提高熱工保護(hù)可靠性及安全性對(duì)策

呂菲洛

摘要：在火力發(fā)電廠中，熱控保護(hù)系統(tǒng)是一項(xiàng)非常重要的部分，其對(duì)提高機(jī)組設(shè)備的可靠性和安全性有著重要的作用。熱工保護(hù)系統(tǒng)在主輔設(shè)備發(fā)生故障的時(shí)候，可以及時(shí)的采取具有針對(duì)性的防治措施，進(jìn)而保證人們的安全和設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。本文就從熱工保護(hù)系統(tǒng)可靠性的意義進(jìn)行入手，針對(duì)熱工保護(hù)系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行分析，同時(shí)提出有效的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：火電廠；熱工；保護(hù)；安全

隨著機(jī)組容量的增大和參數(shù)的提高，機(jī)組熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行顯得尤為重要。熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性體現(xiàn)在兩方面：熱工保護(hù)系統(tǒng)測量元件、信號(hào)回路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等各設(shè)備保持連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的能力；熱工保護(hù)正確動(dòng)作率。熱工保護(hù)誤動(dòng)會(huì)造成機(jī)組無故障停運(yùn)，影響電力熱力供應(yīng)，降低電廠運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)性；熱工保護(hù)系統(tǒng)拒動(dòng)有可能造成重大設(shè)備損壞和人員傷亡事故。因此，提高熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，消除或減少熱工保護(hù)系統(tǒng)的拒動(dòng)和誤動(dòng)，保證其動(dòng)作的正確性具有重要意義。

1、提高熱工保護(hù)系統(tǒng)可靠性的重要意義

在電廠機(jī)組運(yùn)行過程中，需要有很多主要的輔助設(shè)備才能有效的保證機(jī)組的正常運(yùn)行，而這些輔助設(shè)備如果出現(xiàn)故障則會(huì)導(dǎo)致機(jī)組的運(yùn)行受到影響，所以熱工保護(hù)系統(tǒng)可以在機(jī)組主輔設(shè)備運(yùn)行過程中參數(shù)超出正常值時(shí)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)相關(guān)設(shè)備，采取有效的措施對(duì)主輔設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，從而使設(shè)備故障得以控制，避免了不必要的經(jīng)濟(jì)損失發(fā)生。但在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于主輔設(shè)備故障所導(dǎo)致的保護(hù)誤動(dòng)和保護(hù)拒動(dòng)的發(fā)生所帶來的事故是不可避免的，由此也會(huì)帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失的發(fā)生。目前隨著電廠裝機(jī)難度的增加，熱電的自動(dòng)化程度得以不斷提高，同時(shí)DCS分散控制系統(tǒng)在電廠的廣泛應(yīng)用，使其機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性得以較大的提升，同時(shí)熱工保護(hù)的參數(shù)也不斷增大，這在一定程度上也使保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)發(fā)生的機(jī)率得以提高，所以加強(qiáng)熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，盡量減少誤動(dòng)和拒動(dòng)的發(fā)生，從而保證電廠運(yùn)營安全性和穩(wěn)定性的提高。

2、熱工保護(hù)系統(tǒng)存在的一些問題

2.1熱工系統(tǒng)產(chǎn)生的邏輯故障和現(xiàn)場設(shè)備產(chǎn)生的故障

如果用作測量的信號(hào)本身就不可靠，而當(dāng)該信號(hào)被用作連鎖保護(hù)時(shí)，系統(tǒng)中相應(yīng)的一些誤動(dòng)概念將會(huì)大幅的增加。同時(shí)，用作熱控保護(hù)連鎖系統(tǒng)中的觸發(fā)信號(hào)大多運(yùn)用的是單點(diǎn)測量信號(hào)，并且該系統(tǒng)和設(shè)備是在一個(gè)強(qiáng)電磁環(huán)境中運(yùn)行的，由于外部環(huán)境的干擾和系統(tǒng)內(nèi)部的異常都有可能引起單點(diǎn)信號(hào)保護(hù)回路誤動(dòng)情況的發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大多數(shù)熱控單點(diǎn)信號(hào)保護(hù)回路發(fā)生的異常是由外部因素誘導(dǎo)的瞬間誤發(fā)信號(hào)引起的，還有一些故障僅僅是由于某個(gè)位置開關(guān)接觸不良或某個(gè)擋板卡澀引起跳閘而造成的。

