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完善電廠熱工保護(hù)系統(tǒng)可靠性措施淺析論文
摘要：熱工保護(hù)系統(tǒng)是火力發(fā)電機(jī)組不可缺少的重要組成部分，熱工保護(hù)的可靠性對提高機(jī)組主輔設(shè)備的可靠性和安全性具有十分重要的作用。特別是在電力市場競爭日益激烈的今天，發(fā)電廠的熱工保護(hù)成為越來越關(guān)鍵的技術(shù)，需要我們不斷的加以研究和完善。
關(guān)鍵詞：熱電廠設(shè)備熱工保護(hù)可靠性意義
0引言
熱工保護(hù)作為發(fā)電廠至關(guān)重要的核心技術(shù)之一，在近幾年得到快速提升，這在一定程度上為機(jī)組的安全穩(wěn)定運行提供了保障，但是在機(jī)組的實際運行過程中，不可控的因素時常發(fā)生，使得熱工保護(hù)出現(xiàn)誤動，造成機(jī)組停機(jī)，這不僅給企業(yè)的運營帶來額外損失，還會因危脅電網(wǎng)穩(wěn)定而產(chǎn)生負(fù)面影響。
1提高熱工保護(hù)系統(tǒng)可靠性的意義
熱工保護(hù)系統(tǒng)是火力發(fā)電機(jī)組不可缺少的重要組成部分，熱工保護(hù)的可靠性對提高機(jī)組主輔設(shè)備的可靠性和安全性具有十分重要的作用。熱工保護(hù)系統(tǒng)的功能是當(dāng)機(jī)組主輔設(shè)備在運行過程中參數(shù)超出正常可控制的范圍時，自動緊急聯(lián)動相關(guān)的設(shè)備，及時采取相應(yīng)的措施加以保護(hù)，從而軟化機(jī)組或設(shè)備故障，避免出現(xiàn)重大設(shè)備損壞或其他嚴(yán)重的后果。但在主輔設(shè)備正常運行時，保護(hù)系統(tǒng)因自身故障而引起動作，造成主輔設(shè)備停運，稱為保護(hù)誤動，并因此造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失；在主輔設(shè)備發(fā)生故障時，保護(hù)系統(tǒng)也發(fā)生故障而不動作，稱為保護(hù)拒動，并因此造成事故的不可避免和擴(kuò)大。
隨著發(fā)電機(jī)組容量的增大和參數(shù)的提高，熱工自動化程度越來越高，尤其是伴隨著DCS分散控制系統(tǒng)在電力過程中的廣泛應(yīng)用和不斷發(fā)展，DCS控制系統(tǒng)憑借其強(qiáng)大的功能和優(yōu)越性，使機(jī)組的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性運行得到了很大的提高。但由于參與保護(hù)的熱工參數(shù)也隨著機(jī)組容量的增大而越來越多，發(fā)生機(jī)組或設(shè)備誤動或拒動的幾率也越來越大，熱工保護(hù)誤動和拒動的情況時有發(fā)生。因此，提高熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，減少或消除DCS系統(tǒng)失靈和熱工保護(hù)誤動、拒動具有非常重要的意義。
2熱工保護(hù)誤動和拒動的原因分析
熱工保護(hù)誤動、拒動的原因大致可以概括為：DCS軟、硬件故障；熱控元件故障；中間環(huán)節(jié)和二次表故障；電纜接線短路、斷路、虛接；熱控設(shè)備電源故障；人為因素；設(shè)計、安裝、調(diào)試存在缺陷。
2.1DCS軟、硬件故障隨著DCS控制系統(tǒng)的發(fā)展，為了確保機(jī)組的安全、可靠，熱工保護(hù)里加入了一些重要過程控制站（如：DEH、CCS、BMS等）兩個CPU均故障時的停機(jī)保護(hù)，由此，因DCS軟、硬件故障而引起的保護(hù)誤動也時有發(fā)生。主要原因是信號處理卡、輸出模塊、設(shè)定值模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊等故障引起。
2.2熱控元件故障因熱工元件故障（包括溫度、壓力、液位、流量、閥門位置元件、電磁閥等）誤發(fā)信號而造成的主機(jī)、輔機(jī)保護(hù)誤動、拒動占的比例也比較大，有些電廠因熱工元件故障引起熱工保護(hù)誤動、拒動甚至占到了一半。主要原因是元件老化和質(zhì)量不可靠，單元件工作，無冗余設(shè)置和識別。
2.3電纜接線短路、斷路、虛接電纜接線斷路、斷路、虛接引起的保護(hù)誤動主要原因是電纜老化絕緣破壞、接線柱進(jìn)水、空氣潮濕腐蝕等引起。
2.4設(shè)備電源故障隨著熱控系統(tǒng)自動化程度的提高，熱工保護(hù)中加入了DCS系統(tǒng)一些過程控制站電源故障停機(jī)保護(hù)。因熱控設(shè)備電源故障引起的熱工保護(hù)誤動、拒動的次數(shù)也有上升的趨勢。主要原因是熱控設(shè)備電源接插件接觸不良、電源系統(tǒng)設(shè)計不可靠導(dǎo)致。
2.5人為因素因人為因素引起的保護(hù)誤動大多是由于熱工人員走錯間隔、看錯端子排接線、錯強(qiáng)制或漏強(qiáng)制信號、萬用表使用不當(dāng)?shù)日`操作等引起燒損。
2.6設(shè)計、安裝、調(diào)試存在缺陷許多機(jī)組因熱控設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試存在質(zhì)量缺陷導(dǎo)致機(jī)組熱工保護(hù)誤動或拒動。
3完善熱工保護(hù)的原則與措施
