電廠熱控DCS控制保護(hù)回路誤動作原因與處理措施

趙春宇

摘? 要：隨著電廠發(fā)電機(jī)組自動化控制水平的提高，熱工集散控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）也被廣泛應(yīng)用以達(dá)到保護(hù)電廠設(shè)備的目的。DCS系統(tǒng)安全可靠，方便維護(hù)，但是在使用過程中不可避免地存在著熱控保護(hù)誤控和拒動等不良情況，這就需要相關(guān)人員全面分析DCS系統(tǒng)誤動的原因并采取相應(yīng)的處理措施，保證DCS系統(tǒng)能夠正常工作，進(jìn)而確保發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定的運行。

關(guān)鍵詞：電廠;熱控系統(tǒng);DCS;誤動作;措施

中圖分類號：TM76? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

電廠熱控系統(tǒng)中廣泛采用DCS系統(tǒng)，不僅有效減輕了工作人員的工作量，提升了工作效率，而且使得電廠機(jī)組的運行更加安全穩(wěn)定。但是，在實際運行過程中，其保護(hù)回路總是存在誤動作的情況。這就需要相關(guān)工作人員針對DCS系統(tǒng)保護(hù)回路誤動作進(jìn)行深入研究，探究其根本原因并尋求處理對策。

1 集散控制系統(tǒng)DCS系統(tǒng)

集散控制系統(tǒng)DCS系統(tǒng)作為一種保護(hù)設(shè)備被應(yīng)用在自動化控制行業(yè)中，其主要以電子計算機(jī)為輔助工具實現(xiàn)系統(tǒng)的控制。DCS系統(tǒng)的主要功能就是控制和運算，通過實時記錄和保存各種工藝數(shù)據(jù)來實現(xiàn)工藝參數(shù)的趨勢分析和工藝報警保護(hù)，該系統(tǒng)能夠?qū)φ麄€的工藝生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理。

集散控制系統(tǒng)DCS系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、模擬量控制系統(tǒng)、順序控制系統(tǒng)、數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)和鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是通過獲取并檢測所有運行設(shè)備的工作狀態(tài)實現(xiàn)監(jiān)控功能。其工藝數(shù)據(jù)可以作為工藝調(diào)整的參考依據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)異常時也能自動進(jìn)行報警;數(shù)據(jù)采集功能能夠幫助工作人員準(zhǔn)確合理地把控現(xiàn)場，并保證所有設(shè)備在正常狀態(tài)下運行;模擬量控制系統(tǒng)主要是針對汽輪發(fā)電機(jī)組來說的。在鍋側(cè)方面，模擬量控制系統(tǒng)主要用于調(diào)節(jié)機(jī)爐的汽溫和送風(fēng)情況，并控制儲水箱的水位和蒸汽溫度。在機(jī)側(cè)方面，能夠?qū)崿F(xiàn)對鍋爐給水的有效控制，并對除氧器的水位加以調(diào)節(jié);在DCS系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)被劃分成不同的子系統(tǒng)，然后按照一定的順序進(jìn)行程序控制。DCS系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備的運行狀態(tài)，在既定的操作程序指導(dǎo)下，發(fā)出相應(yīng)的邏輯命令，以實現(xiàn)對機(jī)組中各個裝置的控制;數(shù)字電液調(diào)節(jié)主要用于控制和調(diào)節(jié)汽輪的運行，從汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速、功率和氣壓等方面進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)，并能夠有效控制汽輪機(jī)組的啟停和故障情況;DCS系統(tǒng)中最重要的監(jiān)控內(nèi)容就是鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)，通過密切監(jiān)控爐膛內(nèi)燃燒過程的各種參數(shù)來保證鍋爐的正常運行，并確保運行的安全穩(wěn)定性，以便在出現(xiàn)意外情況時能夠及時進(jìn)行處理。

2 DCS系統(tǒng)誤動的原因

2.1 硬件故障

DCS系統(tǒng)中的硬件故障主要包括元器件損壞、模塊和電路中有些部位接觸不良，以及電源輸出不正常、電路板條線錯誤等。當(dāng)DCS系統(tǒng)中發(fā)生這些硬件故障時，就會導(dǎo)致現(xiàn)場的指示燈不再正常工作、現(xiàn)場設(shè)備無法驅(qū)動等問題，即使整個系統(tǒng)仍然可以按照正常要求運行，但其各個監(jiān)測點所獲取的數(shù)值并不能正常顯示。當(dāng)熱工元件在購買過程中質(zhì)量不達(dá)標(biāo)或者被長期使用后發(fā)生老化，就會導(dǎo)致熱工元件發(fā)生故障。而熱工元件發(fā)生故障的直接結(jié)果就是信號不能進(jìn)行正常的傳遞，主機(jī)和輔機(jī)的保護(hù)功能被中斷，即發(fā)生拒動。此外，DCS系統(tǒng)中對于關(guān)鍵性的回路控制是依靠單元件進(jìn)行的，并不需要煩瑣的程序設(shè)計，在這種情況下，元器件就容易發(fā)生故障，進(jìn)而造成保護(hù)誤動或者拒動等現(xiàn)象。

