火力發(fā)電廠熱控可靠性與經(jīng)濟性的優(yōu)化對策

吳 迪 何 瑋

中國聯(lián)合工程公司 31000

摘要：火電廠熱控運行環(huán)境的可靠性良好，可避免由于熱控系統(tǒng)故障而影響工作想效率。在火力發(fā)電廠熱控運行中，花存在故障離散性大、設(shè)備管理模式不完善、企業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不完善、系統(tǒng)邏輯設(shè)計缺陷等問題，需從提高熱控接地系統(tǒng)抗干擾水平、穩(wěn)定熱控系統(tǒng)儀表運行和優(yōu)化熱控系統(tǒng)邏輯等方面進行改進，提高運行的可靠性和經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；熱控系統(tǒng)；經(jīng)濟性；可靠性；對策

近年來，我國火力發(fā)電廠的數(shù)量和規(guī)模不斷增加，發(fā)電機組容量不斷攀升、運行參數(shù)不斷提高，實時監(jiān)測熱控系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，對于確保電力機組安全性具有重要的意義。而如果電力機組熱控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則可能影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性[1]。文章分析了火力發(fā)電廠熱控系統(tǒng)設(shè)計運行中存在的問題，并提出了優(yōu)化對策。

一、火力發(fā)電廠熱控系統(tǒng)運行環(huán)境中的問題

（一）系統(tǒng)故障離散性較大

國內(nèi)火力發(fā)電廠熱控系統(tǒng)監(jiān)控能力持續(xù)提高，監(jiān)控范圍不斷拓展，使得熱控系統(tǒng)故障離散性也越來越大。熱控系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)配和維修等環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，或控制邏輯、執(zhí)行設(shè)備出現(xiàn)故障，則可能導(dǎo)致保護系統(tǒng)跳閘，影響系統(tǒng)的正常運行。

在熱控系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試和運行期間，優(yōu)化控制邏輯，提高熱控系統(tǒng)可靠性非常重要。

（二）設(shè)備安全性和性能較差

熱控系統(tǒng)管理水平的高低，與系統(tǒng)設(shè)計水平、保護信號發(fā)生與分配、控制邏輯條件和系統(tǒng)安裝、調(diào)試和運行期間維護質(zhì)量密切相關(guān)，如果上述設(shè)備發(fā)生故障或條件發(fā)生改變，則熱控系統(tǒng)可能出現(xiàn)誤動[2]。

近年來，電力建設(shè)成本不斷提高，電力產(chǎn)業(yè)的安全性廣受關(guān)注，在電力企業(yè)面臨激烈市場競爭的環(huán)境下，設(shè)備性能較低、安全性較差，成為影響火力發(fā)電廠熱控系統(tǒng)安全的重要因素，需要給予重視。在電廠日常管理中，提高機組設(shè)備性能、設(shè)備運行安全性，應(yīng)作為常規(guī)管理內(nèi)容和工作。

（三）缺少完善的設(shè)備管理模式

當(dāng)前，熱控系統(tǒng)設(shè)備管理，尚缺少完善的管理模式，設(shè)備維修一般還是按照定期維修的方式來進行。這種維護方式，無法及時檢測到系統(tǒng)中存在的異常。比如儀表調(diào)試前合格率高達97%，但定期檢驗時儀表合格率可能大幅下降，無法及時更換儀表，可能影響系統(tǒng)運行。缺少健全的設(shè)備管理模式，是熱控系統(tǒng)設(shè)備管理中普遍存在的問題，由于管理模式不合理，管理的效率和效果均不佳，影響了設(shè)備管理的質(zhì)量。

一些單位在購買系統(tǒng)設(shè)備時，沒有充分了解設(shè)備，設(shè)備質(zhì)量經(jīng)常出現(xiàn)問題，且未經(jīng)檢驗就投入使用，系統(tǒng)安全性受到威脅。因此，采用何種設(shè)備管理模式，是電廠在管理中面臨的重要問題，需建立一個科學(xué)完善的設(shè)備管理模式。