3.1尊重原熱工保護(hù)設(shè)計原有的熱工保護(hù)項目是設(shè)備廠家經(jīng)多年的研究和實踐設(shè)計出來的，較為成熟，電廠作為設(shè)備的使用者在征得廠家同意前不應(yīng)隨意對其進(jìn)行更改、更不能進(jìn)行刪減，只能進(jìn)行補(bǔ)漏和完善。
3.2 建立設(shè)備試運記錄 對重要熱工保護(hù)系統(tǒng)所用的硬件設(shè)備實行跟蹤記錄制度。熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性與系統(tǒng)硬件設(shè)備的可靠性直接相關(guān)，所以必須保證系統(tǒng)硬件設(shè)備的可靠性，尤其是保護(hù)出口卡件的可靠性，常規(guī)的做法是每次保護(hù)投入運行前對檢測元件及卡件進(jìn)行校驗，確認(rèn)合格就可以使用。但是實際應(yīng)用中還是會出現(xiàn)校驗合格的檢測元件或卡件在運行中故障造成設(shè)備誤動的事件。這是因為熱控設(shè)備尤其是電子設(shè)備對環(huán)境和安裝要求比較苛刻，不認(rèn)真的安裝以及無有效的產(chǎn)品保護(hù)都會造成故障的出現(xiàn)，有些特殊的故障還會很隱秘的存在，所以很可能將事故隱患忽視。基于此類情況出現(xiàn)的可能，在調(diào)試運行中只有做好記錄，嚴(yán)格跟蹤保護(hù)系統(tǒng)校驗的每一個過程，才能有效避免事故的發(fā)生。
3.3 在熱控系統(tǒng)中，盡可能地采用冗余設(shè)計 過程控制站的電源和CPU冗余設(shè)計已成為普遍，對一些保護(hù)執(zhí)行設(shè)備(如跳閘電磁閥)的動作電源也應(yīng)該監(jiān)控起來。對一些重要熱工信號也應(yīng)進(jìn)行冗余設(shè)置，并且對來自同一取樣的測點信號進(jìn)行有效的監(jiān)控和判斷，同一參數(shù)的多個重要測點的測量通道應(yīng)布置在不同的卡件以分散由于某一卡件異常而發(fā)生危險，從而提高其可靠性。重要測點就地取樣孔也應(yīng)該盡量采用多點并相互獨立的方法取樣，以提高其可靠性，并方便故障處理。一個取樣，多點并列的方法有待考慮改進(jìn)。總之，冗余設(shè)計對故障查找、軟化和排除十分快捷和方便。
3.4 盡量采用技術(shù)成熟、可靠的熱控元件 隨著熱控自動化程度的提高，對熱控元件的可靠性要求也越來越高，所以，采用技術(shù)成熟、可靠的熱控元件對提高DCS系統(tǒng)整體可靠性有著十分重要的作用。根據(jù)熱控自動化的要求，熱控設(shè)備的投資也在不斷地增加，切不可為了節(jié)省投資而“因小失大”。在合理投資的情況下，一定要選用品質(zhì)好、運行業(yè)績佳的就地?zé)峥卦O(shè)備，以提高DCS系統(tǒng)的整體可靠性和保護(hù)系統(tǒng)的安全性。
3.5 對保護(hù)邏輯組態(tài)進(jìn)行優(yōu)化 在電廠中，溫度高保護(hù)是主輔機(jī)設(shè)備保護(hù)的必不可少的一項重要保護(hù)。由于溫度元件受產(chǎn)品質(zhì)量、接線端子松動、現(xiàn)場環(huán)境等各種因素的影響，在運行一定周期后極其容易導(dǎo)致信號波動，從而引起保護(hù)誤動現(xiàn)象的發(fā)生。針對此，可在溫度保護(hù)中增加加速度限制(壞質(zhì)量判斷)，具體措施為：對溫度保護(hù)增加速率限制功能，當(dāng)系統(tǒng)檢測到溫度以≥20℃/s的速率上升時，即閉鎖該溫度保護(hù)的動作，并且在DCS系統(tǒng)畫面上報警，同時通知檢修人員進(jìn)行排查故障。這樣通過優(yōu)化保護(hù)邏輯組態(tài)，對提高保護(hù)系統(tǒng)的可靠性、安全性，降低熱控保護(hù)系統(tǒng)的誤動、拒動率具有十分重要的意義。
3.6 提高DCS硬件質(zhì)量和軟件的自診斷能力。
3.7 對設(shè)計、施工、調(diào)試、檢修質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)。
3.8 嚴(yán)格控制電子間的環(huán)境條件。
3.9 提高和改善熱控就地設(shè)備的工作環(huán)境條件。
如:就地設(shè)備接線盒盡量密封防雨、防潮、防腐蝕；就地設(shè)備盡量遠(yuǎn)離熱源、輻射、干擾；就地設(shè)備應(yīng)盡量安裝在儀表柜內(nèi)，必要時還應(yīng)對取樣管和柜內(nèi)采取防凍伴熱等措施。
3.10 嚴(yán)格執(zhí)行定期維護(hù)制度 做好機(jī)組的大、小修設(shè)備檢修管理，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，使設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。做好日常維護(hù)和試驗。停機(jī)時，對保護(hù)系統(tǒng)檢修徹底檢修、檢查，并進(jìn)行嚴(yán)格的保護(hù)試驗。
4 結(jié)語
隨著電力事業(yè)和高新技術(shù)的快速發(fā)展，發(fā)電設(shè)備日趨高度自動化和智能化，系統(tǒng)的安全性、可靠性變得日益重要。雖然，無論多么先進(jìn)的設(shè)備，都不可能做到絕對可靠。但對熱工保護(hù)系統(tǒng)在技術(shù)上、管理制度上應(yīng)采取相應(yīng)的措施后，可以極大地提高熱工保護(hù)的可靠性，從而提高機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
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