火電廠熱控自動化保護裝置維護分析

晏崇林

摘? 要：火電廠的運行安全直接影響著區(qū)域電力系統(tǒng)例如城市的安全、穩(wěn)定、可靠供電，因此加強火電廠的運行安全保護凸顯得直觀重要。熱控自動化保護裝置是任何電力設(shè)備運行必須安裝的安全自動保護裝置，它在運行的過程中對火電廠電力系統(tǒng)的安全起監(jiān)控和保護作用。電力企業(yè)通過對熱控自動化保護裝置的維護來確保電力系統(tǒng)的運行安全。文章從介紹熱控自動化保護裝置及其重要性入手，分析了火電廠熱控自動化保護裝置運行中的常見問題，探討了有效的安全維護策略。旨在為火電廠熱控自動化保護裝置的安全管理提供一些參考。

關(guān)鍵詞：火電廠;自動化保護裝置;維護分析

中圖分類號：TM621.6? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）29-0116-02

Abstract： The operation safety of thermal power plant directly affects the regional power system， such as the safety， stability and reliability of power supply in the city， so it is very important to strengthen the operation safety protection of thermal power plant. Thermal control automatic protection device is a safety automatic protection device that must be installed in the operation of any power equipment. It plays a monitoring and protection role in the process of operation of the power system of thermal power plant. The power enterprise ensures the operation safety of the power system through the maintenance of the thermal control automatic protection device. This paper starts with the introduction of thermal control automation protection device and its importance， analyzes the common problems in the operation of thermal control automation protection device in thermal power plant， and discusses the effective safety maintenance strategy. The purpose of this paper is to provide some references for the safety management of thermal control automatic protection devices in thermal power plants.

Keywords： thermal power plant; automatic protection device; maintenance analysis

引言

隨著火電廠的汽輪機組容量不斷增大，蒸汽參數(shù)相比過去不斷提高，其熱力系統(tǒng)自動化程度高，系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造及運行參數(shù)復(fù)雜，這對火電廠運行的安全管理提出了更高的要求。為了保護電力系統(tǒng)安全可靠的運行，系統(tǒng)裝設(shè)有熱控自動化保護裝置。保護裝置在監(jiān)測到電力系統(tǒng)故障或危險時就會自動發(fā)出報警和跳閘的命令，從而預(yù)防電力系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。由此可見，火電廠熱控自動化保護裝置對于保障電力系統(tǒng)安全運行有著重要的意義。但保障火電廠電力系統(tǒng)安全的前提是熱控自動化保護裝置必須滿足安全運行的狀態(tài)。因此，火電廠必須重視熱控自動化保護裝置的安全檢測與維護保養(yǎng)。研究該課題對提高自動化保護裝置在電力系統(tǒng)運行安全中的保護作用有著重要的意義。

1 熱控自動化保護裝置及其重要性

1.1 熱控自動化保護裝置概述

熱控自動化保護裝置是為了保障熱控系統(tǒng)運行安全而在電力元件、電力設(shè)備及線路關(guān)鍵部位安裝的測溫元件及其他測量和控制溫度的自動化保護裝置。常見的包括熱工熱量控制儀、信號燈、保護連鎖、測溫器、保護套管等。由于火電廠熱力系統(tǒng)極其復(fù)雜，因此熱控自動化保護裝置類型非常多樣。它安裝在熱力系統(tǒng)各個需要被檢測溫度的位置及其設(shè)備表面。熱控自動化保護裝置都是緊貼被測物體表面，且為了防止高溫高壓沖擊造成的保護失效，自動化保護裝置均需要安裝保護套管。

1.2 重要性

熱控自動化保護裝置可以通過對熱力系統(tǒng)運行過程中各部位溫度的測量來監(jiān)控系統(tǒng)各部位運行的異常，在檢測到設(shè)備及系統(tǒng)運行安全時發(fā)出告警或提示，為檢修人員提供設(shè)備檢修和維護的依據(jù)。熱控自動化保護裝置的應(yīng)用使得熱力系統(tǒng)故障檢修更具計劃性和主動性，通過熱控自動化保護裝置的保護作用監(jiān)測系統(tǒng)運行安全，并利用監(jiān)測的數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電力系統(tǒng)設(shè)備的周期性、計劃性的檢測與校驗，為火電廠熱控系統(tǒng)及設(shè)備的管理模式的創(chuàng)新提供了條件。這種預(yù)防為主、安全管理的模式能夠在確保系統(tǒng)安全運行的前提降低系統(tǒng)安全管理的成本，從而提高電力系統(tǒng)運營的經(jīng)濟效益。由此可見，熱控自動化保護裝置的應(yīng)用及有效維護對電力系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展有著重要的促進(jìn)意義。

