淺議火電廠熱工自動化及事故防范措施

山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司 王 寧

1 引言

在現(xiàn)代社會發(fā)展過程中，電能是為社會提供生產(chǎn)生活等基本條件的重要資源之一。假如沒有電能，現(xiàn)代科技就好比是無本之木。雖然以科技為動力的新能源不斷出現(xiàn)，但火力發(fā)電仍然是我國最主要的供應(yīng)方式。

伴隨我國人口的不斷增加和用電量的激增，我國電力工業(yè)已成為大電網(wǎng)、大機組、自動化的優(yōu)選供電模式。發(fā)電機時，熱工自動化技術(shù)是系統(tǒng)正常運行的先決條件之一?；痣姀S的熱工自動化程度是評估企業(yè)整體發(fā)展水平的主要參考點。但是，由于電力系統(tǒng)整體的復(fù)雜性，能源系統(tǒng)在運行過程中難免會存在一些安全隱患，安全事故不僅給企業(yè)造成經(jīng)濟損失，還會引發(fā)不同程度的人員傷亡事故。所以，針對這種情況要加強安全防范，有效控制安全事故的發(fā)生，為我國火電廠事故的防范工作提供有效的參考。

2 火電廠熱工自動化

2.1 火電廠人工自動化概念

火電廠熱力自動化主要是通過自動化的監(jiān)測、控制與保護功能，從而確?；痣姀S達到全程自動化。該技術(shù)在熱力過程中，無需人員直接參與，僅由自動化儀表、自動控制裝置有效完成，這種形式被稱為火力發(fā)電熱工自動化?；痣姀S主要是應(yīng)用自動化技術(shù)，實現(xiàn)對電力運行情況的監(jiān)測、信息處理以及異常情況下的自動報警以及自動控制。從而真正實現(xiàn)無人看守情況下的自動調(diào)節(jié)，通過這種形式加強生產(chǎn)控制管理就是熱工自動化。熱工自動化旨在及時有效地保證熱力設(shè)備的安全，以最大限度地發(fā)揮機組的經(jīng)濟性，降低人員勞動強度，改善人員工作環(huán)境。

隨著能源行業(yè)的大力發(fā)展，系統(tǒng)容量的增加，熱工自動化程度有了較大提高，熱工自動化系統(tǒng)在火電廠也發(fā)揮著越來越重要的作用。為了確?；鹆Πl(fā)電廠的安全經(jīng)濟運行，在實際管理過程中要結(jié)合機組的具體特點，依據(jù)經(jīng)濟、適用、安全、可靠的原則，對相關(guān)參數(shù)進行有效調(diào)控，從而實現(xiàn)火電廠生產(chǎn)過程優(yōu)化管理[1]。

2.2 實現(xiàn)熱工自動化的必要性

眾所周知，火電廠發(fā)電機組具有較多部件。生產(chǎn)系統(tǒng)、鍋爐及相關(guān)輔助設(shè)備。唯有設(shè)備相互協(xié)調(diào)，才可以保證生產(chǎn)系統(tǒng)得以正常工作，才能體現(xiàn)出發(fā)電系統(tǒng)的重要作用。然而，由于當(dāng)前火電廠電機組容量的增加，生產(chǎn)設(shè)施也變得更加復(fù)雜。生產(chǎn)設(shè)備的實際操作也變得愈加復(fù)雜，進行人工監(jiān)管難度變得越來越大，這對操作人員提出了更高的要求。在工作中，只要稍有疏忽，就容易導(dǎo)致安全事故發(fā)生，造成重大財產(chǎn)損失，危及到人們的生命安全。因此，需要對發(fā)電機組強化管理，根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的客觀情況，加強對發(fā)電機組的運行狀況的全面深入認(rèn)識，進行綜合評估分析，并對發(fā)電機組加以全面控制。只有這樣，才能保證發(fā)電機組的安全運行。

