此要求日常做好DCS 和TCS的維護(hù)和檢修工作。

DL/T 261《火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》以及即將頒布實(shí)施的《燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修運(yùn)行規(guī)程》對(duì)各系統(tǒng)檢查評(píng)估項(xiàng)目內(nèi)容有詳細(xì)要求，可參考執(zhí)行。此外，加強(qiáng)對(duì)DCS 和TCS 的管理是預(yù)防事故的重要方法之一，如控制系統(tǒng)定期檢查、定期維護(hù)、定期試驗(yàn)等。由典型案例分析可以看出，有許多故障是由于人員強(qiáng)制保護(hù)、邏輯修改、邏輯檢查驗(yàn)收等人為責(zé)任造成的，需要在工作中加強(qiáng)管理，提高人員技能水平和責(zé)任意識(shí)，確保控制系統(tǒng)安全運(yùn)行[15-17]。

控制系統(tǒng)故障主要表現(xiàn)在硬件和軟件兩方面。硬件故障方面，主要有通信故障、控制器之間切換故障等。硬件故障原因與控制系統(tǒng)運(yùn)行年限、環(huán)境條件、日常維護(hù)檢查有關(guān)。統(tǒng)計(jì)故障中既有交換機(jī)異常造成通信中斷，如控制器通信模件內(nèi)部異常，造成通信中斷，機(jī)組跳閘；也有主輔控制器切換過程中誤發(fā)信號(hào)造成機(jī)組停機(jī)。這一類故障發(fā)生的偶然性大，大多源于硬件本身原因，預(yù)防和控制有一定難度。軟件故障問題則更難控制，如系統(tǒng)升級(jí)后，軟硬件版本存在浮點(diǎn)型匹配問題，造成軟件邏輯運(yùn)算錯(cuò)誤。還有一類問題是邏輯和畫面操作設(shè)計(jì)考慮不周全或錯(cuò)誤，在一定條件下，誤發(fā)信號(hào)造成機(jī)組停機(jī)。如案例中的交換機(jī)故障、通信卡件和I/O 模件故障、燃機(jī)TCS 控制邏輯中FSR 復(fù)位邏輯不合理、調(diào)壓站壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)切自動(dòng)邏輯設(shè)計(jì)不合理、燃機(jī)防喘放氣閥控制回路邏輯設(shè)計(jì)不合理、燃機(jī)燃燒監(jiān)測保護(hù)設(shè)計(jì)缺陷等。這類問題是可以預(yù)防的，要加強(qiáng)邏輯設(shè)計(jì)論證，修改后要進(jìn)行必要的回路功能模擬測試。對(duì)于控制系統(tǒng)軟硬件故障，可采取以下預(yù)控措施。

（1）由于燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的特殊性，DCS 和TCS 可能為不同廠家的系統(tǒng)，當(dāng)DCS 與TCS 為不同系統(tǒng)時(shí)，DCS 監(jiān)控畫面上應(yīng)實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)關(guān)鍵參數(shù)和系統(tǒng)的監(jiān)視功能，運(yùn)行操作臺(tái)上應(yīng)配備有防誤動(dòng)措施的燃?xì)廨啓C(jī)緊急停等保護(hù)按鈕，以防TCS 系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)失去控制和監(jiān)視。

（2）確保DCS 和TCS 工作的環(huán)境條件滿足正常生產(chǎn)需求。

（3）完善重要設(shè)備和信號(hào)全程冗余功能和配置。

（4）完善控制系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)和保護(hù)的可靠性。

（5）做好DCS 和TCS 的日常運(yùn)行維護(hù)管理工作，加強(qiáng)日常巡視和管理。

（6）加強(qiáng)DCS 和TCS 的檢修管理，做好預(yù)控措施和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，規(guī)范檢修工藝及流程。

2.3 就地設(shè)備故障預(yù)控

熱控系統(tǒng)就地設(shè)備種類多、數(shù)量大，發(fā)生故障幾率高，加之燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的特殊性，就地設(shè)備異常很容易造成機(jī)組停運(yùn)。通過案例分析可以得知，就地設(shè)備故障具有偶然性和不可預(yù)見性，故障原因往往與違反“反措要求”、不正確設(shè)計(jì)和配置有關(guān)。相關(guān)規(guī)程對(duì)就地設(shè)備安裝、配備、電纜敷設(shè)的要求等都有詳細(xì)規(guī)定，關(guān)鍵是在工作中落實(shí)。

