深析提高火電廠熱控系統(tǒng)可靠性的方法

李相東

【摘 要】本文主要分析了火電廠熱控系統(tǒng)可靠性的相關(guān)問題，針對(duì)火電廠熱控系統(tǒng)可靠性不高的情況，提出了一些比較可行的應(yīng)對(duì)方法，以期可以提高火電廠熱控系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。

【關(guān)鍵詞】火電廠；熱控系統(tǒng)；可靠性

一、前言

目前，火電廠運(yùn)行的過程中，熱控系統(tǒng)的可靠性還不高，依然存在很多問題，因此，為了提高火電廠熱控系統(tǒng)可靠性，必須要采取有效的方法，提高運(yùn)行的效果。

二、熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分包括分散控制系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這區(qū)別于硬件的組成，主要是根據(jù)功能劃分。下面具體介紹各部分的組成：

首先是分散控制系統(tǒng)。分散控制系統(tǒng)（DCS）是大多數(shù)電廠所采用的控制系統(tǒng)，是自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心部分。每個(gè)機(jī)組都有各自的分散控制系統(tǒng)，在兩臺(tái)機(jī)組之間的數(shù)據(jù)線通常是利用網(wǎng)橋連接到電廠的公用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，例如燃油泵房、空壓機(jī)房等。為保證安全，可以在公用網(wǎng)絡(luò)某一節(jié)點(diǎn)設(shè)置操作員監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳送狀態(tài)或者是通過單元機(jī)組操作員站實(shí)現(xiàn)對(duì)公用系統(tǒng)的監(jiān)控。機(jī)組操作臺(tái)上盡可能設(shè)置DCS和DCH操作員站，還要有安全停爐和停機(jī)的操作按鈕，以防控制中心出現(xiàn)死機(jī)。如果條件不允許設(shè)置，那就必須有后備控制手段，確保在分散控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠安全地停機(jī)。其次是輔助系統(tǒng)。輔助系統(tǒng)主要是可編程控制器、交換機(jī)、人機(jī)交互接口組成，輔助系統(tǒng)在各個(gè)部分都會(huì)有，表現(xiàn)形式也各不相同，各輔助系統(tǒng)主要是為可實(shí)現(xiàn)各部分的無人監(jiān)控而設(shè)置，最終可以實(shí)現(xiàn)控制中心監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)無人值班的運(yùn)行模式。最后是實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。實(shí)施管理系統(tǒng)包括兩部分內(nèi)容，一是設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，另一部分是廠區(qū)管理信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控。實(shí)時(shí)監(jiān)控配合機(jī)組的分散系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息的相互間傳送。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，主要的職責(zé)是數(shù)據(jù)傳送，也就是傳輸通道。主要給數(shù)字視頻傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控。

三、熱控系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境與亟待研究解決的問題

為保證熱控設(shè)備和系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，可靠的設(shè)備與控制邏輯是先決條件.正常的檢修和維護(hù)是基礎(chǔ)，有效的技術(shù)管理是保證。只有對(duì)熱控系統(tǒng)設(shè)備和檢修、運(yùn)行、維護(hù)進(jìn)行全過程管理。對(duì)所有涉及熱控系統(tǒng)安全的設(shè)備環(huán)境進(jìn)行全方位監(jiān)督.并確?？刂葡到y(tǒng)各種故障下的處理措施切實(shí)可行.才能保證熱控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行?？v觀目前熱控系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境。以下問題亟待研究解決：

1、隨著熱控系統(tǒng)監(jiān)控功能不斷增強(qiáng)，范圍迅速擴(kuò)大，故障的離散性也增大。當(dāng)熱控系統(tǒng)的控制邏輯、測量和執(zhí)行設(shè)備、電纜、電源、熱控設(shè)備的外部環(huán)境，以及安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)。檢修人員的素質(zhì)等。這中間任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題.都會(huì)引發(fā)熱控保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)或機(jī)組跳閘，影響機(jī)組的安全運(yùn)行。

因此，如何進(jìn)一步做好熱控系統(tǒng)從設(shè)計(jì)、基建安裝調(diào)試到運(yùn)行、維護(hù)、檢修的全過程質(zhì)量監(jiān)督與評(píng)估，提高熱控設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性至關(guān)重要。

