提高火力發(fā)電廠熱工保護(hù)可靠性方案與策略探討

張希東

（云南能投威信能源有限公司，云南 昭通 657903）

伴隨著火力發(fā)電廠中機(jī)組容量的日益增大，機(jī)組控制在智能化的方向上不斷邁進(jìn)，如何確保熱工保護(hù)的安全性、可靠性已成為非常重要的議題，保護(hù)拒動(dòng)和保護(hù)誤動(dòng)的發(fā)生，會(huì)給企業(yè)帶來(lái)無(wú)法彌補(bǔ)的損失。本文從火力發(fā)電廠的現(xiàn)實(shí)角度出發(fā)研究了如何提高熱工保護(hù)的安全性，并對(duì)于改進(jìn)方案和措施提出了建議。

一、熱工保護(hù)拒動(dòng)誤動(dòng)原因分析

（一）控制系統(tǒng)本身造成的保護(hù)誤動(dòng)

控制系統(tǒng)主要包含中央控制器、輔助設(shè)備、信號(hào)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(jiàn)的一類故障，還有就是指令或者信號(hào)傳輸過(guò)程中的一些問(wèn)題也就是所謂的信號(hào)中斷問(wèn)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(gè)系統(tǒng)不能正常工作。

（二）外圍設(shè)備造成的保護(hù)誤動(dòng)

外圍設(shè)備主要涉及一些物理量的測(cè)量問(wèn)題，物理量包括溫度、爐內(nèi)的壓力和鍋爐水的流量、液壓開(kāi)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(shí)存在設(shè)備安裝過(guò)程中的不得當(dāng)也會(huì)造成保護(hù)電路誤啟動(dòng)，這一系列問(wèn)題都會(huì)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(shí)會(huì)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(dòng)作造成整個(gè)系統(tǒng)關(guān)機(jī)。由于主機(jī)6 瓦的溫度測(cè)量點(diǎn)的故障，過(guò)溫保護(hù)信號(hào)傳到中央控制器當(dāng)中，渦輪實(shí)現(xiàn)了保護(hù)功能，單元跳閘造成的1個(gè)發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組整體不能工作。

（三）邏輯設(shè)計(jì)及軟件造成的保護(hù)誤動(dòng)

邏輯設(shè)計(jì)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(dòng)調(diào)整就會(huì)出現(xiàn)很大的誤差。作為發(fā)電廠1 臺(tái)300MW 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(dòng)2個(gè)風(fēng)扇調(diào)節(jié)，在主、副開(kāi)關(guān)控制模塊中的一個(gè)風(fēng)機(jī)葉片阻尼器，當(dāng)主模塊100s 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(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

二、如何提升其熱工保護(hù)的可靠性的方案與策略

（一）對(duì)保護(hù)系統(tǒng)的配置進(jìn)行優(yōu)化和完善

一是輔助設(shè)備在整個(gè)系統(tǒng)中的作用十分關(guān)鍵，加上整個(gè)系統(tǒng)中的子系統(tǒng)較多，不同的子系統(tǒng)的每個(gè)測(cè)試點(diǎn)也十分重要，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，就需要對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)所處的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)加強(qiáng)子系統(tǒng)測(cè)試點(diǎn)的檢測(cè)，才能促進(jìn)其工作效率的提升。這就需要對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)都要進(jìn)想一次檢查，才能保證系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。而且還要將每個(gè)子系統(tǒng)作為一個(gè)單元，這樣在故障發(fā)生過(guò)程中，就不用對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施檢測(cè)，這樣不僅能節(jié)約時(shí)間，而且還能判斷與檢測(cè)子系統(tǒng)的檢測(cè)點(diǎn)。二是對(duì)蒸汽輪機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行不斷的優(yōu)化，借助DCS 系統(tǒng)或者獨(dú)立控制系統(tǒng)，但是為確保其修復(fù)工作得到高效的實(shí)施，就需要加強(qiáng)系統(tǒng)的備份，并在PLC 可編程軟件中加強(qiáng)對(duì)其控制器的利用，盡可能地確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到提升，即便是在故障面前，也能有效的應(yīng)對(duì)，不會(huì)由于故障而帶來(lái)巨大影響。