圖1 熱工自動化自動控制過程

3 火電廠人工自動化內(nèi)容

對火電廠來講，人工自控化的推廣應(yīng)用推動了人們電力生產(chǎn)整個過程的監(jiān)控管理，利用自動化設(shè)備以及各項儀表裝置對電力生產(chǎn)整個過程加以自動化控制，并逐漸成為目前大型火電廠發(fā)電系統(tǒng)最關(guān)鍵的組成部分。研究發(fā)現(xiàn)，自動化系統(tǒng)是否能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量穩(wěn)定可靠運行，對火電廠電力生產(chǎn)具有非常重要的影響。

火電廠應(yīng)用自動化控制技術(shù)，不僅能夠有效實現(xiàn)安全生產(chǎn)和高效生產(chǎn)，同時降低了火電廠人員的勞動強度，降低了人工參與度。新時期背景下，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化技術(shù)也有了很大的提升，因而火電廠電力生產(chǎn)整體自動化程度也有了較大的提升。

在火電廠實際工作中，自動化系統(tǒng)的應(yīng)用可以依據(jù)機組的實際需求，提前設(shè)置有關(guān)運行參數(shù)，并使這些參數(shù)可以維持在一定的數(shù)值區(qū)間內(nèi)，有效加強了火電廠生產(chǎn)活動的自動控制。對于自動化裝置有關(guān)參數(shù)進行合理設(shè)定，可以從一定程度上減少能耗，同時確保整個熱工系統(tǒng)可以處于良好運轉(zhuǎn)狀態(tài)下。當(dāng)機組在運行過程中，出現(xiàn)了故障、異常時，那么自動化系統(tǒng)就可以進行自動報警，第一時間為工作人員提供預(yù)警，從而使工作人員在較短時間內(nèi)對故障情況作出應(yīng)對和解決。對電力生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生了一些嚴(yán)重事故與故障，這時自動化系統(tǒng)就可以自動采取課程的防護策略，同時自動啟動對應(yīng)的保護措施。自動檢測系統(tǒng)利用自動控制與調(diào)節(jié)，使自動控制裝置能更好地適應(yīng)外部環(huán)境。對于產(chǎn)生的不同故障問題，自動化系統(tǒng)能自動啟動不同的自我保護功能。

在自動化順序控制當(dāng)中，系統(tǒng)能對控制流程加以自動識別，同時配合自身較強的邏輯判斷、自動化順序控制能力，實現(xiàn)對自動運行設(shè)備的全面統(tǒng)籌管理以及規(guī)劃控制效果。自動化系統(tǒng)當(dāng)中的報警裝置，能夠?qū)﹃P(guān)鍵當(dāng)?shù)氐臒峁?shù)加以實時檢測，當(dāng)數(shù)據(jù)有了異常的時候，要做出對應(yīng)的調(diào)整，同時要對事故故障情況加以科學(xué)分析，做好各項數(shù)據(jù)記錄工作。

4 熱工自動化事故問題分析

4.1 設(shè)備設(shè)置問題

因火電廠的機組數(shù)量眾多，所以通常情況下裝置難以實現(xiàn)一次就正常運行，所以就需要工作人員經(jīng)常做出調(diào)整，從而可以保證機組能夠正常運轉(zhuǎn)。但是在實際中，很多施工圖并沒有做出有效修正，從而使得施工圖和實際施工往往會有不相符的現(xiàn)象，進而影響到裝置的穩(wěn)定有序運行。

4.2 操作不當(dāng)問題

在裝置操作過程中，有部分人員沒有依照規(guī)章制度進行，這樣就會產(chǎn)生潛在隱患，通常造成參數(shù)不準(zhǔn)與測點不準(zhǔn)問題，情況嚴(yán)重的會威脅到火電廠整個生產(chǎn)過程，進而對火電廠人身財產(chǎn)安全造成較大威脅，一些檢修人員并沒有合理展開有關(guān)檢修操作，常常敷衍了事，造成小事故頻發(fā)，久而久之，就會導(dǎo)致設(shè)備參數(shù)不準(zhǔn)與測點不準(zhǔn)問題[2]。