2.2 軟件故障

熱控軟件故障主要是軟件內(nèi)部的控制邏輯出現(xiàn)錯誤以至于系統(tǒng)的控制邏輯不完善進(jìn)而造成DCS系統(tǒng)誤動。而導(dǎo)致DCS系統(tǒng)出現(xiàn)邏輯錯誤的原因是：電廠進(jìn)行大規(guī)模整改后或者機(jī)組在投產(chǎn)調(diào)試過程中，都會對發(fā)電機(jī)組的特性進(jìn)行不同程度的調(diào)整，這樣之前的DCS系統(tǒng)對參數(shù)和函數(shù)曲線的控制邏輯并不適用于改動之后的機(jī)組設(shè)備，而是需要重新調(diào)整設(shè)定軟件邏輯，以保證軟件邏輯與改動后的機(jī)組設(shè)備相協(xié)調(diào)一致，減少系統(tǒng)誤動現(xiàn)象。

2.3 電源或接地系統(tǒng)故障

電源或接地系統(tǒng)故障的典型特征就是電源缺失，主要是由于供電系統(tǒng)中的零線、火線和地線之間出現(xiàn)連接錯誤或者接觸不良等異常問題。時間一長，電源系統(tǒng)的整體質(zhì)量就會出現(xiàn)問題，如線路的電阻過高或者絕緣保護(hù)裝置受到破壞等。這樣就很容易引發(fā)整個電源或者接地系統(tǒng)故障。此外，在進(jìn)行電源設(shè)計時，如果考慮不夠全面造成設(shè)計存在漏洞，如地極電阻過大等，也很容易造成誤動。

2.4 外部環(huán)境

在DCS系統(tǒng)中的開關(guān)量和模擬量很容易受到外部環(huán)境的影響。當(dāng)外部環(huán)境的溫度、濕度發(fā)生巨大波動，系統(tǒng)震動過于強(qiáng)烈或者系統(tǒng)周圍的粉塵量過大時，都容易引發(fā)系統(tǒng)誤動或者拒動。其中，比較典型的是系統(tǒng)處于強(qiáng)磁環(huán)境下時，外部的電磁輻射和電導(dǎo)耦合相互作用時，都會對系統(tǒng)的設(shè)備信號造成干擾進(jìn)而引發(fā)一系列異常問題。此外，如果系統(tǒng)設(shè)備存在螺絲松動、卡套接觸不良等問題時，也會對其造成不同程度的影響。

3 電廠熱控DCS控制保護(hù)回路誤動作的處理措施

3.1 利用安全可靠的技術(shù)操作和元器件設(shè)備

DCS系統(tǒng)控制回路安全可靠運行的兩大基礎(chǔ)因素就是質(zhì)量可靠的元器件設(shè)備和專業(yè)的技術(shù)操作。因此，對于這兩方面相關(guān)工作人員需要進(jìn)行嚴(yán)格把控。元器件設(shè)備方面，嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)，并確保設(shè)備器件選型正確。這就需要在設(shè)備成本允許范圍內(nèi)選擇高質(zhì)量品質(zhì)的元器件設(shè)備，以確保系統(tǒng)的可靠性。同時，專業(yè)性的操作技術(shù)不僅能夠?qū)⑾到y(tǒng)設(shè)備的使用價值充分地發(fā)揮出來，而且能夠降低系統(tǒng)操作過程中的失誤率，減少系統(tǒng)的誤動。

3.2 優(yōu)化熱控系統(tǒng)的邏輯程序

系統(tǒng)內(nèi)的位置開關(guān)等普遍存在接觸不良的情況，而當(dāng)外部環(huán)境對于信號的傳遞具有一定的干擾作用時，就極易造成熱控系統(tǒng)保護(hù)回路出現(xiàn)誤動的情況。這就需要對機(jī)組的邏輯設(shè)計進(jìn)行完善，最好采用一些容錯率較低的邏輯設(shè)計。這樣即使系統(tǒng)的元器件出現(xiàn)某些故障問題，其邏輯程序能夠在一定的容錯措施的指導(dǎo)下進(jìn)行優(yōu)化，以避開錯誤邏輯。

3.3 強(qiáng)化電源和接地的可靠性

外部環(huán)境的變化容易對熱控系統(tǒng)造成不同程度的影響，當(dāng)干擾程度較小時，僅僅會影響到測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，造成系統(tǒng)控制程序不穩(wěn)定等問題，而如果干擾程度相對比較嚴(yán)重時，系統(tǒng)設(shè)備嚴(yán)重發(fā)生故障，信號傳遞嚴(yán)重紊亂，設(shè)備機(jī)組就會進(jìn)行跳閘保護(hù)。在這種情況下，就需要對外界的干擾因素進(jìn)行排除或者抑制，以保證信號采集過程中的準(zhǔn)確性和可靠性。通常情況下，主要采取的措施就是強(qiáng)化電源和接地的可靠性以實現(xiàn)對外界干擾的抑制。

3.4 提高設(shè)計、施工和檢修的水平

熱控系統(tǒng)中信號準(zhǔn)確測量的重要保障就在于設(shè)計，要針對系統(tǒng)電源、主控模塊和保護(hù)執(zhí)行設(shè)備的電源同時進(jìn)行冗余設(shè)計，這樣能夠進(jìn)一步加強(qiáng)測量點獲取準(zhǔn)確可靠的信號。同時，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障時，工作人員要迅速分析、判斷出故障發(fā)生的根本原因，準(zhǔn)確快速地找到故障根源，更換故障模塊等。此外，電廠也應(yīng)該做好定期維護(hù)和檢修工作，以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的質(zhì)量隱患加以排除。

4 結(jié)語

近年來，電廠發(fā)電機(jī)組的自動化水平不斷提升，而DCS系統(tǒng)也具備一定的優(yōu)勢被廣泛使用，但是DCS系統(tǒng)的誤動和拒動等問題仍然需要進(jìn)一步解決，以加強(qiáng)熱控系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，從而確保電廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會價值得到最大程度的發(fā)揮。

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