（二）加強(qiáng)保護(hù)信號(hào)管理工作的開(kāi)展

一是在信號(hào)的輸出、輸入口設(shè)置不同的冗余點(diǎn)。一般而言，需要在線路安裝中設(shè)置雙向開(kāi)關(guān)時(shí)，必須設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)觸點(diǎn)，預(yù)防因?yàn)檎`操作導(dǎo)致斷線與抖動(dòng)的情況出現(xiàn)，且加強(qiáng)對(duì)其余重要輔助裝置的防備，在受到指令后才能進(jìn)入下一步的操作，并從斷路器的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)來(lái)獲取相關(guān)信息。二是在保護(hù)信號(hào)采樣裝置方面，主要是對(duì)其爐內(nèi)的壓力和真空度以及潤(rùn)滑油的壓力與速度等基本參數(shù)進(jìn)行冗余配置，當(dāng)信號(hào)沒(méi)有條件時(shí)，需要采取有關(guān)邏輯信號(hào)，將信號(hào)的可靠性提升。三是主燃料跳閘后，由于保護(hù)裝置和點(diǎn)火系統(tǒng)的故障，都需要借助火檢探測(cè)信號(hào)來(lái)確定，所以對(duì)火檢探測(cè)信號(hào)進(jìn)行維修，能有效的預(yù)防火災(zāi)，并對(duì)其是否存在遺漏的情況進(jìn)行檢查，預(yù)防鍋爐的保護(hù)電路的拒動(dòng)與制粉系統(tǒng)跳閘，預(yù)防鍋爐滅火保護(hù)的誤動(dòng)事故出現(xiàn)。

（三）切實(shí)注重邏輯設(shè)計(jì)的優(yōu)化

一是對(duì)所有重要模擬信號(hào)的輸入設(shè)局具有數(shù)量限制和判斷變化率與信號(hào)精確度控制等方面的功能，一旦變送器發(fā)生故障之后，所選定的三個(gè)邏輯中的其中一個(gè)或兩個(gè)發(fā)生問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)優(yōu)化，若系統(tǒng)難以手動(dòng)關(guān)斷時(shí)，其就能自動(dòng)進(jìn)行光聲報(bào)警。二是當(dāng)設(shè)備中的安全電路需要有關(guān)編程軟件為后臺(tái)運(yùn)行支持時(shí)，能有效的將安全防護(hù)錯(cuò)誤出現(xiàn)的幾率降低，所以其設(shè)定值應(yīng)科學(xué)而又準(zhǔn)確。例如在對(duì)鍋爐水位的保護(hù)固定值進(jìn)行設(shè)置時(shí)，主要是結(jié)合鍋爐廠的參考水平對(duì)其安裝過(guò)程的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量之后來(lái)確定。

（四）不斷強(qiáng)化對(duì)其的維護(hù)管理

一是所有模塊都必須安排專人看守，做到責(zé)任到人，且有關(guān)人員需要熟悉熱工系統(tǒng)的基本運(yùn)行流程，切實(shí)加強(qiáng)對(duì)圖像處理技術(shù)的掌握，并掌握子系統(tǒng)的操作要領(lǐng)，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，就要準(zhǔn)確的找出其存在的問(wèn)題，特別是有的系統(tǒng)需要人員手工收入的內(nèi)容必須注意，預(yù)防由于人為操作導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓的情況出現(xiàn)，定期檢查屏幕，做好測(cè)試設(shè)備的切換，并對(duì)其進(jìn)行逐一檢查之后，對(duì)保護(hù)與待機(jī)輔助聯(lián)鎖輸入進(jìn)行保護(hù)。二是對(duì)于出現(xiàn)的更改，為了確保其與設(shè)計(jì)要求相符，以達(dá)到正常運(yùn)行的目的，就需要嚴(yán)格按照規(guī)定辦理有關(guān)開(kāi)關(guān)保護(hù)操作，對(duì)信號(hào)點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)制性的保護(hù)，當(dāng)熱保護(hù)裝置發(fā)生故障之后，應(yīng)快速處理，并禁止在機(jī)組的出口處運(yùn)行低油壓的保護(hù)裝置，且只有在關(guān)機(jī)期間才能更改其配置，確保修改結(jié)果與系統(tǒng)模擬測(cè)試工作達(dá)標(biāo)。

結(jié)束語(yǔ)：

本文著眼于熱工保護(hù)，針對(duì)不同的著手點(diǎn)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的熱工保護(hù)措施，這樣就可以確實(shí)的提升熱工保護(hù)的安全性，將失誤或者由于其他原因?qū)е碌膿p失在最大程度上降到最低，盡可能地地防止保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)的情況，讓整個(gè)系統(tǒng)能夠平穩(wěn)地運(yùn)作下去。