二、熱控系統(tǒng)故障及其原因

（一）DCS系統(tǒng)故障及其原因分析

DCS系統(tǒng)的建立，綜合應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CRT技術(shù)、計算機技術(shù)和過程控制技術(shù)，在現(xiàn)場數(shù)據(jù)監(jiān)測、現(xiàn)場設(shè)備遙控管理和事故追憶功能上均有重要的作用。系統(tǒng)分為兩部分：一是面向生產(chǎn)過程的中央處理器，由控制器、電源、底板和I/O模件組成；二是人機界面，主要包括工程師站、操作員站和歷史數(shù)據(jù)[3]。

系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，比如服務(wù)器四級、操作員站掉線或主CPU脫網(wǎng)等，則可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息丟失和設(shè)備運行時空，對機組的安全性和穩(wěn)定性可構(gòu)成嚴重威脅，不少單位的系統(tǒng)均面臨著故障威脅，需要給予高度重視。

（二）熱控元件故障及其原因分析

熱控元件故障是指熱控系統(tǒng)運行過程中，由于元件老化、安裝不規(guī)范、自身質(zhì)量問題等原因所導(dǎo)致的信號失真，從而引起設(shè)備誤動或拒動。機組在運行過程中，一旦熱控元件發(fā)生故障，則勢必影響設(shè)備正常運行。如果FSSS或ETS主保護元件出現(xiàn)古箏，則可能導(dǎo)致輔機跳閘。

熱控元件發(fā)生故障，原因多種多樣，比如設(shè)備長期服役出現(xiàn)老化，或元件運行環(huán)境惡劣；再比如線路短路、電纜破壞或受潮等，導(dǎo)致元件絕緣性能下降。為了降低熱控元件故障發(fā)生率，應(yīng)嚴控危險因素，設(shè)計過程中，避免電源系統(tǒng)容量及系統(tǒng)負荷超載，同時也需要避免FSSS或ETS系統(tǒng)誤動或拒動。

（三）系統(tǒng)邏輯設(shè)計缺陷及原因分析

在投產(chǎn)初期，新機組由于系統(tǒng)邏輯不完善，部分熱控信號可能出現(xiàn)誤發(fā)問題，這是導(dǎo)致設(shè)備誤動的主要原因之一[4]。為了優(yōu)化系統(tǒng)邏輯設(shè)計，應(yīng)重視二期工程建設(shè)，對熱控系統(tǒng)邏輯設(shè)計進行會審，找出設(shè)計中的漏洞和問題，并給予盡可能的優(yōu)化。

三、火力發(fā)電廠熱控可靠性和經(jīng)濟性的優(yōu)化對策

（一）確保熱控系統(tǒng)儀表運行的穩(wěn)定性

熱控系統(tǒng)儀表運行穩(wěn)定性提升的對策，是調(diào)查儀表運行情況，不斷總結(jié)儀表運行中的經(jīng)驗和教訓(xùn)。對于火力發(fā)電廠來說，應(yīng)定期召開專題討論會，通報儀表運行情況，并針對存在的問題采取有針對性的技術(shù)措施。儀表運行穩(wěn)定性提升的關(guān)鍵在于，預(yù)防儀表運行過程中出現(xiàn)事故。

（二）提高熱控接地系統(tǒng)抗干擾水平

熱控系統(tǒng)中的接地系統(tǒng)，易受周圍環(huán)境的干擾，如果周圍環(huán)境發(fā)生改變，則可能導(dǎo)致接地系統(tǒng)測量準確性下降、控制系統(tǒng)誤發(fā)信號和設(shè)備臨時故障增多等，進而導(dǎo)致整個發(fā)電機組發(fā)生跳閘[5]。所以，提升熱控系統(tǒng)穩(wěn)定性，關(guān)鍵在于提升接地系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

接地系統(tǒng)穩(wěn)定性的提升，需有效防范電纜屏蔽層和機組振動信號柜，防止出現(xiàn)接地連接。啟動整套機組時，一旦振動信號跳變、保護動作定值低于振動信號，則勢必出現(xiàn)主燃料跳閘與風(fēng)機跳閘。接地異常必然影響機組運行穩(wěn)定性。