2.2重要硬件設(shè)備進(jìn)入故障多發(fā)期

熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性與系統(tǒng)硬件設(shè)備的可靠性直接相關(guān)，所以必須保證系統(tǒng)硬件設(shè)備的可靠性，尤其是保護(hù)出口卡件的可靠性，常規(guī)的做法是每次對(duì)檢測元件及卡件進(jìn)行校驗(yàn)，確認(rèn)合格才可以使用。但實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)校驗(yàn)合格的檢測元件或卡件在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，造成設(shè)備誤動(dòng)的事件。這是因?yàn)樵O(shè)備（尤其是電子設(shè)備）有自己的無故障工作期，使用一段時(shí)間后，由于電子元件老化等原因，設(shè)備進(jìn)入故障多發(fā)期。如果熱工保護(hù)系統(tǒng)使用了進(jìn)入故障多發(fā)期的硬件設(shè)備，必然造成設(shè)備的誤動(dòng)。

3、提高熱工保護(hù)可靠性及安全性的對(duì)策

3.1針對(duì)邏輯與現(xiàn)場設(shè)備故障的對(duì)策

一是最好不在保護(hù)回路中設(shè)置運(yùn)行人員可投、切保護(hù)和手動(dòng)復(fù)歸保護(hù)邏輯的任何操作設(shè)備。200MW及以下機(jī)組的工程師站中已設(shè)計(jì)有投切開關(guān)的保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置有狀態(tài)顯示和投、切開關(guān)操作的確認(rèn)功能。二是MFT、ETS、GTS間的跳閘指令必須至少有兩路信號(hào)，通過各自的輸出模塊，并按照二選一或三選二的邏輯啟動(dòng)跳閘繼電器。三是保護(hù)邏輯組態(tài)時(shí)應(yīng)合理配置頁面和正確的執(zhí)行時(shí)序。四是全面梳理熱工保護(hù)連鎖信號(hào)，著重從動(dòng)作可靠性角度進(jìn)行優(yōu)化。五是為避免單個(gè)部件或設(shè)備故障而造成機(jī)組跳閘，在新機(jī)組邏輯設(shè)計(jì)或運(yùn)行機(jī)組檢修時(shí)采取容錯(cuò)邏輯設(shè)計(jì)，對(duì)運(yùn)行中常出現(xiàn)故障的設(shè)備、部件和元件，從控制邏輯上進(jìn)行優(yōu)化和完善，通過預(yù)先設(shè)置的邏輯措施來降低或避免控制邏輯失效。

3.2對(duì)熱控設(shè)備電源應(yīng)盡可能地采用冗余設(shè)計(jì)

過程控制站的電源和CPU冗余設(shè)計(jì)已成為普遍，對(duì)一些保護(hù)執(zhí)行設(shè)備（如跳閘電磁閥）的動(dòng)作電源也應(yīng)該監(jiān)控起來。對(duì)一些重要熱工信號(hào)也應(yīng)進(jìn)行冗余設(shè)置，并且對(duì)來自同一取樣的測點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行有效的監(jiān)控和判斷，重要測點(diǎn)的測量通道應(yīng)布置在不同的卡件以分散危險(xiǎn)，提高其可靠性。重要測點(diǎn)就地取樣孔也應(yīng)該盡量采用多點(diǎn)并相互獨(dú)立的方法取樣，以提高其可靠性，并方便故障處理。一個(gè)取樣，多點(diǎn)并列的方法有待考慮改進(jìn)?？傊哂嘣O(shè)計(jì)對(duì)故障查找、軟化和排除十分快捷和方便。

