发电厂热控保护可靠性的提高策略

朱明耀

摘要：近年来，我国国民经济增长之势十分显著，与此同时，也进一步提高了人们的生活水平，而作为国民经济发展重要支柱行业所在的电力，在国民经济发展方面起到的推动作用十分显著。所以，国民经济发展环节必须要高度重视电力系统发展，以强大电力资源推动国家生产和发展。在发电厂运行环节，尤为重要的一个构成部分就是热控系统，该系统正常运转情况与发电厂能否稳定进行电能供应密切相关，同时也在一定程度上决定着发电厂能否正常运作，所以必须要探讨发电厂热控保护可靠性的提高，从根本上保障发电厂安全、稳定运行。

关键词：发电厂;热控保护;可靠性;提高策略

在发电厂运行环节占据关键地位、发挥重要作用的就是热控系统，控制热力设备、电力设备附属设备的运行为热控系统主要作用体现，简单来说，发电厂热控系统能为热力设备正常运行提供保障。热控系统具体运行环节，系统中的热力设备涉及发电厂各个工作环节，且在发电厂机械正常运行、安全使用、维修保养等方面发挥的保障作用都十分关键。但值得注意的是，在热控系统不具备可靠性的情况下，其热控保护作用自然难以充分发挥，所以为确保热控系统功能作用充分发挥，必须要不断提高热控保护可靠性。

一、影响热控保护可靠性的因素

（一）系统自身造成保护误动

在热控系统中，构成部分主要有中央控制器、辅助设备、信号输入输出装置等包含其中，而较为常见的一类故障就是CPU故障，同时指令或信号传输环节的信号中断问题及电源控制系统故障等，也存在较高的故障发生概率，这些故障产生的主要原因都是因误操作所致[1]。发电厂机组中的相关机械设备设施之间，连环跳闸事故极易出现，而受该方面因素影响，电厂中高压主蒸汽阀门故障极易产生，最终会给整个系统正常工作造成严重阻碍。

（二）外围设备导致保护误动

在外围设备中，主要是有一些物理量测量问题存在，如温度及炉内压力、锅炉水流量开关等物理量参数。物理量测量问题一些是因器件自身原因所致，其中重要因素就是自然老化，加之设备安装环节存在不当现象，就会致使保护电路误启动现象随之产生，此类问题都会导致系统主设备、辅设备故障问题由此产生。热控系统在发电厂中属于200兆瓦机组，所以一些情况下系统突然关闭情况会出现，导致炉内压力快速升高的同时，锅炉炉膛保护设施的瘫痪现象也会随之产生，而受MFT动作影响，整个系统关机现象就会由此引发。

（三）系统设计和安装有漏洞

安装热控设备环节，一旦安装人员不能充分认识系统各方面细节，或者是安装中有不同侧重点，就可能会导致可靠性方面的隐患问题随之产生。目前，从大部分发电厂实际情况来看，安装热控设备时，通常都是以使用性为考虑方向，如怎样确保设备运行状态的良好提升，如何实现热控效率的最大限度提高，而在系统可靠性层面却并未投入过多关注。受此种设计和安装思路影响，大型机组投产运行初期极有可能会导致大量非计划停运现象随之产生，导致整体机组工作效率大幅度降低。

二、发电厂热控保护可靠性的提高策略

（一）优化保护系统配置

首先，在热控系统中，辅助设备尤为重要，因热控系统中有较多子系统存在，且各子系统最重要的结构就是测试点，所以在系统检测故障的过程中，应对所有子系统进行检测，这一环节基于各子系统测试点的检测，即可大幅度提高办事效率。所有子系统检查环节，应避免有疏漏现象存在，如此才能为热控系统正常运行提供保障，与此同时，该环节可将各子系统当做一个单元来看待，在有故障出现时，无需对整个系统进行检测时，仅需围绕其中某一单元进行检测即可，使时间有效节约。其次，针对重要辅机与分系统来说，如给水泵、锅炉燃烧系统等，需在不同控制器和模件上分别布置监控测点，为单台设备故障或单个控制器、模件故障不會影响到其他设备提供保障，维护机组安全[2]。最后，从当下的汽机主保护ETS系统实际情况来看，一些已经在DCS中纳入，而还有一些仍然是以独立控制系统为主，但值得注意的是，不论选择哪种方式应用，都需要借助热备用及双冗余PLC可编程控制器的应用，确保板卡或快速板卡有效实现，使ETS能积极响应故障，并快速做出可靠动作，为汽轮机安全提供保障。

