山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司 雷建軍

1 燃煤電廠熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)及其主要構(gòu)成

1.1 燃煤電廠熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)

燃煤發(fā)電廠自動化設(shè)備的控制方法多樣，包含了熱工機械設(shè)備的自動化、監(jiān)督控制和檢測等問題，希望能在成本最小化基礎(chǔ)上實現(xiàn)運行的最大化，保障在運行中保持一個安全穩(wěn)定的運行狀態(tài)。燃煤電廠在運行中需通過具備完善的設(shè)備系統(tǒng)的檢測功能，對所有功能進行統(tǒng)籌規(guī)劃、系統(tǒng)控制，保證燃煤電廠熱工自動化設(shè)備能夠穩(wěn)健的運行[1]。一般來說，燃煤、機爐、電氣、化學(xué)和燃煤電廠的所有的相關(guān)車間都需通過進行集中控制的方法來實現(xiàn)綜合管理，集中控制一般通過兩機一控的方法來實現(xiàn)控制，需通過機組的實踐來進行組合，目前根據(jù)一種通用的形式來說明燃煤電廠熱動控制的基本情況[2]。

1.2 燃煤電廠熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)主要構(gòu)成

機組自動化系統(tǒng)。是建立在電廠熱工自動化設(shè)備中的微處理器上的控制系統(tǒng)，包含了機器運轉(zhuǎn)中的數(shù)據(jù)收集、對其他線路的控制、對模擬量的控制以及對監(jiān)控系統(tǒng)的控制等多個系統(tǒng)的管理[3]。機組通過機組管理人員和顯示屏幕對系統(tǒng)進行監(jiān)督，在總控臺上安裝分散管理系統(tǒng)和控制按鈕，利用中央控制系統(tǒng)對機組進行整體的管控，其他的分散控制器在顯示器上顯示出被控制情況。機組控制系統(tǒng)是通過燃煤電廠的集中控制系統(tǒng)對整個的機組進行管理控制，與其相關(guān)聯(lián)的自動控制系統(tǒng)和連鎖裝置等都需在顯示器上進行顯示，完成各種工作要求，并需配備足夠的換氣設(shè)備，在機組控制臺上需和其他相關(guān)輔助的輔助盤進行區(qū)分，對于輔助設(shè)施的啟動運行和停機等需按照相對應(yīng)的運行模式，由功能子組按照一個特定的順序進行管控。

電廠監(jiān)控自動化系統(tǒng)。包含了整個電廠的所有的運營數(shù)據(jù)的整理、對電廠的功能進行分析、對電廠所有關(guān)鍵的設(shè)備和信息的安全性管理工作。監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)機組的生產(chǎn)情況和產(chǎn)生的生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及電廠運營規(guī)范的相關(guān)規(guī)定進行系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定，變送器和相關(guān)的儀表設(shè)備都需根據(jù)高效率生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)來使用。

輔助自動化系統(tǒng)。是關(guān)于化學(xué)水的第一步驟的處理、凝結(jié)水的精細處理以及通風(fēng)系統(tǒng)和煤運系統(tǒng)等系統(tǒng)的統(tǒng)稱，通過對輔助車間的管理實現(xiàn)輔助系統(tǒng)的車間的控制?；瘜W(xué)補給水等方面的管理系統(tǒng)在建立就地解決的基礎(chǔ)上還需實現(xiàn)中央控制系統(tǒng)對其的管控，在進行調(diào)試完成后使用階段可通過將就地控制中的CTR 轉(zhuǎn)到中央控制中心工作。

2 燃煤電廠熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)風(fēng)險及其成因

2.1 燃煤電廠熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)風(fēng)險

由于DCS 系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)不夠穩(wěn)定的情況，會導(dǎo)致電廠熱工自動化設(shè)備出現(xiàn)一定風(fēng)險，也就是說由于電源或自動調(diào)節(jié)部件出現(xiàn)問題，系統(tǒng)測壓零件或測溫零件失靈都會引發(fā)機組保護出現(xiàn)錯誤的情況發(fā)生。這些問題會使在執(zhí)行操作時出現(xiàn)無法對遠程控制系統(tǒng)實施操作，無法對監(jiān)控發(fā)電機組的功能進行控制，機組運行處于不正常的狀態(tài)。操作人員在此過程中會出現(xiàn)對機組運行情況產(chǎn)生錯誤的判斷，從而導(dǎo)致事故朝著惡性循環(huán)的方向發(fā)展，電廠熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)風(fēng)險加劇。

