國能錦界能源有限責任公司 任浩波
隨著社會的發(fā)展和經(jīng)濟的快速增長,電力需求量不斷增加,而能源的短缺和環(huán)保問題也日益凸顯。因此,電力行業(yè)在能源轉型的背景下,面臨著越來越嚴峻的挑戰(zhàn)。為了滿足國家和社會對電力的需求,電廠需要保證其設備和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,以確保電力供應的連續(xù)性和可靠性。然而,電廠設備的復雜性和工作環(huán)境的惡劣性導致了熱控保護系統(tǒng)容易出現(xiàn)誤動或拒動的問題。在電廠中,熱控保護系統(tǒng)是保證發(fā)電機組安全穩(wěn)定運行的關鍵部分。通過監(jiān)測發(fā)電機組的溫度、壓力等參數(shù),并及時采取措施來控制溫度和保護設備。然而,由于熱控保護系統(tǒng)設備的特殊性和環(huán)境的變化,熱控保護系統(tǒng)容易出現(xiàn)誤動或拒動的問題,導致設備的運行效率和安全性受到影響。這種情況不僅會影響電廠的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益,還會危及工作人員的生命安全。
電廠熱控保護系統(tǒng)是保證發(fā)電機組安全穩(wěn)定運行的關鍵部分,其設備的性能和可靠性直接影響到電廠的運行效率和安全性。在電廠中,熱控保護系統(tǒng)包括溫度傳感器、閥門和控制系統(tǒng)等設備,下面將對這些設備進行詳細介紹。
溫度傳感器在電廠熱控保護系統(tǒng)中扮演著至關重要的角色。通過監(jiān)測發(fā)電機組的溫度,可以及時采取措施控制發(fā)電機組的溫度,以保證設備的安全穩(wěn)定運行。常用的溫度傳感器主要有熱電偶、熱敏電阻和紅外線測溫儀等。熱電偶是一種接觸式溫度傳感器,其測量原理基于熱電效應。由兩種不同的金屬導線連接組成,連接處稱為熱電偶的冷端和熱端。當熱端接觸到被測物體時,因為溫差的存在,產(chǎn)生熱電勢差,從而產(chǎn)生電信號。熱電偶具有響應速度快、精度高的特點,廣泛應用于發(fā)電機組的溫度測量。熱敏電阻是一種接觸式溫度傳感器,其測量原理基于熱敏效應。作為一種特殊材料制成的電阻器,其電阻值隨著溫度的變化而變化。通過對熱敏電阻的電阻值進行測量,可以確定被測物體的溫度。熱敏電阻具有精度高、響應速度快的特點,在電廠中應用廣泛。紅外線測溫儀是一種非接觸式溫度傳感器,其測量原理基于物體的紅外輻射能量。當物體的溫度升高時,會產(chǎn)生紅外線輻射。紅外線測溫儀通過檢測物體發(fā)射的紅外線輻射來確定物體的溫度,無須接觸被測物體,具有響應速度快、精度高、使用方便等特點,在電廠中,常用于測量高溫區(qū)域的溫度。不同類型的熱控溫度傳感器詳見表1。
表1 不同類型的熱控溫度傳感器
閥門是熱控保護系統(tǒng)中用于控制冷卻水流量和溫度的關鍵設備。電廠中一般采用的閥門有調節(jié)閥和截止閥兩種類型。調節(jié)閥是一種可以調整水流量的閥門,通過調節(jié)閥門的開度來控制水流量和溫度,以保持發(fā)電機組的穩(wěn)定運行。截止閥則是一種用于截斷水流的閥門,一般用于緊急情況下的停機和維修。
控制系統(tǒng)是熱控保護系統(tǒng)的核心部分,主要用于對熱控保護系統(tǒng)進行監(jiān)控和控制。在電廠中,常用的控制系統(tǒng)有PLC(可編程控制器)和DCS(分布式控制系統(tǒng))等??刂葡到y(tǒng)可以對溫度傳感器讀數(shù)進行處理,并根據(jù)控制策略來控制閥門的開度,以保持發(fā)電機組的溫度在安全范圍內。此外,控制系統(tǒng)還可以對熱控保護系統(tǒng)進行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷,及時發(fā)現(xiàn)和處理熱控保護系統(tǒng)的故障和異常情況。