2、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.市場競爭環(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)性是電廠經(jīng)營管理工作中的重中之重。

3、熱控設(shè)備管理目前仍停留在傳統(tǒng)的管理模式上，所有設(shè)備的檢修，不管運(yùn)行狀況如何?；径疾捎枚ㄆ跈z修與校驗(yàn)方式。其結(jié)果不僅浪費(fèi)了人力、物力，還有可能增加設(shè)備的異常。

例如儀表調(diào)前合格率統(tǒng)計(jì)達(dá)98%甚至更高.仍按規(guī)定的周期全部進(jìn)行檢測校驗(yàn)。一些單位設(shè)備采購時(shí).因?qū)υO(shè)備質(zhì)量好壞不了解和無設(shè)備選型參考依據(jù).購入一些質(zhì)量不好的產(chǎn)品，影響甚至威脅到機(jī)組的安全運(yùn)行。因此，如何通過對(duì)在線運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行可靠性分類.制定合理的儀表校驗(yàn)周期.是電廠管理工作中迫切需要解決的問題。

4、隨著企業(yè)管理向集約化經(jīng)營和管理結(jié)構(gòu)扁平化發(fā)展，為提高經(jīng)濟(jì)效益，電廠在多發(fā)電、提高機(jī)組利用小時(shí)數(shù)的同時(shí)。

通常通過減少生產(chǎn)人員以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。此外，發(fā)電企業(yè)密切與外包檢修企業(yè)之間的聯(lián)系。專業(yè)檢修隊(duì)伍取代本廠檢修隊(duì)伍將是新建電廠發(fā)展趨勢。在這種情況下，如何監(jiān)督、評(píng)價(jià)、驗(yàn)收機(jī)組熱控系統(tǒng)的檢修、維護(hù)、運(yùn)行質(zhì)量.尚缺少一個(gè)系統(tǒng)的、可付諸操作的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。綜合上述電廠控制設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境以及電廠設(shè)備維護(hù)工作方面日益嚴(yán)重的制約因素.本著電力生產(chǎn)“安全第一。

預(yù)防為主”的方針及效益優(yōu)先的原則.比如：在中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)科技中心主持下，浙江省電力試驗(yàn)研究院與浙江省能源集團(tuán)有限公司及所屬電廠組成課題組，從提高熱控系統(tǒng)的可靠著手，開展了深入的技術(shù)研究工作。

四、提高熱控系統(tǒng)可靠性的方法

隨著熱控技術(shù)的不斷提高和改進(jìn)，現(xiàn)在電廠的所有熱力系統(tǒng)和熱力設(shè)備都使用了熱控技術(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)系統(tǒng)和設(shè)備之間是彼此相聯(lián)系，相互制約，任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生故障都會(huì)影響到整個(gè)機(jī)組的安全運(yùn)行，所以，如何提高熱控系統(tǒng)的可靠性就顯得非常重要。

1、硬件方面

伴隨著熱控自動(dòng)化程度的不斷提高，設(shè)備操作的簡單化，對(duì)熱控元件的可靠性要求也越來越高了，因此為保障機(jī)組設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行，就必須采用技術(shù)成熟、可靠的熱控元件。不要為了節(jié)省成本只保重要設(shè)備的質(zhì)量，而對(duì)相對(duì)不太重要的設(shè)備則能省則省，但實(shí)際上設(shè)備是不分輕重的，一旦某個(gè)部件出現(xiàn)問題都會(huì)影響整體機(jī)組的運(yùn)行，因此，一定要選用品質(zhì)過關(guān)的設(shè)備，這樣熱控系統(tǒng)的可靠性和安全性才有保證。同時(shí)，也要備一些易損耗備件，一旦機(jī)組發(fā)生故障可以及時(shí)更換，保障機(jī)組安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