2 熱控自動化保護裝置運行中的常見問題

2.1 設(shè)計缺陷引發(fā)的問題

熱控自動化保護裝置的自身質(zhì)量直接影響著其對熱力系統(tǒng)安全保護和運行狀態(tài)的監(jiān)測效果。熱力系統(tǒng)中應(yīng)用到的熱控自動化保護裝置類型多樣，每個熱控自動化保護裝置自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在熱控保護功能上存在差異性。火電廠的熱力系統(tǒng)是復(fù)雜而特殊的環(huán)境，它對自動保護裝置的針對性設(shè)計要求較高，部分自動保護裝置符合通用性設(shè)計，但對特殊環(huán)境的適應(yīng)性一般。由于熱控自動化保護裝置自身設(shè)計問題，導(dǎo)致其無法滿足火電廠熱力系統(tǒng)及設(shè)備更加精準(zhǔn)的保護動作需求，導(dǎo)致其保護功能弱化。此外，型號、品牌差異性問題等，都會影響熱控自動化保護裝置的運行功能。

2.2 運行中的異常問題

自動化保護裝置自身也屬于精密電子元件，運行過程中難免會發(fā)生故障。如DCS硬件故障，當(dāng)它發(fā)生故障后對熱控系統(tǒng)的監(jiān)控就會失效，導(dǎo)致部分監(jiān)測參數(shù)失真，系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)保護動作就會失靈。假設(shè)遇到熱力系統(tǒng)同時發(fā)生故障的情況，就會出現(xiàn)自動保護裝置可能報警，也可能不報警的問題。部分情況監(jiān)測到故障時也無法啟動自動保護動作，導(dǎo)致保護失效。我們再來分析DCS硬件故障，它的故障來源可能是硬件板、電源、終端設(shè)備，也有可能是通信線路故障。以上都是自動保護裝置運行中發(fā)生故障后不可避免的問題。

2.3 安全管理中的問題

火電廠熱力系統(tǒng)熱控自動化保護裝置的類型多、分布位置多，運行期間需要檢修人員定期檢修可維護。在自動保護裝置安全管理中，可能存在檢修遺漏或不到位等問題，未能及時發(fā)現(xiàn)自動保護裝置缺陷或異常，為自動保護裝置運行埋下了安全隱患。這種管理長期失效就會導(dǎo)致熱力系統(tǒng)安全保護失效或滯后了，嚴(yán)重影響熱力系統(tǒng)運行的可靠性。

2.4 自動化保護裝置狀態(tài)的問題

熱控自動化保護裝置在實際運行中并非只有明顯的故障異常狀態(tài)和參數(shù)錯誤等問題，還存在一些潛在的故障隱患及危險源。這些問題一般很難發(fā)現(xiàn)，需要借助裝置性能檢測儀器才能全面了解裝置的性能是否存在異常。然而實際檢測過程中，或由于檢測儀器或設(shè)備不全，或因為檢測技術(shù)人員疏忽大意，導(dǎo)致一些安全隱患逐漸的擴大。部分問題未能及時得到有效處理時，就會導(dǎo)致自動保護裝置出現(xiàn)保護失效的問題。

3 熱控自動化保護裝置的維護策略

熱控自動化保護裝置對熱力系統(tǒng)的維護是貫穿于熱力系統(tǒng)整個運行生命周期內(nèi)的，從熱控自動保護裝置規(guī)劃安裝起，就已經(jīng)承擔(dān)了對熱力系統(tǒng)安全保護的任務(wù)。因此，對熱控自動化保護裝置的維護應(yīng)該從各個階段開始關(guān)注。包括設(shè)計安裝、運行期間、安全管理期間等，確保熱控自動保護裝置性能和功能始終能夠承擔(dān)起對熱控保護系統(tǒng)的保護作用。

3.1 強化設(shè)計維護

火電廠熱控系統(tǒng)的自動化保護裝置設(shè)計應(yīng)該符合系統(tǒng)保護的需求，在設(shè)計上應(yīng)該充分體現(xiàn)對熱力系統(tǒng)設(shè)備及各部位的針對性保護需求。建議制造單位應(yīng)該充分分析火電廠熱力系統(tǒng)，結(jié)合當(dāng)下火電廠機組容量及參數(shù)設(shè)計熱控自動化保護裝置性能及功能，來確保自動化保護裝置應(yīng)用于熱控系統(tǒng)中時保護動作的有效性，實現(xiàn)精準(zhǔn)監(jiān)控和自動化保護。在保護裝置選材設(shè)計上，應(yīng)充分考慮其高溫高壓的使用環(huán)境，選擇絕緣性好、耐久性的外殼材料，硬件板應(yīng)采用集成化設(shè)計，選擇敏感性較強的材料。