溫度傳感器的讀數(shù)準確性直接關系到熱控保護系統(tǒng)的性能和可靠性。如果溫度傳感器的讀數(shù)不準確,就會導致熱控保護系統(tǒng)誤判或誤報發(fā)電機組的實際溫度,進而影響熱控保護系統(tǒng)的控制效果和安全性。因此,溫度傳感器的準確性是熱控保護系統(tǒng)中最基本和關鍵的要求之一。溫度傳感器讀數(shù)不準確的原因可能有多種,一方面是傳感器本身的質量問題。如果傳感器制造質量不過關或者安裝不當,就會影響傳感器的準確性。另一方面是由于環(huán)境因素導致傳感器讀數(shù)不穩(wěn)定,如高溫環(huán)境下,傳感器材質可能會發(fā)生膨脹變形,影響傳感器的讀數(shù)準確性。此外,傳感器也容易受到振動、腐蝕等因素的影響,導致讀數(shù)不穩(wěn)定[1]。
控制系統(tǒng)是熱控保護系統(tǒng)的核心部分,其穩(wěn)定性和可靠性對熱控保護系統(tǒng)的運行效果和安全性具有重要影響。如果控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障,就可能導致熱控保護系統(tǒng)誤動或拒動,從而影響發(fā)電機組的運行效率和安全性。控制系統(tǒng)故障的原因可能是多種多樣的。有控制器本身的質量問題,控制器是熱控保護系統(tǒng)的核心部件之一,如果控制器制造質量不過關或者設計不合理,就會影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。還有軟件編程錯誤,控制系統(tǒng)的軟件編程質量對其性能和穩(wěn)定性具有重要影響。如果軟件編程存在錯誤,就可能導致控制系統(tǒng)誤動或拒動。此外電氣故障,控制系統(tǒng)中的電氣元件可能會出現(xiàn)故障,如電路短路、電容器老化等,導致控制系統(tǒng)工作不穩(wěn)定或出現(xiàn)故障。還可能涉及通信故障,熱控保護系統(tǒng)中可能涉及多個設備之間的通信,如溫度傳感器與控制器之間的通信等[2]。如果通信故障,就可能導致控制系統(tǒng)誤動或拒動。
閥門和執(zhí)行器是熱控保護系統(tǒng)中用于控制冷卻水流量和溫度的重要設備,其性能和可靠性直接影響到熱控保護系統(tǒng)的效果和安全性。如果閥門或執(zhí)行器出現(xiàn)故障,就可能導致熱控保護系統(tǒng)誤動或拒動,從而影響發(fā)電機組的運行效率和安全性。閥門和執(zhí)行器故障的原因可能是多種多樣的,主要包括以下幾個方面:材料老化[3]。長時間使用會導致閥門和執(zhí)行器內部材料老化,從而影響其性能和可靠性。使用不當。如果操作人員對閥門和執(zhí)行器的使用方法不熟悉,或使用不當,如在超出設備規(guī)定范圍內使用,就可能導致設備故障。粉塵和腐蝕。閥門和執(zhí)行器所處的環(huán)境惡劣,易受粉塵和腐蝕的影響,從而影響其性能和可靠性[4]。
電廠環(huán)境的變化(如溫度、濕度等)是導致熱控保護系統(tǒng)誤動或拒動的另一個重要原因。電廠環(huán)境的變化可能會對熱控保護系統(tǒng)的讀數(shù)和控制效果產(chǎn)生不良影響,從而導致熱控保護系統(tǒng)誤動或拒動。主要是這幾個方面,溫度變化:電廠環(huán)境中溫度的變化會直接影響熱控保護系統(tǒng)的溫度讀數(shù)和控制效果。如果環(huán)境溫度升高,發(fā)電機組的溫度也會升高,但熱控保護系統(tǒng)可能由于誤差或不穩(wěn)定性而顯示不準確的溫度,從而導致熱控保護系統(tǒng)誤動或拒動[5]。濕度變化:濕度的變化會影響熱控保護系統(tǒng)中的電子元件,從而影響熱控保護系統(tǒng)的性能和可靠性。如高濕度可能導致電子元件生銹和腐蝕,影響熱控保護系統(tǒng)的正常運行。其他環(huán)境因素。除了溫度和濕度,其他環(huán)境因素如電磁場干擾、塵土、噪聲等也可能影響熱控保護系統(tǒng)的性能和可靠性,從而導致熱控保護系統(tǒng)誤動或拒動。
熱控保護系統(tǒng)誤動或拒動的原因可能是多方面的,需要綜合考慮各種因素。針對這些問題,需要進行進一步分析和研究,以采取有效的對策來解決。
選用高精度的溫度傳感器,傳感器的準確性與其精度有關,因此可以選用精度更高的傳感器來提高其準確性。對傳感器進行定期維護和校準,定期對傳感器進行維護和校準,以確保其讀數(shù)準確性。在傳感器安裝位置考慮環(huán)境因素,在選擇傳感器安裝位置時,要考慮環(huán)境因素對傳感器的影響,盡可能避免影響傳感器的讀數(shù)準確性。對傳感器的安裝過程進行規(guī)范化管理,在傳感器的安裝過程中,要按照規(guī)范化的管理程序進行,確保傳感器安裝到位,不會受到振動等因素的影響。對傳感器進行防腐處理,在環(huán)境較為惡劣的情況下,可以對傳感器進行防腐處理,以延長傳感器的使用壽命并保證其準確性??傊?,對溫度傳感器進行維護、校準和管理,可以保證其讀數(shù)準確性和穩(wěn)定性,從而提高熱控保護系統(tǒng)的控制效果和安全性。
