火电厂DCS控制系统故障应急处理方法和预防分析

火电厂DCS控制系统故障应急处理方法和预防分析

沙里宁敖玉峰

(内蒙古京能盛乐热电有限公司内蒙古呼和浩特市011518)

摘要：火电厂的控制系统在进行工作和运行的时候，很难避免不会发生一点或大或小的故障，我们不能预言何时以及何种情况下系统可能会出现故障，因此，怎样及时对出现的故障进行科学合理的处理，以及要采取什么手段才能将故障发生的几率控制在最小，这两个问题对火电厂的经营经久不衰来说是非常重要的。对于火电厂的DCS控制系统我们将综合根系，在此基础上针对火电厂DCS控制系统运行时发生频率较高的故障提出相对可行度较高的应急处理和预防方案，旨在为火电厂的日常正常运营保驾护航。

关键词：火电厂；DCS控制；系统故障；应急处理

引言

我国的火力发电业已然大步迈进了大机组、高度的智能化和自动化的新的历史阶段。我们不可否认DCS控制系统如火如荼的发展进程，但是，常理来说，任何系统在其为人类的服务过程中都不可能确保万无一失，不可避免会发生一些故障，火电厂的相关工作人员一定要做好系统的故障防范工作，在做好预防措施的基础上，及时发现并对已经出现的故障进行及时的应急处理，从而大事化小，小事化了，避免故障进一步扩大，造成不可挽回的损失。

1、工程实例

某火电厂装机容量是4×300MW机组，自2012年-2014年间4个机组的DCS控制系统相继改造为上海新华控制技术（集团）有限公司设计生产的XDC800分散控制系统。以单台机组为例，其有一工程师控制室，配置一台工程师站（ENG51），一个历史站（HSU52），一个通信站（COM54），一台OPC站（OPC53），机组中央集控室配备5个操作站（OPU41～45），一台单元长操作台（DYZ47）。现场电子间配备网络柜、控制柜、电源柜，其中23个控制柜，装配23对XCU主副控制器（包括：XCU01/21～XCU20/40，两个远程数据传输站XCU61/81、XCU62/82及脱硝控制柜XCU71/91）。

2、DCS控制系统概论

在这里，我们常提到的DCS其实就是分散控制系统的英文简写，DCS控制系统的应用可以覆盖到全国乃至世界的各个领域和行业（例如电力、冶金、石油等行业），特别是在火电厂大型机组中，DCS控制系统可谓是真正发挥了其具备的威力。另一方面，现阶段，科技的发展推动生产力水平的提高，二者共同促进了国民经济水平的提高，人们生活质量的提高，使之对于电力的需求度也呈日渐上升的趋势。因此，为了满足大众对于电力的需求，火电厂应该不断优化和升级自己拥有的各种设备性能，提高机组容量和运行参数，从而提高自己的发电能力，另外，还需要非常重视的一点是一定要保证机组的运行的安全性和可靠性。

3、DCS控制系统常见故障的应急处理

在对DCS控制系统进行应急处理时，需要在一定的基本原则下进行。当系统出现故障时，要迅速告知热工人员，由其进行处理并上报。要求运行人员必须要沉着冷静，采取正确的处理措施，确保机组安全。首先，要对发生故障的类别和原因进行分析，认真查看故障的影响程度，再进行处理。如果机组运行比较安全，但是没有控制手段，则要先确保稳定，然后联系检修。如果效果不够显著，则需要停止运行。在发生故障前，如果机组出现运行不稳定的情况，必须要停止运行。在进行应急处理时，要通知各岗位人员做好准确，确保人身安全。如果是电源故障，运行人员切忌盲目恢复电源，导致事故扩大，必须由热工人员检查确定。如果DCS通讯系统瘫痪，则要切换用电。