3.2 強化運行監(jiān)測及維護

在火電廠熱力系統(tǒng)運行期間，保護裝置正式承擔(dān)保護任務(wù)。這期間，熱控自動化裝置必須保證熱控信號接受的穩(wěn)定性、報警等的安全性、參數(shù)監(jiān)控的真實有效性。為此，在運行期間要對熱控自動保護裝置做定期的運行維護與監(jiān)控，密切關(guān)注運行狀態(tài)及各部分功能的有效性。為了分析熱控自動化裝置的運行狀態(tài)，建議對其作運行內(nèi)容的記錄，記錄每項內(nèi)容詳細(xì)的時間、動作、維護時間等，并利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對同類型的自動化保護裝置的維護周期、生命周期、影響因素等進(jìn)行分析，通過分析確定影響因素，再加強對影響因素的管控。例如確定故障來源與電磁干擾，就需要通過加強預(yù)防電磁干擾來保護熱控自動化保護裝置的運行狀態(tài)。

3.3 強化預(yù)防性安全維護管理

熱控自動化保護裝置的維護是一項長期的工作，同時也是確保熱力系統(tǒng)安全運行的重點任務(wù)。在管理方面，為了提高維護的有序性、有效性和維護效率，建議對熱控自動保護裝置建立檔案表，同時制定預(yù)防安全管理體系，加強規(guī)律性、周期性維護檢查與分析，以預(yù)防為主，加強問題判斷的管理，強化現(xiàn)場檢查、調(diào)試、維護，及時排除潛在性的故障。

3.4 加強熱控系統(tǒng)控制功能的邏輯優(yōu)化

為了提升熱控系統(tǒng)運行的安全性，建議對熱控系統(tǒng)控制功能邏輯進(jìn)行優(yōu)化。熱控控制邏輯的優(yōu)化可以提高系統(tǒng)對一些小故障的優(yōu)化。系統(tǒng)通過預(yù)先設(shè)計保護的程序來判斷熱控系統(tǒng)動作質(zhì)量的正確與否。當(dāng)系統(tǒng)檢測到邏輯錯誤時，表明熱控系統(tǒng)控制出現(xiàn)了失誤，系統(tǒng)需要自動做出反應(yīng)和調(diào)整，來啟動故障保護。這樣即便在自動化保護裝置故障時聯(lián)動保護無法啟動的情況下，熱控系統(tǒng)也能自動的避免故障發(fā)生時系統(tǒng)機械運行引發(fā)的更大故障。熱控控制邏輯的設(shè)計不受電磁感染，因此穩(wěn)定性更好。這也為自動化保護裝置維護過程中熱控系統(tǒng)的安全保護提供了基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

火電廠熱控自動化保護裝置承擔(dān)著電力設(shè)備及電力系統(tǒng)安全保護的所有任務(wù)，是保障火電廠電力系統(tǒng)運行安全的關(guān)鍵。無論是在設(shè)計維護中、運行監(jiān)測及維護中，還是預(yù)防性安全管理中，火電廠都應(yīng)該始終以確保熱控自動化保護裝置安全可靠運行為基礎(chǔ)，強化自動化保護裝置各個階段的維護，將可能發(fā)生的故障與異常問題遏制在萌芽中。同時，在運行管理中應(yīng)密切關(guān)注自動化保護裝置的運行狀態(tài)，動態(tài)化監(jiān)測熱控自動化保護裝置是否存在異常，并在發(fā)現(xiàn)時及時檢修或更換裝置。日常管理中應(yīng)做好熱控自動化保護裝置的計劃性維護，做好維護記錄，根據(jù)檢修維護的記錄分析問題規(guī)律，從而有針對性、有計劃性的做預(yù)防性維護，最大程度的提升熱控自動化保護裝置自身運行的安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]史宇強.火電廠熱控自動化保護裝置的維護方法研究[J].通信電源技術(shù)，2019，36（12）：60+63.

[2]程俊杰.火電廠熱控自動化保護裝置維護分析[J].河南科技，2017（23）：112-113.

[3]楚新磊，劉艷.火電廠熱控自動化保護裝置的維護策略初探[J].河南科技，2014（09）：101.

[4]任繼德.火電廠熱控自動化保護裝置的維護方法分析[J].科技展望，2014（18）：139+141.

[5]彭康利.火電廠熱控自動化保護裝置的檢修和維護[J].自動化應(yīng)用，2015（07）：118+123.

[6]崔楊，楊志文，仲悟之，等.基于成本最優(yōu)的含儲熱光熱電站與火電機組聯(lián)合出力日前調(diào)度[J].電力自動化設(shè)備，2019（02）：71-77.