如何在安裝期提高熱工設(shè)備的可靠性

宗越卓

摘 要：很多故障異常的起因都是熱工設(shè)備的可靠性降低，引起的錯誤動作。大體可以分為測量失準(zhǔn)、屏蔽干擾、火災(zāi)爆炸、防雨防水、誤動、邏輯組態(tài)等幾個方面。這些方面的問題在設(shè)備的安裝期基本都可以得到很好的解決。

關(guān)鍵詞：熱工設(shè)備；可靠性

1選題理由

隨著技術(shù)的發(fā)展，熱工自動化系統(tǒng)已覆蓋發(fā)電廠的各個角落，其可靠性決定著機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運行。在設(shè)備的安裝期間如果技術(shù)人員管控不到位，安裝人員知識體系欠缺、技術(shù)水平不過關(guān)等都可能給設(shè)備的可靠性甚至機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)帶來無法估量的影響。下面我們通過幾個案例來分析一下。

案例一

事件經(jīng)過：

某機(jī)組運行中突然跳閘，首次故障信號顯示為“軸承溫度高”。

事件原因：

（1）基建安裝時，引線未可靠固定。長時間運行測溫元件熱電偶的引出尾線逐步損傷斷線碰地，地電位疊加在測量回路，引起溫度變化。

（2）單點溫度信號保護(hù)，可靠性差。

（3）速率保護(hù)定值設(shè)置18℃/s太大，降低了其保護(hù)功能。

案例二

事件經(jīng)過：

某機(jī)組開始沖管，當(dāng)時兩側(cè)送/引風(fēng)機(jī)運行，熱井換水，鍋爐水沖洗。6：48分突然發(fā)生送風(fēng)機(jī)B跳閘。

事件原因：

（1）9根信號線用同一根電纜。該電纜屏蔽線浮空未接至機(jī)柜接地排。

（2）就地接線盒處電纜屏蔽層引出時，有毛刺碰到金屬電纜套管，形成兩點接地產(chǎn)生地環(huán)電流，引起信號誤動。

（3）雖該溫度信號保護(hù)已設(shè)計為三取二邏輯方式，但因未設(shè)置信號變化速率大切除保護(hù)的功能，三點溫度同時發(fā)生跳變時，導(dǎo)致了風(fēng)機(jī)跳閘。

案例三

事件經(jīng)過：

某廠精處理正常運行中，無重大操作，機(jī)組排水槽柜PLC柜突然斷電，控制室失去監(jiān)控功能。

事件原因：

（1）事發(fā)前多日下雨，房屋漏水。過多的積水經(jīng)由金屬軟管流淌至廢水泵出口門反饋單元，導(dǎo)致220V電路系統(tǒng)短路空開跳閘。

（2）各個220V電源反饋IO接線處未設(shè)置保險。

以上三個案例的直接原因都是熱工設(shè)備的不可靠，間接原因都是安裝期沒有做好充分的事故預(yù)想及技術(shù)方案。

可見，熱工設(shè)備可靠性對于火力發(fā)電的安全經(jīng)濟(jì)運行起著至關(guān)重要的作用。從上述案例中可以發(fā)現(xiàn)2個問題：

1、熱工設(shè)備可靠性沒有明顯的表征：可靠性較低的時候不易被察覺，只有事故或異常時才能夠發(fā)現(xiàn)。

2、大部分熱工設(shè)備可靠性的提升在安裝期就可以提高，可以使問題在質(zhì)的層面發(fā)生改觀。

2.安裝期提高熱工設(shè)備的可靠性的具體方法

熱工設(shè)備是獨立的，但是熱工設(shè)備系統(tǒng)卻是耦合的，比如它們來自同一段電源供電、在同一個控制器下、使用同一個電纜橋架、安裝在同一片區(qū)域等等因素。想要提高它的可靠性就僅僅依靠上述三個案例或是更多的案例是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們必須要從多個方面考慮問題才能對整套熱控設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行解耦。

但由于筆者技術(shù)水平限制，僅對以下影響熱工設(shè)備可靠性的共性問題入手：

2.1測量失準(zhǔn)

（1）取源部件不應(yīng)設(shè)置在人孔、看火孔、防爆門及排污門附近。

（2）壓力取源部件與管道上調(diào)節(jié)閥的距離：上游側(cè)應(yīng)大于2D；下游側(cè)應(yīng)大于5D（D為工藝管道內(nèi)徑）。