4.3 電源問題

通過對火電廠熱工自動化產(chǎn)生的事故分析，可以發(fā)現(xiàn)有很多情況下是與控制體系的電源問題相關(guān)，且電源問題通常表現(xiàn)是：由于振動原因引發(fā)電源線松動、電源系統(tǒng)是一帶一狀態(tài)、電源上的保險缺乏耐壓性等。上述種種電源問題都常常會引發(fā)安全事故的產(chǎn)生。

4.4 裝置老化更新問題

一些熱自動化設(shè)備需要在非常惡劣的條件下工作，因此會加速一些設(shè)備的老化問題。如果不及時更新和管理，勢必會降低其可靠性和安全性。對于部分設(shè)備在惡劣條件下的損壞，還需要加強及時更新管理，保證其良好的安全性和可靠性。如儀表往往擺放在蒸汽設(shè)備周圍，這樣當(dāng)蒸汽排出時，儀表常常會被蒸汽的高溫灼燒。正因為火電廠本身所具有的特殊環(huán)境，所以這些破壞較難避免。如果設(shè)備受到過高溫度的影響，出現(xiàn)了老化、損壞等現(xiàn)象，沒有及時加強對設(shè)備的更新管理，難免就會造成設(shè)備采集信息出錯，進而導(dǎo)致設(shè)備數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確[3]。

5 火電廠事故防范措施

伴隨火電廠熱工自動化的應(yīng)用范圍的逐步擴大，自動化設(shè)備逐漸成為了系統(tǒng)當(dāng)中非常重要的組成部分，其對推動系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行產(chǎn)生了關(guān)鍵性的影響，在系統(tǒng)當(dāng)中，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題都會直接影響到整體裝置出現(xiàn)故障，不能進行正常運轉(zhuǎn)，甚至出現(xiàn)燒毀設(shè)備的情況?；痣姀S自動化事故防范工作非常重要，主要有以下分析。

5.1 加強對設(shè)備訂購管理

為減少設(shè)備的缺陷，減少安全隱患的發(fā)生，就需要在火電廠自動化設(shè)備的選型、采購和安裝過程中，采取有效的管控手段。采購時，對設(shè)備廠家的選擇過程中要做出綜合比較，選擇質(zhì)量信譽有保障的大廠家合作，必要情況下，可對生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)過程中展開全面檢查，確保廠家生產(chǎn)工藝具有較高的可靠性，特別是對于一些剛上市的設(shè)備產(chǎn)品，由于沒有經(jīng)過時間的檢驗，穩(wěn)定性有待考量，所以對這類設(shè)備產(chǎn)品在采購時要格外慎重，即使在使用過程中，也要應(yīng)用于次要系統(tǒng)中，不可直接在重要的保護系統(tǒng)中應(yīng)用[4]。

5.2 全面排查設(shè)備缺陷和安全隱患

為確保熱工自動化系統(tǒng)具有較高的安全性與穩(wěn)定性，所以要加強對其全面的檢查工作，從中發(fā)現(xiàn)影響發(fā)電機組安全穩(wěn)定運行的各項隱患問題，通過做出科學(xué)處理，確保發(fā)電機組的良好穩(wěn)定運行；對于熱工自動化設(shè)備有缺陷的問題，要實行責(zé)任到人；情況嚴(yán)重的，為了消除其隱患與缺陷，停運的自動化設(shè)備，需要由相應(yīng)人員做出詳細地記錄，并在一定的時間內(nèi)進行及時的處理。如氣動機構(gòu)要定期清理防塵罩、空氣過濾，并及時排出儲氣罐的積水；對液壓機構(gòu)要定期檢查有沒有滲油現(xiàn)象，對油泵累計啟動時間要有詳細地記錄。假如在一定時間內(nèi)難以處理好的問題，要做出相應(yīng)的記錄，說明未能維修好的原因，同時還要積極同有關(guān)部門或廠家進行聯(lián)系，做好及時處理。