提高接地系統(tǒng)抗干擾能力，則需要在設(shè)計安裝過程中，做好抗干擾措施，比如接地與屏蔽、強弱電分離等。嚴格控制熱控系統(tǒng)環(huán)境、輸入和輸出設(shè)備，并現(xiàn)場排查環(huán)境存在隱患，及時排除干擾源。提高抗干擾技術(shù)利用水平，綜合利用各種手段來提高熱控系統(tǒng)接地穩(wěn)定性和可靠性。

（三）熱控系統(tǒng)邏輯的優(yōu)化對策

熱控系統(tǒng)邏輯的優(yōu)化對策，主要包括四個方面：

一是檢修熱控新機組采用錯容邏輯，并在新機組邏輯設(shè)計中應(yīng)用錯容邏輯。從控制邏輯的角度，合理優(yōu)化和改進熱控系統(tǒng)中的元器件、設(shè)備和部件。作為一種先進的設(shè)計技術(shù)，錯容邏輯可控制和減少誤動動作，從而完善熱控系統(tǒng)邏輯。

二是火電廠需安排專人論證熱控系統(tǒng)中連鎖信號取樣點，論證系統(tǒng)穩(wěn)定性，確保連鎖信號取樣點可靠性。采取有針對性的措施，分析、梳理熱控系統(tǒng)設(shè)備定值、邏輯運行條件和設(shè)備硬件等，客觀評價系統(tǒng)穩(wěn)定性。

三是優(yōu)化熱控保護邏輯，升級系統(tǒng)穩(wěn)定性。科學(xué)設(shè)計熱控系統(tǒng)延時時間、變化速率等，通過提升壞值信號來充分發(fā)揮故障診斷基本功能[6]。為減少或防止熱電阻、干擾信號和接線松動引起的信號波動而導(dǎo)致的熱控系統(tǒng)故障，應(yīng)科學(xué)設(shè)計報警邏輯程序，或切除保護連鎖信號壞值。

四是科學(xué)檢驗儀表周期，并測量熱控設(shè)備的穩(wěn)定性?？陀^分析和統(tǒng)計儀表統(tǒng)計臺賬，包括設(shè)備損壞情況、合格率、故障原因等，并持續(xù)關(guān)注和跟蹤設(shè)備穩(wěn)定性、售后服務(wù)情況。

另外，還需要加強對人員的管理，提高人員的職業(yè)素質(zhì)和專業(yè)素質(zhì)，確保按照規(guī)范和制度開展管理，盡量減少由于人為失誤而使系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

結(jié)語：

對于發(fā)電機組來說，熱控系統(tǒng)的作用無可替代，正由于此，一旦熱控系統(tǒng)發(fā)生故障，則會對整個發(fā)電機組的運行產(chǎn)生不良影響。提高熱控系統(tǒng)可靠性，方能條火力發(fā)電廠的工作效率。文章對火力發(fā)電廠熱控系統(tǒng)中的問題、系統(tǒng)故障進行了分析，并提出從優(yōu)化系統(tǒng)控制邏輯、提高接地系統(tǒng)抗干擾水平等對策，來確保熱控系統(tǒng)運行可靠性和經(jīng)濟性。

參考文獻：

[1]吳伯林，李明.火力發(fā)電廠熱控可靠性與經(jīng)濟性的優(yōu)化措施[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2013，03：94-96+101.

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[3]符里建.優(yōu)化火力發(fā)電廠熱控可靠性與經(jīng)濟性的措施[J].科技資訊，2014，06：161.

[4]余剛，胡波勇，金峰梁.基于本質(zhì)安全的火型火電機組熱控設(shè)備可靠性管理[J].電力技術(shù)，2014，23：109-111.

[5]楚小蕊，王龍.基于可靠性的微機保護裝置現(xiàn)場運行的抗干擾措施探討[J].四川水利發(fā)電，2014，24：214-215.

[6]吳金寶，趙艷萍，李艷波.熱控系統(tǒng)可靠性分析與探討[J].山東電力技術(shù)，2015，10：126-127.