电厂热控保护系统可靠性分析龙涛

电厂热控保护系统可靠性分析龙涛

龙涛

大唐甘谷发电厂甘肃天水741211

摘要：电厂的大部分设备者是由热力工程自动化系统所控制的，由机炉协调控制、汽包水位、锅炉燃料量等组成，还有送风控制、引风控制一些比较先进的调节系统，由于整个热工自动化系统结构相对复杂，所以它的可靠性即需要有专业知识的工作人员，对其进行正确的操作，还需要设备出现严重问题时有另一类的专业人员对其系统实施有效的措施，这样，就避免了事故损害的扩大化，有效的减少设备的损失和人员的伤害。热控保护系统的安全可靠是设备安全稳定的运行的前提，因此热控保护系统的可靠性是火电厂正常运转的基础。

关键词：电厂；热控保护系统；可靠性

电力在现代社会中发挥着日益重要的作用，是社会经济生活的支柱能源。与此相适应，火电厂也在向规模化、大型化、集约化、现代化迈进，发电机的容量与各种参数都有了本质上的飞跃和提升。在保障火电机组正常运转的各系统中，热控保护系统发挥着重要作用，是火电厂安全运转、稳定运转的基础和保障。近年来，以分散控制系统以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调设计原则的新一代DCS（分散的控制系统）日益成熟，显著提高了热工自动化程度，应用也普遍起来。

1提高热工保护系统可靠性的意义

热控系统的正常工作对发电厂的正常运行有非常重要的意义。当热控系统正常运行时，能够实时监测发电厂相关设备的运行情况，一旦设备参数偏离正常范围就能够及时发现，避免造成较大的损失。热工保护系统在火力发电机组中占据着重要的位置，是不可或缺的部分，其可靠性对于机组的主辅设备能否安全稳定运行起着至关重要的作用。当机组的主辅设备运行出现参数超出可控范围时，热工保护系统会联动相关设备，同时采取及时有效的措施对机组加以保护，从而避免出现重大设备损坏甚至更严重的后果。因此，热工保护系统是否可靠是提高发电机组主辅设备正常运行的关键所在。近年来，我国火电机组的设备不断更新换代，直接表现为发电机组的容量增大、参数提高、热工自动化程度也不断提升，DCS（分散控制系统）也已广泛被火电企业采用，凭借其强大的功能及优越性，使机组的稳定性、安全性、经济性和可靠性都得到极大的提升。但由于机组容量越来越大，工艺越来越发杂，致使参与保护控制的热工测量参数也不断地增多，使得设备和机组发生误动和拒动事件的几率明显升高。

2当前我们火电厂热控保护系统存在的问题

随着社会的发展与热控技术的进步，热控保护系统的监控功能也日益成熟，监控角度与范围较以前也有所扩大，基本达到了全过程、全方位、全天候监控。但是，引起热控保护系统出现故障的因素非常多，既有热控设备、电缆、电源以及测量、控制逻辑等外部因素，也有工作、检修人员的业务水平等方面的内在因素。在这些因素当中，任何一个环节出现问题，都可能导致热控系统出现误动或拒动故障，从而导致整个火电机组无法正常动转。

总体来说，引发热控保护系统误动或拒动的主要因素有如下几项：第一，热控系统的设计是否合理；第二，热控系统的控制逻辑是否符合要求；第三，保护信号的取信方式与配置状况；第四，保护联锁信号的设置状况；第五，系统安装调试与检修；第六，热控技术的监督力度与管理水平。可见，热控保护系统从设计、生产、基建安装，到运行等环节，都可能存在故障隐患，因而，热控保护系统的检修与维护，对于该系统的安全运行，具有十分重要的意义。

但遗憾的是，还有一些火电厂热控保护系统的软硬件都比较薄弱，管理与检修模式也落后于时代，不能根据实际运行情况采取相应的检修措施，而是千篇一律的程式化作业，在人力、财力等方面都造成了浪费，同时，这种机械化的检修管理模式不能有效降低故障的发生。更为严重的是，有些火电厂对热控设备缺乏了解，且疏于管理，把关不严，采购的设备质量不过关，从而对火电机组的安全运行有了极大的隐患。在检修实践中，应首先对热控设备的在线运行进行合理性分类，以便能更有效地进行检验，从而为火电机组的安全运行奠定基础。

3火电厂热控保护系统的可靠性分析

3.1采用冗余设计

当前，发电机组的热工保护系统中，比较普遍的是过程控制站的电源和CPU冗余设计，为了提高热工保护的效率，对一些执行保护的设备，如跳闸电磁阀等设备的动作也应该要监控起来，对热工保护系统中的一些比较重要的热工信号也要进行冗余设置，并且要对来自同一个样本的测点信号进行记录和有效地判断，对重要的测点进行测量，应该要将卡件分布在不同的地方，以提高系统的可靠性，对重要的测量点进行取样要对多个点进行取样，并且各个点之间要保持相对的独立，也是保证可靠性的一个重要措施，当前的取样方式多是多点并列取样的，这种方法还有待改进，热工系统的冗余设计对于查找故障并且对故障进行软化和排除都十分方便。

3.2制定DCS应急处理预案

DCS的生产厂家不同，其产品质量也有很大差异，有些DCS本身质量就不过关，黑屏、死机、电源失电、通信中断等故障时有发生，自然达不到热控保护的效果。有些火电厂处理不能及时合理地处理故障，严重时会出现锅炉爆管、汽轮机大轴烧毁等事故。为了保证做到这一点，行之有效的应急处理预案是十分必要的。在实践中，绝大多数火电厂都制定了应急预案，并要求机组作业、检修和维护人员参加演练，以提高他们的应变能力。如果热控保护装置发生故障，相关人员根据掌握的技能和经验进行处理时，应急预案可以起到很好的指导作用，将事故损失降至最低。

3.3实现单元机组智能控制

实现系统操作自动化的同时也在进一步向智能化发展。单元机组控制在DCS的应用，（DCS是集散控制系统，此系统综合性强。由网络、计算机、过程控制、CRT组成，可对现场进行远程控制、数据的采集、监控和记录。）很大的提高了机组的控制能力，但目前我国火电厂对单元机组控制的使用状况，离智能化还有很远的距离，随着计算机近几年控制技术的不断发展，市场上一些智能化系统也再不断出现，电厂在进一步实现智能化的道路上，应积极有效的引进这些技术，合理运用，以强化热控保护系统的可靠性。

3.4应用APS技术

对火电厂各机组顺序的控制技术就是APS技术，其特点是：很少人员甚至不用人员的参与就可以执行完成复杂的操作。APS的应用可以有效的减少了人员以及人为操作失误，增强了可靠性，而且APS的应用完成了火电厂自动化，自动化的发展可以很好的提高企业的核心竞争力，所以说让APS技术在火电厂热工系统里更好的应用是火电厂重要发展方向。

综上所述，发电厂在长久的发展中经历了很多的阶段，在新时期，如何保证经济效益和安全性能是电厂企业所关注的问题，信息的大力发展是新时期的特征，企业能否利用这一点来完善自己的热控系统的同时增加经济收益是非常重要的事情，本文在分析电厂热控系统的相关故障原因后对于如何改善电厂的热控系统进行了探究并提出一些刍议，希望在以后的发展中能够找更合适的解决方案。

参考文献：

[1]李海斌，吴波.分析火电厂热控保护系统的可靠性[J].科技展望，2016，26（11）：82.

[2]周双双.热工保护的可靠性分析[J].企业技术开发，2015，34（23）：60-61.