提高火力發(fā)電廠熱工保護(hù)可靠性方案與策略探討

劉其君++朱曉云

【摘 要】通過分析北方電廠公司發(fā)電的熱工保護(hù)可靠性與穩(wěn)定性，結(jié)合國內(nèi)典型配置的熱工保護(hù)要求，從配置、邏輯設(shè)計以及發(fā)電廠維護(hù)管理等方面提出了有效措施，保護(hù)熱工單元模塊，避免故障的發(fā)生，提高熱工保護(hù)的可靠性和穩(wěn)定性。

【Abstract】Through the analysis of the thermal equipment protection reliability of the northern power plant power generation company， combined with the thermal equipment protection demand of domestic typical configuration， paper puts forward the effective measures from the configuration， logic design and power plant maintenance management， to improve the reliability of thermal protection ， protect the thermal protection unit module and avoid failure.

【關(guān)鍵詞】熱工保護(hù)；邏輯設(shè)計；維護(hù)管理

【Keywords】thermal equipment protection； logic design； maintenance and management

【中圖分類號】TM621 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0192-02

1 熱工保護(hù)拒動誤動原因分析

1.1 控制系統(tǒng)本身造成的保護(hù)誤動

控制系統(tǒng)主要包含中央控制器、輔助設(shè)備、信號輸入輸出裝置、相關(guān)的一些必要的模塊和電源系統(tǒng)。CPU故障是常見的一類故障，還有就是指令或者信號傳輸過程中的一些問題也就是所謂的信號中斷問題，電源控制系統(tǒng)故障等都是發(fā)生概率較高的故障。它們是由誤操作造成的。作為發(fā)電廠機(jī)組當(dāng)中的相關(guān)機(jī)器很容易出現(xiàn)連環(huán)跳閘的事故，進(jìn)而造成電廠當(dāng)中關(guān)于高壓主蒸汽閥門出現(xiàn)事故，導(dǎo)致整個系統(tǒng)不能正常工作。

1.2 外圍設(shè)備造成的保護(hù)誤動

外圍設(shè)備主要涉及一些物理量的測量問題，物理量包括溫度、爐內(nèi)的壓力和鍋爐水的流量、液壓開關(guān)、鍋爐的閥門等。有的是器件本身的原因造成的，在自身原因當(dāng)中自然老化是重要因素，同時存在設(shè)備安裝過程中的不得當(dāng)也會造成保護(hù)電路誤啟動，這一系列問題都會使得系統(tǒng)的主、輔設(shè)備的故障。作為發(fā)電廠1套200兆瓦機(jī)組，有時會出現(xiàn)突然關(guān)閉的情況，造成爐內(nèi)壓力在10s以內(nèi)升高，1900Pa高壓鍋爐爐膛保護(hù)設(shè)施癱瘓，MFT動作造成整個系統(tǒng)關(guān)機(jī)。由于主機(jī)6瓦的溫度測量點(diǎn)的故障，過溫保護(hù)信號傳到中央控制器當(dāng)中，渦輪實現(xiàn)了保護(hù)功能，單元跳閘造成的1個發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組整體不能工作。

1.3 邏輯設(shè)計及軟件造成的保護(hù)誤動

邏輯設(shè)計不合理使保護(hù)系統(tǒng)發(fā)生不正常運(yùn)行的狀態(tài)，設(shè)定值不準(zhǔn)確，PID參數(shù)自動調(diào)整就會出現(xiàn)很大的誤差。作為發(fā)電廠1臺300 MW機(jī)組的風(fēng)機(jī)反饋和指令偏置，由于控制由同一模塊驅(qū)動2個風(fēng)扇調(diào)節(jié)，在主、副開關(guān)控制模塊中的一個風(fēng)機(jī)葉片阻尼器，當(dāng)主模塊100 s 正常工作后，輔助模塊又出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象，導(dǎo)致鍋爐不正常工作，爐內(nèi)的溫度降低，從而使整個系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 熱工保護(hù)故障的應(yīng)對策略

2.1 優(yōu)化保護(hù)系統(tǒng)配置

①輔助設(shè)備在系統(tǒng)當(dāng)中也起到相當(dāng)關(guān)鍵的作用，整個系統(tǒng)當(dāng)中分為很多的子系統(tǒng)，每一個子系統(tǒng)的測試點(diǎn)都是重要的，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障檢測時可以對每一個子系統(tǒng)進(jìn)行檢測，對子系統(tǒng)的測試點(diǎn)進(jìn)行檢測能夠提高辦事效率。對每一個子系統(tǒng)檢查一遍，可確保系統(tǒng)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。每一個子系統(tǒng)也可以看作一個單元，故障發(fā)生時不必對整個系統(tǒng)進(jìn)行檢測從而節(jié)約時間，要對子系統(tǒng)的檢測點(diǎn)進(jìn)行判斷和檢查。

②ETS蒸汽輪機(jī)的主要保護(hù)系統(tǒng)依靠DCS進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，有些仍采用獨(dú)立控制系統(tǒng)。不管用什么辦法進(jìn)行修復(fù)工作，我們都需要對系統(tǒng)有一個備份，這些都是PLC可編程軟件當(dāng)中的控制器所能掌握的，這樣可以使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，在故障來臨時可以從容面對，不會受到很大的影響。