另外如DCS 系統(tǒng)對病毒抵抗能力欠缺也會出現(xiàn)風(fēng)險。當(dāng)黑客對系統(tǒng)進行入侵，電廠熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)的故障的發(fā)生率也會加大。燃煤電廠熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)備正在安裝中出現(xiàn)的安裝故障或熱工設(shè)備的采購質(zhì)量不符合采購標(biāo)準(zhǔn)，都會導(dǎo)致出現(xiàn)安全隱患。

2.2 燃煤電廠熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)風(fēng)險成因

2.2.1 機組控制系統(tǒng)風(fēng)險及成因

機組控制系統(tǒng)是電廠熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)中的重要構(gòu)成部分，該部分出現(xiàn)問題的原因是UPS 的電源出現(xiàn)問題，會導(dǎo)致系統(tǒng)或電路的回路電源停供，原因有幾方面：系統(tǒng)集中控制中的線路出現(xiàn)故障、電源出現(xiàn)故障或接頭處出現(xiàn)松動等導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)問題，或LCD 屏幕出現(xiàn)黑屏、斷電等情況。通信的電線間接頭處的負荷較大，承載的壓力越大則會導(dǎo)致出現(xiàn)信號傳遞不夠靈敏和穩(wěn)定的情況，從而會進一步出現(xiàn)信號不暢通、系統(tǒng)出現(xiàn)死機的情況。另外，如硬件出現(xiàn)損傷或損壞、人員在操作過程中沒有嚴(yán)格按照操作規(guī)范實施，都有可能會對熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)的主機帶來損壞。計算機的系統(tǒng)軟件也面臨著黑客或者病毒入侵的可能，也有可能帶來機組控制系統(tǒng)的損壞。

2.2.2 測壓裝置風(fēng)險及成因

測壓裝置出現(xiàn)問題的原因主要來源于UPS 的電源或者是線路出現(xiàn)問題，回路線纜不通帶來的供電失常會引起測量裝置的傳輸功能無法正常工作。另外，還有可能是由于測量的零件或彈性失效出現(xiàn)了問題，這會導(dǎo)致數(shù)據(jù)存在誤差；儀表儀器對于設(shè)備的壓力、壓強數(shù)值無法準(zhǔn)確傳導(dǎo)，壓力表的數(shù)值出現(xiàn)錯誤，朝向最大值或是朝向最小值，差壓表也出現(xiàn)類似情況；取樣的設(shè)備由于長久工作出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致的防摩擦力的效果不夠理想，儀表在進行壓力的傳輸過程中由于雜物的擁堵導(dǎo)致指針不夠靈活，由于溫度的影響導(dǎo)致測量的數(shù)值不夠準(zhǔn)確、出現(xiàn)測壓不準(zhǔn)等故障。變送器產(chǎn)生問題導(dǎo)致供電的能力減弱，從而引發(fā)導(dǎo)線出現(xiàn)問題或者UPS 的電源出現(xiàn)問題等情況。

2.2.3 測溫裝置風(fēng)險及成因

測溫裝置的問題來源于線路出現(xiàn)損傷，或者是UPS 的電源的線路中的回路沒有供電，會引起整個測溫裝置不能夠顯示準(zhǔn)確的數(shù)值，另外，可能由于測量所使用到的零部件等出現(xiàn)損壞，會對測溫裝置中的指針帶來影響，指針有可能向最大值或者最小值偏差，甚至出現(xiàn)指針不動的情況。元件安裝的情況中安裝不合適也會出現(xiàn)測溫裝置中的零部件的某個部位和所要測量的位置之間的接觸不良，從而導(dǎo)致溫度測量的數(shù)值不夠客觀準(zhǔn)確；分散控制系統(tǒng)的組件輸入點存在問題也會導(dǎo)致測溫裝置測溫的數(shù)值不準(zhǔn)確的情況，裝置受到外部的磁場等影響也會出現(xiàn)測溫裝置測量結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。