3.3及時(shí)發(fā)現(xiàn)并更換故障硬件

（1）充分利用歷史站等在線監(jiān)測及追憶手段，進(jìn)行日常檢查，及時(shí)消除安全風(fēng)險(xiǎn)。DCS設(shè)備提供了很好的參數(shù)歷史追憶手段和實(shí)時(shí)監(jiān)測手段，可以利用這些手段對(duì)檢測元件及卡件、端子板等的通道工作特性進(jìn)行歷史查詢和實(shí)時(shí)觀察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工作特性不好的硬件設(shè)備，總結(jié)設(shè)備進(jìn)入不穩(wěn)定期的規(guī)律。（2）熱工保護(hù)系統(tǒng)重要的硬件設(shè)備，不僅要按照常規(guī)進(jìn)行檢測更換，而且要實(shí)行定期更換制度。在工作穩(wěn)定期內(nèi)將設(shè)備使用在熱工保護(hù)系統(tǒng)上，當(dāng)設(shè)備進(jìn)入故障多發(fā)期時(shí)，熱工保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)及時(shí)更換設(shè)備，防止設(shè)備誤動(dòng)。從熱工保護(hù)系統(tǒng)更換下來的設(shè)備可以按照重要性逐級(jí)（如：熱工保護(hù)系統(tǒng)※局部非重要聯(lián)鎖或自動(dòng)※DAS監(jiān)測系統(tǒng)）遞減的次序進(jìn)行更換使用，最后不能使用時(shí)淘汰。更換硬件設(shè)備時(shí)，為了縮短保護(hù)切除時(shí)間，可以事先檢定好備件，短時(shí)間退出熱工保護(hù)系統(tǒng)，更換備件后將系統(tǒng)投運(yùn)。然后再對(duì)拆下的檢測元件進(jìn)行檢定，用檢定合格后元件更換其它同類待檢保護(hù)元件。

3.4關(guān)于完善測量報(bào)警信號(hào)系統(tǒng)的方法

測量信號(hào)的報(bào)警作用在及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障且排除故障爭取時(shí)間方面，起著相當(dāng)重要的作用。但是，目前很多的電廠經(jīng)常存在描述錯(cuò)誤、報(bào)警值的設(shè)置與運(yùn)行實(shí)際值不相符合、測量的信號(hào)不可靠、機(jī)組軟報(bào)警點(diǎn)未分級(jí)或者機(jī)組軟報(bào)警點(diǎn)分級(jí)不夠完善等一系列的問題，因此而造成的誤報(bào)警，將導(dǎo)致工廠的工作人員不能準(zhǔn)確的判斷設(shè)備是否發(fā)生故障。因此，為了進(jìn)一步提高報(bào)警信號(hào)的可靠性，應(yīng)該從裝軟件邏輯和對(duì)數(shù)據(jù)庫的比較、刪除重復(fù)的和不必要的軟報(bào)警點(diǎn)、修改錯(cuò)誤描述入手，從修改數(shù)據(jù)庫里的軟報(bào)警量程和報(bào)警值的上下限以及對(duì)軟報(bào)警組織專項(xiàng)核對(duì)整理入手，或者對(duì)所有軟報(bào)警重新進(jìn)行分級(jí)和分組，開通操作員站聲音報(bào)警裝置并且采用不同的顏色，從而使軟報(bào)警系統(tǒng)發(fā)揮其該有的作用。

4、結(jié)語

熱工保護(hù)系統(tǒng)是火電廠必不可少的組成部分，其在提高機(jī)組主輔設(shè)備的安全性和可靠性上起著重要的作用。本文從熱工保護(hù)系統(tǒng)的概念入手，分析了為了確?；痣姀S安全運(yùn)行，熱工保護(hù)所起的作用。重點(diǎn)提出了熱工保護(hù)系統(tǒng)中經(jīng)常遇見的一些問題，并且提出了提高熱工保護(hù)安全性和可靠性的措施。熱工保護(hù)系統(tǒng)是熱力設(shè)備安全運(yùn)行的最后一道防線，為了確保熱工保護(hù)系統(tǒng)的安全性和可靠性，需要進(jìn)一步對(duì)熱工設(shè)備以及管理制度做進(jìn)一步的完善。

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（作者單位：大唐信陽發(fā)電有限責(zé)任公司）