（3）取樣管路、排污管路多注重敷設(shè)角度充分考慮防堵防凍影響測量的真實性，尤其是我廠地處高寒區(qū)域。

（4）水平或傾斜管道上壓力取源部件的安裝應(yīng)注意以下方面：

①測量氣體壓力時，測點在管道的上半部。

②測量液體壓力時，測點在管道水平中心線以下成0°～45°夾角范圍內(nèi)。

③測量蒸汽壓力時，測點宜在管道的上半部或與水平中心線以下成0°～45°夾角范圍內(nèi)。

2.2、干擾屏蔽

（1）電纜的分層布置，電纜群敷設(shè)在同一通道中多層水平電纜橋架上的配置，宜按下述電纜類別“自上而下”順序排列：帶屏蔽信號電纜[TC、RTD、（4～20）mA；DI、DO]、強(qiáng)電信號控制電纜、電源電纜、電動門動力回路電纜。

（2）除非控制系統(tǒng)制造商有特殊要求，否則控制與測量信號電纜屏蔽層應(yīng)保持良好的單端接地。

（3）信號端接地的回路其屏蔽線應(yīng)在信號端接地。屏蔽層接至信號源的公共端，避免形成屏蔽層環(huán)路。

（4）現(xiàn)場過渡連接時，電纜屏蔽線應(yīng)通過端子可靠連接，保證屏蔽層接地的全程貫通連續(xù)性，不得有斷層存在

（5）當(dāng)電氣信號進(jìn)入DCS時，則應(yīng)按熱工要求一點接地，或加裝信號隔離器。

2.3、火災(zāi)爆炸

（1）電纜橋架走向盡量避免高溫區(qū)域、防火隔斷間距設(shè)置合理。

（2）明敷電纜與熱力管道平行電力電纜應(yīng)至少1000，控纜應(yīng)500mm；交叉情況至少要保證150mm和100mm.

2.4、防雨防水

（1）熱工設(shè)備應(yīng)充分考慮雨水或者消防水的淋濺浸泡，設(shè)有必要的防雨措施。

（2）電纜槽盒要蓋板齊全，嚴(yán)防雨水消防水進(jìn)入并積存。

2.5、誤動

（1）設(shè)備外殼密封嚴(yán)密，安裝牢固，避免物業(yè)公司保潔人員清理設(shè)備表面積灰時誤發(fā)信號或引起測量波動。

（2）隔離門設(shè)置合理，不準(zhǔn)多設(shè)備共用隔離門。

（3）禁止多個保護(hù)點取樣共用一個取樣點。防止管路堵塞、泄露等問題造成保護(hù)誤動。

（4）某些易堵取樣管路應(yīng)加裝防堵取樣裝置及吹掃裝置，防治保護(hù)或調(diào)節(jié)誤動。

（5）考慮風(fēng)、介質(zhì)、管道震動等引起的電纜外皮摩擦，防止電纜短接引起的信號誤動。應(yīng)予以固定或加裝防護(hù)設(shè)施。

（6）設(shè)備電纜保護(hù)套管走向、弧度應(yīng)合理，不應(yīng)有電纜重力作用于設(shè)備接線端子的現(xiàn)象。

2.6、邏輯組態(tài)

（1）重要保護(hù)采用三取二、三取中等邏輯方式避免保護(hù)誤動。

（2）連鎖、超馳相關(guān)測量點應(yīng)合理延時，避免信號波動引起漣漪效應(yīng)。

（3）保護(hù)邏輯中應(yīng)設(shè)置壞點切除，并且速率判斷數(shù)值合理。

（4）安裝期要著重檢查邏輯的嚴(yán)密性和設(shè)備的動作先后時序。

3.總結(jié)

在安裝期間，熱工設(shè)備的安裝量是相當(dāng)龐大的，經(jīng)常會出現(xiàn)顧此失彼的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象給我們建設(shè)方的技術(shù)人員帶來了極大的心理怠倦感。使得提高熱工設(shè)備可靠性的工作難上加難，像一座不可攀爬的高山。

某廠利用大修期間提高熱工設(shè)備的可靠性共測量電纜絕緣3000余芯、MFT繼電器測試90余個、電纜保護(hù)套管更換近2000米，還有很多無法統(tǒng)計的工作，但是換來了相當(dāng)顯著的效果：2016年缺陷與2015年缺陷同比下降了50%。

由此可見，其實提高熱工設(shè)備可靠性只要遵循一個準(zhǔn)則——做好事故預(yù)想。要敢大膽的設(shè)想，以點帶全把想到的可能發(fā)生的事故或異常都根治在萌芽狀態(tài)，熱工設(shè)備的可靠性自然就上升了一個臺階。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫長生《火電廠熱控系統(tǒng)可靠性配置與事故預(yù)控》[M].北京：中國電力出版社，2010：17-18.