5.3 不斷提升員工技能

與火力發(fā)電廠熱力自動化相關(guān)的機械設(shè)備種類繁多，自動化技術(shù)也在不斷發(fā)展變化過程中。因此，設(shè)備操作人員的操作技能必須不斷提高。在避免火電廠熱工自動化事故時，應(yīng)加強對自動化技術(shù)的調(diào)研，確保其正確使用，避免發(fā)生安全事故。由于整個裝置異常復(fù)雜，在實際操作中難免會出現(xiàn)一些問題，這些問題的發(fā)生只會成為事故的導(dǎo)火索，采取充分的預(yù)防措施以盡量減少損失是非常重要的。基于此，需要工作人員有高度的責(zé)任感，還要結(jié)合工作需要，不斷學(xué)習(xí)提升自己的理論知識，掌握實踐技能。當(dāng)機組運行過程中出現(xiàn)了任何突發(fā)狀況，工作人員必須準(zhǔn)確做出判斷，即便是一些突發(fā)性故障，機組人員也要及時制定應(yīng)急方案，采取有效措施解決。

5.4 提高環(huán)境監(jiān)測能力

針對熱電廠熱工自動化設(shè)備的運行，加強環(huán)境因素分析是有效提升安全生產(chǎn)的重要保障。在實際生產(chǎn)工作中，對一些有可能對設(shè)備正常運行有很大影響的噪聲、濕度、溫度、振動等情況加強控制管理。通常來講，風(fēng)機、水泵、發(fā)電機等有關(guān)設(shè)備都會產(chǎn)生振動與噪聲，這對于熱電廠操作人員會產(chǎn)生非常不利的影響?；诖?，在熱工自動化設(shè)備運行過程中，要重視加強數(shù)據(jù)分析以及防控管理，提升環(huán)境監(jiān)測能力。

5.5 建立緊急安全事故應(yīng)對策略

在火電廠運行管理當(dāng)中，盡管采取了一定的管理措施，但在實際生產(chǎn)過程中依然還有事故發(fā)生?；诖?，必須制定科學(xué)的應(yīng)急預(yù)案，在實際生產(chǎn)當(dāng)中，要針對可能發(fā)生的事故類型，提前制定事故應(yīng)急預(yù)案，將事故發(fā)生的原因和解決辦法成卷記錄下來，以便公司統(tǒng)計事故類型和發(fā)生頻率。

在制定必要的事故計劃時，可以提前消除一些不穩(wěn)定因素，并提前制定事故處理策略，以避免事故發(fā)生，將可能產(chǎn)生的影響降到最低，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率[5]。由于火力發(fā)電量的增加，發(fā)電機組的容量也在增加，所以其設(shè)計參數(shù)也應(yīng)該增加，這樣一來就會導(dǎo)致運行過程復(fù)雜，人員壓力增大。事故處理時，要對機組進行啟停，做好相應(yīng)的監(jiān)控管理，并在日常工作過程中不斷加強維修作業(yè)的安全管理，以便及時處理突發(fā)事件，降低事故發(fā)生率。

綜上所述，在我國的火力發(fā)電廠中，筆者對熱工自動化中應(yīng)用常見事故進行了全面總結(jié)，針對這些問題，筆者提出了解決措施，從而使熱自動化事故防范水平得到了顯著提高。但是，由于事故的多樣性，難免會有一些疏漏。這就要求自動化技術(shù)人員加強學(xué)習(xí)，提高自身實踐水平，為避免自動化事故的發(fā)生提供科學(xué)的技術(shù)保障?；诖?，火電廠自動化系統(tǒng)的成功應(yīng)用引起了人們的廣泛關(guān)注。目前，我國火電廠熱力自動化系統(tǒng)的進一步發(fā)展，極大地促進了我國電力領(lǐng)域的發(fā)展，從而推動了我國的經(jīng)濟建設(shè)。隨著熱工自動化技術(shù)的不斷更新與成熟，熱工自動化系統(tǒng)正逐步向集成化、智能化方向發(fā)展，這將進一步降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，確保企業(yè)的安全穩(wěn)定有效運行。