2.2.4 機組保護裝置風(fēng)險及成因

機組保護裝置出現(xiàn)問題后會出現(xiàn)機器錯誤轉(zhuǎn)動或停運。在此基礎(chǔ)上，燃煤電廠熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)出現(xiàn)問題的風(fēng)險增高，原因來自多個方面：包含保護系統(tǒng)由于外來因素的影響導(dǎo)致問題的產(chǎn)生，來源于內(nèi)部的零件問題導(dǎo)致的系統(tǒng)運行受到干擾，從而引起設(shè)備系統(tǒng)故障；在自動狀態(tài)下進行電路切換時，電源的雙路線路都處于停止供電狀態(tài)，從而導(dǎo)致機組運行過程中出現(xiàn)錯誤判斷；機器的系統(tǒng)在設(shè)計過程中存在漏洞，安全性能得不到保障，不能滿足電廠熱工自動化設(shè)備在運行中的需求；機組保護的裝置的精確程度不夠高，也會導(dǎo)致系統(tǒng)在運行中出現(xiàn)錯誤判斷；傳輸?shù)慕M件出現(xiàn)問題會觸發(fā)系統(tǒng)喚醒保護機制；信號測點的線路出現(xiàn)故障；線路的接觸點存在問題等。嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致相關(guān)的測量設(shè)備出現(xiàn)測量數(shù)據(jù)錯誤的問題，從而引發(fā)拒動現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2.2.5 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)風(fēng)險及成因

該事故出現(xiàn)的風(fēng)險原因也有多種：儀表的精確程度不高；通訊設(shè)備工作中出現(xiàn)驟停問題導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤判斷；系統(tǒng)內(nèi)部芯片出現(xiàn)問題，情況嚴(yán)重時會導(dǎo)致運算能力出現(xiàn)狀況，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)失控；系統(tǒng)傳輸過程中的信息出現(xiàn)遺失，導(dǎo)致系統(tǒng)的調(diào)節(jié)裝置出現(xiàn)失控制；執(zhí)行的零件出現(xiàn)老化問題，會導(dǎo)致系統(tǒng)中調(diào)節(jié)功能執(zhí)行能力下降；線路的接觸部位出現(xiàn)松動，檢測零件不能正常工作，對于調(diào)節(jié)門的工作帶來嚴(yán)重的不良影響；電源部分出現(xiàn)問題，導(dǎo)致機組部分出現(xiàn)失控狀態(tài)等。

2.2.6 熱工電源供電風(fēng)險及成因

熱工電源供電不足也會造成較大不良影響，該事故造成的因素也有很多方面，包含了電源的線路回路出現(xiàn)短路，出現(xiàn)嚴(yán)重的問題會影響電廠熱工自動化設(shè)備供電情況。電源一旦出現(xiàn)短路的問題就會導(dǎo)致電路出現(xiàn)跳閘斷電的情況；電源電纜的絕緣性不強，容易造成接地和短路情況；外部環(huán)境如果惡劣，對于線纜造成的影響也較大。

3 燃煤電廠熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)風(fēng)險防范措施

3.1 技術(shù)方面的措施

實際操作技術(shù)方面的建議主要包含工人施工技術(shù)和增加預(yù)警裝置等。首先工人施工技術(shù)的改善對電廠熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)風(fēng)險防范起到關(guān)鍵性的積極影響，操作人員在操作過程中需提高對UPS 電源的穩(wěn)定性，盡可能減少電源在切換過程中所需要的時間。并需不斷完善系統(tǒng)電源的整體功能。

另外，設(shè)備的完善也能對熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)風(fēng)險的防范起到積極影響，如安裝聲光報警裝置能客觀角度上有效地降低熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)風(fēng)險，降低事故的發(fā)生概率。工作人員對于設(shè)備中的系統(tǒng)接口處需要進行檢查，保障接口的安全性。工作人員需要將反措的相關(guān)要求作為根本，進一步的避免系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)錯誤判斷的概率，并且盡量地避免系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤的運行和拒絕執(zhí)行運行命令的情況。

