【摘要】在火力發(fā)電機(jī)組的組成中，熱工保護(hù)系統(tǒng)是不可或缺的一部分，該系統(tǒng)是否可靠直接關(guān)系到發(fā)電機(jī)組的主輔設(shè)備能否安全運(yùn)行。本文結(jié)合黃島發(fā)電廠超臨界600MW機(jī)組熱工保護(hù)系統(tǒng)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，提出提高熱工保護(hù)系統(tǒng)可靠性的一些措施，希望能帶給同行業(yè)人員借鑒意義。
 

　　【關(guān)鍵詞】電廠；熱工保護(hù)系統(tǒng)；可靠性
 

　　目前，隨著我國(guó)發(fā)電廠的單機(jī)容量和裝機(jī)容量日益增加，很多超臨界和超超臨界機(jī)組相繼投入運(yùn)行，熱工保護(hù)系統(tǒng)在電廠中的地位也不斷提升，已經(jīng)成為發(fā)電廠的一項(xiàng)重要核心技術(shù)。擁有可靠的熱工保護(hù)系統(tǒng)可以有效降低機(jī)組運(yùn)行的事故發(fā)生率，但是在實(shí)際運(yùn)行發(fā)電機(jī)組時(shí)，常常有很多不可控的因素出現(xiàn)，使熱工保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)拒動(dòng)或誤動(dòng)，致使機(jī)組停機(jī)，這種情況的發(fā)生會(huì)給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)會(huì)威脅到電網(wǎng)的穩(wěn)定。所以，熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性是保障發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

　　一、電廠提高熱工保護(hù)系統(tǒng)可靠性的重要意義

　　熱工保護(hù)系統(tǒng)在火力發(fā)電機(jī)組中的意義重大，是一個(gè)不可或缺的組成部分，其可靠性對(duì)于機(jī)組的主輔設(shè)備能否安全穩(wěn)定運(yùn)行起著非常重要的作用。當(dāng)機(jī)組的主輔設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)參數(shù)異常時(shí)，熱工保護(hù)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)相關(guān)設(shè)備，同時(shí)采取及時(shí)有效的措施對(duì)機(jī)組加以保護(hù)，軟化設(shè)備及機(jī)組的故障，從而避免出現(xiàn)重大的設(shè)備損壞甚至更嚴(yán)重的后果?？墒?，如果熱工保護(hù)系統(tǒng)本身存在故障，在機(jī)組主輔設(shè)備正常運(yùn)行的過(guò)程中引起動(dòng)作，會(huì)使機(jī)組主輔設(shè)備停機(jī)，這種情況被稱為保護(hù)誤動(dòng)；還有一種情況為保護(hù)拒動(dòng)，是在設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常，但是熱工保護(hù)系統(tǒng)也出現(xiàn)故障而無(wú)法動(dòng)作。這兩種情況的發(fā)生都會(huì)造成電廠不必要的損失或者出現(xiàn)事故，因此，熱工保護(hù)系統(tǒng)是否可靠是提高發(fā)電機(jī)組主輔設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵所在。

　　近年來(lái)，我國(guó)電廠發(fā)電機(jī)組的各種設(shè)備不斷更新?lián)Q代，性能也越來(lái)越好，其直接表現(xiàn)為發(fā)電機(jī)組的容量增大、參數(shù)提高、熱工自動(dòng)化的程度也不斷提升。DCS分散控制系統(tǒng)在發(fā)電過(guò)程中被不斷推廣應(yīng)用，該系統(tǒng)憑借其強(qiáng)大的功能及優(yōu)越性，使發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性、安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性得到極大的提高。但由于機(jī)組容量越來(lái)越大，致使參與保護(hù)設(shè)備的熱工參數(shù)越也不斷增多，使得設(shè)備或機(jī)組發(fā)生誤動(dòng)和拒動(dòng)的幾率明顯升高，不時(shí)會(huì)出現(xiàn)熱工保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)和拒動(dòng)的情況。所以，想要消除或減少熱工保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)和拒動(dòng)，以及DCS系統(tǒng)失靈的情況，就要提高發(fā)電機(jī)組熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

　　二、造成熱工保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)及拒動(dòng)的原因分析

　　引起熱工保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)誤動(dòng)和拒動(dòng)的原因有很多，較為常見的原因大致有以下及項(xiàng)：DCS系統(tǒng)的軟件或硬件出現(xiàn)故障；熱控系統(tǒng)的元件故障；電源故障；電纜接線存在短路、虛接或斷路；人為造成的因素；在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試時(shí)存在缺陷。

　　1、DCS的軟、硬件發(fā)生故障

　　為確保發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全穩(wěn)定，電廠的熱工保護(hù)系統(tǒng)隨DCS系統(tǒng)的日益發(fā)展，紛紛將BMS、CCS、DEH、FSSS等過(guò)程控制站和對(duì)CPU故障時(shí)的停機(jī)保護(hù)納入DCS系統(tǒng)，由于加入了這些保護(hù)，會(huì)使DCS系統(tǒng)的信號(hào)處理卡、設(shè)定值模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊以及輸出模塊等時(shí)常出現(xiàn)故障而引起誤動(dòng)。另外，DCS系統(tǒng)中沒有對(duì)單點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行斜率保護(hù)、斷線保位等邏輯設(shè)置，也往往容易導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)。

　　2、電纜接線短路、斷路、虛接

　　如果電纜線的接線柱進(jìn)水或疲勞松動(dòng)，或因空氣潮濕而被腐蝕、老化就會(huì)造成電纜線的絕緣被破壞，從而出現(xiàn)短路、斷路、虛接引起熱工保護(hù)誤動(dòng)。