就地設(shè)備主要故障有閥門與執(zhí)行器故障、管路與伴熱故障、電纜故障等。一般情況下，就地設(shè)備故障不會(huì)直接影響機(jī)組安全運(yùn)行，但是容易與邏輯設(shè)計(jì)、熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)纫蛩毓餐饔迷斐蓹C(jī)組非停。執(zhí)行器故障的普遍原因是設(shè)備老化、檢查維護(hù)不及時(shí)、缺少定期測試；電纜故障原因主要是電纜敷設(shè)不合理和電纜本身質(zhì)量不合格、接線松動(dòng)、防護(hù)措施不到位等。針對(duì)該類故障可采取以下預(yù)控措施：

（1）當(dāng)開關(guān)儀表信號(hào)直接接入熱控保護(hù)系統(tǒng)繼電器跳閘回路時(shí)，應(yīng)采取三重冗余配置且定期進(jìn)行試驗(yàn)；對(duì)于死區(qū)和磁滯區(qū)大等不可靠的開關(guān)儀表信號(hào)，不允許用于保護(hù)連鎖。

（2）受自身質(zhì)量和工作環(huán)境影響，燃?xì)廨啓C(jī)部分區(qū)域溫度較高閥門、擋板狀態(tài)的行程開關(guān)容易誤發(fā)信號(hào)，是保護(hù)系統(tǒng)中可靠性較差的裝置之一，應(yīng)采用良好可靠的發(fā)訊裝置或良好的輔助判斷措施來防止拒動(dòng)或誤動(dòng)。

（3）應(yīng)設(shè)置開關(guān)量信號(hào)查詢電壓異常報(bào)警，當(dāng)查詢電壓低于允許值或失去時(shí)，立即對(duì)異常電源進(jìn)行報(bào)警，并采取相應(yīng)的防誤動(dòng)措施。

（4）有故障安全要求的電磁閥，應(yīng)盡量采用雙線圈電磁閥。

（5）燃料控制閥、IGV 伺服閥以及主汽（再熱）控制閥LVDT（線性位移差動(dòng)傳感器）應(yīng)采用冗余配置，其供電電源應(yīng)取自不同的伺服模件。

（6）對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)特有的系統(tǒng)或裝置（進(jìn)排氣系統(tǒng)、通風(fēng)冷卻系統(tǒng)、氣體燃料系統(tǒng)、危險(xiǎn)氣體檢測裝置、清吹系統(tǒng)等）的設(shè)計(jì)和配置，應(yīng)考慮系統(tǒng)冗余配置和可靠性，滿足熱工保護(hù)“杜絕拒動(dòng)，防止誤動(dòng)”的基本配置原則。

2.4 電纜與接線預(yù)控

燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的電纜和接線除了滿足煤機(jī)相關(guān)要求外，還有自己的特殊性要求，因此必須考慮：

（1）進(jìn)入DCS 和TCS 的一些信號(hào)電纜，必須采用合格的阻燃屏蔽電纜。

（2）長期運(yùn)行在高溫區(qū)域的電纜和補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)使用耐高溫特種電纜或耐高溫補(bǔ)償電纜。

（3）冗余設(shè)備的控制測量信號(hào)和電源電纜均須全程分電纜敷設(shè)，熱控系統(tǒng)的測量和電源信號(hào)嚴(yán)禁合用電纜。

（4）一次元件的接線應(yīng)有防止高溫?fù)p壞電纜、振動(dòng)摩擦導(dǎo)致斷線、接線松動(dòng)的措施，特別是在燃?xì)廨啓C(jī)高溫和振動(dòng)大的區(qū)域。

（5）需現(xiàn)場接線箱過渡連接時(shí)，保證電氣的連續(xù)性，屏蔽線也應(yīng)通過接線箱端子進(jìn)行可靠連接，同時(shí)在檢修期間需對(duì)接線的安全性、可靠性進(jìn)行檢查。

2.5 運(yùn)行、檢修、維護(hù)不當(dāng)故障預(yù)控

人是運(yùn)行、檢修維護(hù)的主體，業(yè)務(wù)水平往往與專業(yè)技術(shù)能力、工作狀態(tài)、思想意識(shí)等多方面有關(guān)，防止人員誤操作有規(guī)程、制度、獎(jiǎng)懲等多種手段，需要結(jié)合實(shí)際綜合運(yùn)用?？刂迫说牟话踩袨槭嵌沤^人為事故最根本的保證，在投運(yùn)系統(tǒng)前需要對(duì)投運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)檢查，分析系統(tǒng)狀態(tài)是否滿足機(jī)組的安全運(yùn)行要求。