選用質量可靠的控制器,盡量避免因控制器本身問題導致控制系統(tǒng)故障。對控制系統(tǒng)進行定期維護和檢修,定期對控制系統(tǒng)進行維護和檢修,發(fā)現(xiàn)并解決可能存在的問題,以確??刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。企業(yè)所在電廠熱控控制系統(tǒng)PLC 算法換作PID 控制算法更有利于控制維護。該算法中,自適應PID 控制算法通過自適應調整PID 參數(shù),提高控制系統(tǒng)的響應速度和穩(wěn)定性,減小了超調現(xiàn)象、調節(jié)時間和穩(wěn)態(tài)誤差等問題。自適應PID 控制算法流程改進代碼表示為:
# 自適應PID 控制算法
def adaptive_pid_control(temperature,setpoint,Kp,Ki,Kd,integral,last_error,dt,alpha,beta,gamma):
# 計算誤差
error=setpoint - temperature
# 計算比例項
proportional=Kp * error
# 計算積分項
integral+=Ki * error * dt
# 計算微分項
derivative=Kd * (error - last_error) / dt
# 計算控制輸出
output=proportional+integral+derivative
# 更新參數(shù)
Kp+=alpha * error
Ki+=beta * error * dt
Kd+=gamma * (error - last_error) / dt
# 保存誤差
last_error=error
return output,Kp,Ki,Kd,last_error
對設備進行定期檢查和維護,定期檢查閥門和執(zhí)行器的磨損情況,并進行維護和更換。增強操作人員的培訓,加強操作人員的培訓,提高其對閥門和執(zhí)行器的使用方法的熟悉度和操作技能。提高設備的耐腐蝕能力,采用耐腐蝕材料制造閥門和執(zhí)行器,或在設備表面涂上防腐蝕涂層,從而延長設備的使用壽命。對設備進行及時維護和更換,發(fā)現(xiàn)設備存在故障或者已經(jīng)過時,及時進行維護和更換,以確保設備的正常運行。閥門和執(zhí)行器故障是導致熱控保護系統(tǒng)誤動或拒動的主要原因之一,需要采取相應的預防和解決措施。通過加強設備的維護和更換,提高操作人員的培訓水平,增強設備的耐腐蝕能力等手段,可以有效地預防和解決閥門和執(zhí)行器故障問題。
針對電廠環(huán)境變化引起的誤動或拒動問題,可以采取以下措施來預防和解決:對環(huán)境變化進行監(jiān)測。通過安裝環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),及時監(jiān)測電廠環(huán)境的變化情況,提前預警并及時處理可能導致誤動或拒動的問題。采用抗干擾能力強的設備,選擇具有抗干擾能力強的熱控保護設備,能夠更好地適應電廠環(huán)境的變化,降低誤動或拒動的風險。增強設備的防護能力,采用防護措施如遮蓋、封閉、隔離等,防止環(huán)境因素對熱控保護系統(tǒng)的影響。提高設備的穩(wěn)定性和可靠性,選擇具有較高穩(wěn)定性和可靠性的熱控保護設備,可以降低環(huán)境因素對熱控保護系統(tǒng)的影響,從而從根本上避免誤動或拒動的發(fā)生。此外,定期檢查和維護設備,保證其正常工作,也是防止誤動或拒動問題的重要措施。
本文通過對所在國企的電廠熱控保護誤動拒動的常見原因進行分析,排查了各個流程可能的問題所在。并針對性地提出了具有建設性的維護方案,應該采取綜合措施,從傳感器的質量開始,到控制系統(tǒng)和操作人員等多個方面,需要進行排查,這樣才能找到真正的原因并能及時糾正。從而提高電廠熱控保護的可靠性和穩(wěn)定性,確保電廠的正常運行和安全生產(chǎn)。