2、軟件方面

設(shè)計(jì)具有一定自診能力的軟件，比如當(dāng)控制柜發(fā)生故障的時(shí)候，系統(tǒng)就能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)并進(jìn)行自我故障修復(fù)，對(duì)于強(qiáng)制過的保護(hù)，通過系統(tǒng)可以診斷出來，防止因?yàn)檎J(rèn)為疏忽恢復(fù)保護(hù)項(xiàng)目而危及設(shè)備安全；采用冗余設(shè)計(jì)，對(duì)DCS系統(tǒng)CPU、控制柜內(nèi)的通信模件、電源采用冗余設(shè)計(jì)，并對(duì)控制柜內(nèi)的冗余電源加裝電源監(jiān)視系統(tǒng)，這樣可以在一套電源發(fā)生故障切換到另外一套電源的時(shí)候，可以被熱控人員所知，以便及時(shí)處理。另外，對(duì)一些重要的熱控信號(hào)也采用冗余設(shè)置，并監(jiān)測和判斷來自同一取樣測點(diǎn)的信號(hào)。為分散危險(xiǎn)點(diǎn)，對(duì)重要測點(diǎn)的測量通道和互為備用的設(shè)備信號(hào)應(yīng)分布在不同的卡件上，以此提高安全性和可靠性。另外，采用相互獨(dú)立和多點(diǎn)采用的方法進(jìn)行重要測點(diǎn)取樣，避免多點(diǎn)并列取樣的方法，以方便故障處理?？傊?，提高軟件自診能力和采用冗余設(shè)計(jì)方法可以大大降低事故發(fā)生率，并能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理故障點(diǎn)。從而提高整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性。

3、邏輯優(yōu)化

在測試階段如發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定因素及暴露出來的問題，要及時(shí)對(duì)控制邏輯組態(tài)進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)一些重要的設(shè)備保護(hù)測點(diǎn)，要盡可能做到三取二邏輯判斷，并判斷每一測點(diǎn)的質(zhì)量好與壞，一旦發(fā)現(xiàn)測點(diǎn)發(fā)生故障則要立即退出保護(hù)功能，變?yōu)槎《?，防止設(shè)備出現(xiàn)誤動(dòng)作；對(duì)于其調(diào)解作用的測量信號(hào)的被調(diào)量宜采用三區(qū)取中的方法，保證調(diào)節(jié)的品質(zhì)。最后，要對(duì)報(bào)警邏輯進(jìn)行優(yōu)化管理，最大限度的避免發(fā)生事故，提高機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

4、設(shè)備維護(hù)

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)、標(biāo)簽、畫面進(jìn)行定期備份，定期清理操作員站的磁盤。定期更換鍵盤、鼠標(biāo)，以避免因鼠標(biāo)、鍵盤失靈引發(fā)的機(jī)組運(yùn)行問題。定期清掃設(shè)備所在環(huán)境的衛(wèi)生，這對(duì)提高設(shè)備性能，延長使用壽命、保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行有著極其重要的作用。

5、開展熱控系統(tǒng)與設(shè)備質(zhì)量評(píng)估工作

目前電力行業(yè)在開展設(shè)備安全評(píng)價(jià)、監(jiān)督或設(shè)備評(píng)估等工作，但評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)化程度和可操作性方面還存在不足，參與評(píng)價(jià)的人員對(duì)規(guī)程的理解和專業(yè)水準(zhǔn)不同，評(píng)價(jià)的結(jié)果差別較大，且很少開展設(shè)計(jì)和基建的評(píng)估工作。

因此有必要在貫徹落實(shí)熱控系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程的基礎(chǔ)上，結(jié)合安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，收集、消化吸收國內(nèi)有關(guān)電廠技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)、提煉自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行檢修和管理經(jīng)驗(yàn)、事故教訓(xùn)，編制一個(gè)系統(tǒng)化、規(guī)范化、實(shí)用、可付諸操作的《熱控系統(tǒng)與設(shè)備質(zhì)量評(píng)估導(dǎo)則》，用于開展行業(yè)熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基建、運(yùn)行維護(hù)、檢修、監(jiān)督的評(píng)估工作。

五、結(jié)束語

綜上所述，火電廠熱控系統(tǒng)可靠性是一個(gè)重點(diǎn)的研究課題，只有不斷提供火電廠熱控系統(tǒng)可靠性，火電廠的運(yùn)行才能夠更加的穩(wěn)定，因此，在今后的研究中，要重點(diǎn)探究火電廠熱控系統(tǒng)可靠性問題。

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