2.2 強(qiáng)化保護(hù)信號管理

①冗余點(diǎn)在輸出或者輸入口的連接應(yīng)該是不相同的；當(dāng)線路安裝的雙向開關(guān)應(yīng)該要有保護(hù)觸點(diǎn)，防止由誤操作引起的抖動和斷線；一些很重要的輔助裝置也同樣需要有所防備，當(dāng)收到指令之后進(jìn)行下一步操作時，MFT可以通過斷路器的開關(guān)觸點(diǎn)得到相應(yīng)的信息。

②從保護(hù)信號采樣裝置出發(fā)，使用的方法類似于量筒等帶刻度的設(shè)備，爐內(nèi)壓力、潤滑油壓力、真空度、速度等重要參數(shù)開始采取冗余配置，信號沒有條件，應(yīng)采取其他相關(guān)邏輯信號，提高信號可靠性。

③主燃料跳閘MFT在保護(hù)裝置、點(diǎn)火系統(tǒng)故障和防火層等重要電路都是以火災(zāi)探測信號為標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)維修火災(zāi)探測信號防止火災(zāi)檢查發(fā)生遺漏的情況，可有效避免鍋爐保護(hù)電路失去作用，脫扣和粉化系統(tǒng)可以避免鍋爐防火誤操作事故。[1]

2.3 優(yōu)化邏輯設(shè)計

①所有重要的模擬信號輸入設(shè)計應(yīng)具有以下功能：數(shù)量限制，變化率判斷以及信號的精確度；當(dāng)一個發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障時，三個選定邏輯中的一個或者兩個出現(xiàn)問題的時候系統(tǒng)自動進(jìn)行優(yōu)化；當(dāng)系統(tǒng)無法手動進(jìn)行關(guān)斷時，光聲報警就會自動進(jìn)行等。

②設(shè)備當(dāng)中的安全電路也需要有相關(guān)的編程軟件作為后臺的支持，這樣可以使安全防護(hù)發(fā)生錯誤的機(jī)會降到最低；設(shè)定值必須科學(xué)準(zhǔn)確，如鍋爐水位保護(hù)的固定值設(shè)定，根據(jù)鍋爐廠參考水平測量確定不同的計算和安裝過程數(shù)據(jù)。

2.4 加強(qiáng)維護(hù)管理

①每個模塊都由專門的人員進(jìn)行看守，責(zé)任到人，同時相關(guān)人員要對整個熱工系統(tǒng)的流程相當(dāng)熟悉，不僅僅對圖像處理這方面有一定的了解跟學(xué)習(xí)，還要對每一個子系統(tǒng)是如何操作的也有有所掌握。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候要快速準(zhǔn)確的找到問題的所在，尤其是有的操作系統(tǒng)是由工作人員進(jìn)行手動輸入的地方更要注意，避免這種因為人為失誤造成的系統(tǒng)拋錨，更應(yīng)注意定期在屏幕上檢查工作，準(zhǔn)備由切換測試設(shè)備，操作人員逐一檢查，應(yīng)檢查保護(hù)和待機(jī)輔助聯(lián)鎖（待機(jī)）輸入。

②沒有按照有關(guān)規(guī)定辦理手續(xù)的禁止進(jìn)行開關(guān)保護(hù)的操作，并強(qiáng)制參加DCS中的信號點(diǎn)保護(hù)；如果熱保護(hù)裝置系統(tǒng)，（包括檢測設(shè)備）故障，應(yīng)由總工程師下達(dá)快速處理后的工作指令，低油壓保護(hù)裝置在機(jī)組運(yùn)行時禁止在出口處；配置更改應(yīng)在關(guān)機(jī)期間，并修改結(jié)果和相關(guān)系統(tǒng)的模擬測試，確認(rèn)更改以滿足設(shè)計要求可以正常運(yùn)行。

③充分利用寄存器保留的之前的數(shù)據(jù)等進(jìn)行在線監(jiān)測和記憶手段，對硬件設(shè)備的日常性能進(jìn)行檢查。DCS設(shè)備提供歷史記錄恢復(fù)裝置和實時監(jiān)測的良好參數(shù)，可以通過這些裝置查詢檢測元件和夾持件，并通過端子板和其他通道的操作特性的歷史和實時觀察，找到硬件存在的問題，以便于相關(guān)的工作人員進(jìn)行檢修和維修。

3 結(jié)語

論文從熱工保護(hù)入手，對于不同的著手點(diǎn)都有對應(yīng)措施進(jìn)行熱工保護(hù)，這樣就可以有效地提高熱工保護(hù)的可靠性， 盡最大的可能性使失誤或者由于其他因素導(dǎo)致的損失降到最低，最大限度地防止保護(hù)誤動、拒動的發(fā)生，讓整個系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】楊向東，陳鵬.分散控制系統(tǒng)中通信方式問題探討[J].中國電力，2004，81（3）：67-68.