對于熱工系統(tǒng)的保護來說，系統(tǒng)的獨立性影響較大。基于此，需要對熱工的保護系統(tǒng)提高關(guān)注，為了保護其獨立性，需要對熱工自動化設(shè)備安裝停機驅(qū)動功能或安裝跳閘按鈕，在系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)問題就能及時地進行跳閘或停機，以避免出現(xiàn)更大的問題。為了能夠保障熱工自動化系統(tǒng)的故障得到及時有效的修理，增加系統(tǒng)的追憶功能，能夠?qū)峁ぷ詣踊到y(tǒng)運行過程中的問題進行記錄，方便出現(xiàn)問題能夠及時準(zhǔn)確的了解具體情況，并及時解決，這對于單元組成的自動化系統(tǒng)有著非常重要的作用。

工作人員在實際操作中還需要對DCS 燃煤鍋爐的爐膛的安全性進行監(jiān)督。首先是對爐膛的質(zhì)量的監(jiān)督，在采購過程中需要嚴(yán)格遵守爐膛的采購標(biāo)準(zhǔn)，選取質(zhì)量上乘的爐膛，避免由于質(zhì)量原因?qū)е碌臓t膛安全隱患。用其中的控制器作為例子來說，控制器的切換的方法需要設(shè)定為手動和自動，避免由于自動系統(tǒng)功能出現(xiàn)問題導(dǎo)致的惡劣情況下無法干預(yù)的問題出現(xiàn)，并且其中裝置的數(shù)量也需要進一步添加。在進行檢查的環(huán)節(jié)中，工作人員需要進行接地檢測，保證壓縮空氣的品質(zhì)，從而達到完善系統(tǒng)性能的目的。

另外，儀表盤的氣源也是需要注意的一個問題，對于儀表氣盤的氣量需要進行掌控，需要擁有15min 的氣體供應(yīng)量，并且需要將儀表氣源的輸入渠道與其他的儀表零件進行區(qū)分，避免進氣渠道與其他的零部件接觸，避免由于進氣渠道出現(xiàn)問題導(dǎo)致的熱工自動化設(shè)備和系統(tǒng)的安全風(fēng)險。

3.2 管理方面的措施

在實踐中的過程中，對于安全的管理顯得尤為重要，目前燃煤電廠熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)風(fēng)險防范安全管理方面的措施包含了多個方面：工作人員崗位安全職責(zé)管理、燃煤電廠熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)風(fēng)險防范相關(guān)的管理制度、安全管理應(yīng)急預(yù)案和安全管理的監(jiān)督、監(jiān)控信息的管理等方面。其中燃煤電廠的熱工安全管理的相關(guān)制度包含了熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)的監(jiān)督管理的相關(guān)制度、熱工自動化設(shè)備的日常檢查制度和熱工工作人員的相關(guān)的安全教育的管理制度、熱工計量管理制度和熱工的系統(tǒng)的不同級別的授權(quán)管理制度，熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)的病毒預(yù)防和預(yù)警制度、熱工自動化設(shè)備工程師的管理標(biāo)準(zhǔn)的細則等。

加強熱工自動化系統(tǒng)的風(fēng)險管理，首先明確相關(guān)部門的工作職責(zé)和管理條例，并且細化到各個崗位的工作細則和需要盡到的崗位職責(zé)。必須嚴(yán)格制定相關(guān)的規(guī)范條例，并且在企業(yè)的運營過程中根據(jù)實際情況不斷地進行條例的完善，保障各個崗位的工作都能夠有管理條例進行約束。

強化操作規(guī)范，保證能夠按照科學(xué)規(guī)范的工作程序來完成工作內(nèi)容。另外加強管理，對熱工自動化設(shè)備系統(tǒng)的管理除了對部門的管理以外，需要加強對部門的動態(tài)監(jiān)督管理，對不同崗位工作人員的工作狀態(tài)進行動態(tài)監(jiān)督和評價，不斷約束其行為，避免出現(xiàn)工作中的松散、懶散的工作狀態(tài)和疲憊的工作態(tài)度。