發(fā)電自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)每年收集的人為故障導(dǎo)致機(jī)組非停或異常案例比較多，如氣源質(zhì)量不滿足要求造成機(jī)組停運(yùn)，熱控人員對(duì)工作票程序和安全措施未執(zhí)行到位，沒有對(duì)工作內(nèi)容和操作進(jìn)行詳細(xì)核實(shí)，未進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)或辨識(shí)不詳細(xì)。管理方面存在的問題有：熱控專業(yè)管理不到位，工程師站等管理制度執(zhí)行不嚴(yán)格，檢修人員或邏輯修改人員在無監(jiān)護(hù)情況下單獨(dú)操作和修改等。這些問題與人員的技術(shù)能力和素質(zhì)、企業(yè)管理等因素有關(guān)，只要加強(qiáng)認(rèn)識(shí)和管理完全可以預(yù)防和控制相關(guān)故障的發(fā)生，具體預(yù)控建議如下：

（1）在投運(yùn)系統(tǒng)前，需要對(duì)投運(yùn)的系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)檢查并分析系統(tǒng)狀態(tài)，確認(rèn)是否滿足機(jī)組安全運(yùn)行要求。

（2）按照要求嚴(yán)格執(zhí)行工作票、邏輯修改、參數(shù)修改審批制度。

（3）工程師站、TCS 電子室、DCS 電子室等重要場所應(yīng)制定完善的管理制度。

（4）實(shí)行熱工邏輯修改、保護(hù)投撤、信號(hào)強(qiáng)制與解除強(qiáng)制信號(hào)的審批、監(jiān)護(hù)及記錄等制度。

（5）應(yīng)建立有效的控制系統(tǒng)故障應(yīng)急處理預(yù)案和措施，制定DCS 和TCS 故障時(shí)的處理措施與安全對(duì)策。

2.6 系統(tǒng)干擾故障預(yù)控

目前，DCS 和PLC（可編程邏輯控制器）控制系統(tǒng)在電廠生產(chǎn)過程中得到廣泛應(yīng)用，各種就地設(shè)備安裝位置相對(duì)比較分散。有些安裝位置和環(huán)境比較惡劣，除高溫、潮濕、粉塵等環(huán)境外，甚至處于強(qiáng)電磁干擾環(huán)境。要提高控制系統(tǒng)可靠性，一方面必須要求制造廠提高設(shè)備抗干擾能力，另一方面應(yīng)從設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)入手，每個(gè)環(huán)節(jié)要足夠重視，增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力。干擾問題在生產(chǎn)現(xiàn)場普遍存在，發(fā)生問題后查找和處理有很大難度，在工作中要高度重視，認(rèn)真對(duì)待。

在本文收集和分析的案例中，出現(xiàn)了多個(gè)由于干擾造成誤發(fā)信號(hào)的非停事件。這類故障主要是由于測量回路中線纜、模件抗干擾能力較弱，屏蔽接地系統(tǒng)存在隱患，容易受到外界因素干擾所造成的，例如卡件多次遭到雷擊損壞、保護(hù)信號(hào)干擾、接線松動(dòng)絕緣不良等。建議采取以下措施減少系統(tǒng)干擾故障：

（1）易受雷電干擾的系統(tǒng)和區(qū)域，應(yīng)和電氣專業(yè)配合，選擇合理的位置和設(shè)備來安裝防浪涌保護(hù)器。

（2）DCS 應(yīng)具有可靠的接地措施，控制與測量信號(hào)電纜屏蔽層應(yīng)保持良好可靠的接地，在檢修期間應(yīng)對(duì)接地和屏蔽進(jìn)行相應(yīng)的可靠性檢查。

（3）易受干擾的測量元件、儀表、傳感器、區(qū)域（如IGV 角度測量傳感器、燃料控制閥區(qū)域）等處應(yīng)貼有明顯警示標(biāo)志，在離測量元件5 m 內(nèi)嚴(yán)禁使用對(duì)講機(jī)等干擾設(shè)備，嚴(yán)禁帶磁性的物體接近測量元件。

3 結(jié)語

針對(duì)中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)發(fā)電自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)近幾年來收集的燃機(jī)熱控系統(tǒng)典型故障案例，結(jié)合燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組特點(diǎn)，分析總結(jié)了燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組熱控系統(tǒng)故障原因。由于燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組熱控系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的可靠性要求比燃煤機(jī)組更高，其故障不僅涉及到熱控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試、人員素質(zhì)以及運(yùn)行檢修維護(hù)質(zhì)量，還與控制系統(tǒng)軟硬件和邏輯、就地設(shè)備可靠性等多個(gè)方面有關(guān)。在統(tǒng)計(jì)和分析各類故障的基礎(chǔ)上，探討并提出了提高燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組熱控系統(tǒng)可靠性的預(yù)控措施，以期提升燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組安全運(yùn)行水平，減少機(jī)組跳閘事件的發(fā)生。