3.1操作故障的应急处理

一些操作员站显示屏在出现黑屏情况时，如果其他的操作人员能够继续监控，则需对机组的正常运行进行监视，然后通知热工人员。如果不能正常监视，可以通过工程师站内的操作站对机组进行监控，再通知热工人员进行修理。如果全部的操作站均出现故障，在电源正常的情况下，可以紧急热启，然后判断是否正常，并通知热工人员进行处理。如果电源故障无法热启，可以由工程师进行监控。如果短期内处理不好，则需停止运行。如果在出现故障前，机组运行较为稳定，但是无法监视运行参数，则也需要停止运行。

3.2通讯网络故障的应急处理

如果DCS系统出现故障，导致死机，则需要立即汇报。如果SCS出现故障，要立即通知热工人员进行处理，确保机组稳定运行，并注意监视，结合实际需要，安排人员进行监视[1]。在设备无法正常运行时，要立即停止运行机组。如果MCS系统通讯故障，同样需要热工人员进行处理，并加强监控，确保各参数在正常范围内，如果超出则需停止运行。如果ECS系统通讯故障，要立即通知热工人员，并根据需要安排人员进行操作，如果无法正常运行，则应紧急停止。

3.3DCS系统其它功能障碍的应急处理方法

如果DEH失电，汽轮机自动跳闸，首先按照跳闸的处理方法进行处理；否则，立即手动停止机组的运行。如果FSSS失电时，应立即启动MFT保护机制，否则要立刻停止机组的运行。如果MEH失电，导致两个气泵均出现跳闸的情况，则应检查联锁动作，否则就要进行手动的干预，尽可能的避免MFT的发生。

4、DCS系统故障的预防及可靠性的技术措施

（l）对DCS设备和检修维护实行全过程管理，尽早发现缺陷并及时处理。完善DCS自诊断和故障报警功能，对DCS运行状况的实时监控：需要监视主副控制器的状态，监视主副主控制器网络的状态，监视各控制站冗余的CC-NET通信模件的工作状态，对各控制器及网络的负荷率进行监视，冗余的电源模件的工作状态。在日常工作中，应切实加强电源输出稳定性的检查，预防由于电压不稳定导致的问题，而且需要加强对其的经常性维护。（2）当DCS装置发生故障，需用备件更换时，使用前必须对备件进行功能测试，外观进行检查，以防患于未然。（3）对电子间的环境温度、湿度进行监测，掌握维持电子间环境温度、湿度在DCS系统的正常工作范围内。（4）UPS电源防范措施：定期用红外线测温仪测量关键接线端子的温度，做好技术档案记录，注意温升；用万用表测量两路电源电压值，做好记录，注意电压波动；利用大、小修停机期间做电源切换试验。切换是否正常，切换时间间隔是否符合技术规范；电厂是一个高电压、大电流、强磁场干扰的环境，必须进行计算机接地系统的检查。（5）制订DCS应急预案和典型故障处理方案，防止因处理不当引起的DCS故障。

结束语

综上所述，火电厂的DCS控制系统由于其安全可靠且经济适用，切切实实提高了机组运行的流畅性和效率。但是，故障的发生作为热工DCS控制系统运行中一个不可控制的动态因素，始终是潜伏在系统中的一个定时炸弹，时时刻刻影响着系统的安全运行。本文主要结合某火电厂的实践，对其DCS控制系统可能出现的故障进行分析预想，并就如何防范这些故障，提出了相应的预防措施，有效地确保了其运行的安全性和稳定性，避免故障出现的同时确保电厂的运行效率得到提升。

参考文献:

[1]陈鹏,郭亮.火电厂DCS控制系统故障的应急处理及预防措施研究[J].中国石油和化工标准与质量,2016,36(21):33-34.

[2]袁雪崟.火电厂DCS控制系统故障的应急处理和预防探讨[J].山东工业技术,2016(21):189.

[3]李宁,孟萍,王冬瑞,戴忠,高才.火电厂热工控制系统故障诊断方法研究[J].科技创新与应用,2016(29):119.

[4]梁宇宁.火电厂过热汽温控制系统故障诊断研究[J].现代国企研究,2016(08):119.

[5]汪志华,李健,张顺.火电厂DCS控制系统故障诊断[J].自动化应用,2015(12):59-60+71.