（二）强化保护信号管理

热控保护系统的重要环节就是保护信号，主要原因在于信号保护方面

的可靠性会直接影响整个热控保护系统，为确保信号保护可靠性有效提升，具体可选择以下措施应用：第一，在不同I/O模件上配备冗余I/O点，选用双向接点来处理重要开关量信号，使信号抖动及断线等因素造成的保护误动情况有效避免;在动作MFT中应用的重要辅助状态信号，需选择自断路器辅助接点模式应用，同时要隔离进入DCS系统的电气信号。第二，针对一些重要保护信号来说，如汽包水位、一次风压等，应基于取样装置为出发点，选择3取2冗余配置模式应用，在信号不具备条件的情况下，逻辑判断过程可选择其他相关信号应用，使信号可靠性有效提升。第三，在中断并恢复DCS系统电源的情况下，要确保控制器输出是以安全状态为主。

（三）优化逻辑设计

热控保护系统中属于“软”部分的就是逻辑软件，是热控保护系统整体灵魂所在。基于逻辑系统的准确设计，利于热控保护可靠性的大幅度提高，所以逻辑设计过程应在以下几方面提高注意程度：第一，下列功能是所有重要模拟量的设计重点内容所在，即判断信号准确性时，应选择量限及变化速率等方法应用;一台变送器有故障出现的情况下，应将以往的三选中逻辑向二选一或裂解自动方面转化。第二，设备检修安全挂牌逻辑的设计十分必要，能使误动作得到有效防止;设定保护定值时，应以科学及准确原则为出发点，如设定锅炉汽包水位保护定值时，需以锅炉厂所提供数据为依据，对水位测量手段、安装工艺的不同进行参考，进而确定测算[3]。第三，要将引风控制等保护超驰逻辑嵌入到热控自动控制中，使保护动作后人员处置环节因疏忽导致其他事故随之引发的现象得以有效防止;高度重视自控PID参数的优化，基于其调节品质的提升，使负荷扰动等工况下被调量超限引起保护误动的现象有效避免;存在过大扰动，或者是被控设备处于失控状态时，设计过程需将自动向手动方面切换，使人力在工况调节中参与。

（四）加强维护管理

第一，分析、统计DCS卡件投运情况，适时轮换处于长周期运行状态的卡件，使得因卡件故障导致的保护误动有效避免;同时，要将热工保护检测元件检定、回路端子定期紧固等工作切实做好，接线端子紧固的过程中，注意防范措施的应用，使系统误动现象有效防止。

第二，针对维护人员来说，要重视DCS工程师站及控制站等工况、环境温湿度的定期检查，为设备始终处于正常工作状态提供保障;同时也应注意保护定值核实检查、保护动作试验等的定期开展。

第三，需要机组运行人员注意热控保护系统的熟悉，在系统运行环节，重视计算机画面的经常切换，借此对机组各系统运行情况进行了解，使工况得到及时调整，尤其是在自动系统投入的情况下，更应该在画面巡检方面提高重视程度，将倒换试验定期做好，在运行人员接班检查的环节，注意保护和备用辅机联锁是否投入的检查与核对。

结束语：

近年来，各大发电厂的发电量开始大幅度增加，此时面对复杂化的电力系统，要想为电力系统稳定运行、现代化发展提供促进作用，必须要重视热控保护系统的优化与改进，基于热控保护可靠性水平的不断提高，使安全隐患及时排除，确保安全事故的发生有效避免，加之设备定期维护工作、定期安全隐患排查工作的开展，全方位杜绝安全事故，促进热控保护可靠性大幅度提高。

参考文献：

[1]刘玉石.提高火力发电厂热控保护可靠性方案与策略探讨[J].百科论坛电子杂志，2019，0（12）：583-584.

[2]姜继严.关于发电厂热控保护可靠性的分析[J].商品与质量，2018，2（6）：245.

[3]臧海瑞.对发电厂热控保护的可靠性分析[J].商品与质量，2018，11（52）：205.