　　3、熱控元件出現(xiàn)故障

　　如果熱控元件的質(zhì)量不過(guò)關(guān)、無(wú)冗余設(shè)置及識(shí)別、或是存在元件老化和單元件工作等情況時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)故障（包括壓力、溫度、流量、液位、電磁閥及閥門位置元件等）從而導(dǎo)致誤發(fā)信號(hào)。由此引發(fā)的主輔設(shè)備出現(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)的比例很高，有些發(fā)電廠甚至有一半的機(jī)組誤動(dòng)和拒動(dòng)是因?yàn)榇祟悷峥卦收蠈?dǎo)致的。

　　4、熱控設(shè)備電源出現(xiàn)故障

　　隨著熱工系統(tǒng)的自動(dòng)化程度不斷提高，電廠的熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟硬件設(shè)置越來(lái)越復(fù)雜，電源可靠成為熱控保護(hù)系統(tǒng)可靠的一個(gè)重要因素，但是又加入了DCS系統(tǒng)先進(jìn)的電源故障停機(jī)保護(hù)過(guò)程控制站，從而造成接插件接觸不良引起誤動(dòng)和拒動(dòng)。

　　5、由人為因素引起誤動(dòng)、拒動(dòng)

　　很多機(jī)組的熱控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試的過(guò)程中存在缺陷也會(huì)引起誤動(dòng)或拒動(dòng)。另外，因?yàn)闊峁と藛T將端子排接線看錯(cuò)、對(duì)信號(hào)進(jìn)行漏強(qiáng)制或錯(cuò)強(qiáng)制、使用萬(wàn)用表時(shí)操作不當(dāng)或是走錯(cuò)間隔等人為因素都會(huì)引起誤動(dòng)、拒動(dòng)。

　　三、熱工保護(hù)系統(tǒng)可靠性的提高措施

　　1、優(yōu)化保護(hù)邏輯組態(tài)

　　電廠的主輔機(jī)組設(shè)備中溫度、壓力、差壓、流量等熱工信號(hào)保護(hù)。這些熱控元件的接線端子松動(dòng)、產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等多種因素都會(huì)使測(cè)量元件在經(jīng)過(guò)一定周期的使用后，極易出現(xiàn)信號(hào)波動(dòng)而引起保護(hù)誤動(dòng)。對(duì)此，電廠可以增加溫度、壓力、差壓、流量保護(hù)中的加速度限制或稱斜率限制已解決類似問(wèn)題。例如增加溫度保護(hù)中的速率限制，當(dāng)溫度以每秒≥20℃的速率上升時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)閉鎖溫度保護(hù)動(dòng)作，同時(shí)在DCS系統(tǒng)中進(jìn)行報(bào)警提示，并通知相關(guān)人員進(jìn)行故障排查和檢修。通過(guò)對(duì)保護(hù)邏輯組態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，可以有效提高熱工保護(hù)系統(tǒng)的安全性和可靠性，從而降低系統(tǒng)誤動(dòng)或拒動(dòng)的發(fā)生率。

　　2、對(duì)設(shè)備試運(yùn)進(jìn)行記錄

　　電廠要對(duì)熱工保護(hù)系統(tǒng)中所用的重要硬件設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行跟蹤記錄。因?yàn)橄到y(tǒng)硬件設(shè)備是否可靠與熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性是直接相關(guān)的，所以系統(tǒng)的硬件設(shè)備必須要保證可靠，特比是保護(hù)出口卡件是否可靠尤為重要。每次保護(hù)系統(tǒng)在投入運(yùn)行前都要校驗(yàn)相關(guān)的檢測(cè)元件和卡件，在確認(rèn)卡件合格后才能夠投入使用。可是，已經(jīng)校驗(yàn)合格的系統(tǒng)檢測(cè)元件或卡件在實(shí)際應(yīng)用時(shí)依然會(huì)出現(xiàn)故障而造成設(shè)備誤動(dòng)。這種情況是因?yàn)闊峥卦O(shè)備中的電子設(shè)備在安裝時(shí)，對(duì)環(huán)境和安裝過(guò)程的要求都非常高，如果有安裝不認(rèn)真或是產(chǎn)品沒有有效保護(hù)都會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)故障，而且，有些特殊的故障存在得很隱蔽，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就很有可能忽視掉這些故障隱患。因此，為了避免引起誤動(dòng)，就一定要做好設(shè)備調(diào)試運(yùn)行的相關(guān)記錄，對(duì)保護(hù)系統(tǒng)的每一個(gè)校驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格跟蹤。

　　3、要使用技術(shù)可靠、成熟的熱控元件

　　目前，熱工保護(hù)系統(tǒng)對(duì)熱控元件可靠性的要求不斷提高，要提高DCS系統(tǒng)的可靠性就要保證采用的熱控元件技術(shù)成熟可靠。所以，電廠要以合理投資為基礎(chǔ)，選擇品質(zhì)和運(yùn)行業(yè)績(jī)良好的熱控元件，才能使系統(tǒng)的安全性和可靠性得到提高。

　　4、對(duì)機(jī)組設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)和管理

　　電廠要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的日常管理工作，對(duì)機(jī)組設(shè)備要定期進(jìn)行維護(hù)和管理，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的隱患，做好設(shè)備的日常維護(hù)和保養(yǎng)，對(duì)于系統(tǒng)的硬件設(shè)備還要做到定期更換，確保設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)良好。另外，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試以及檢修質(zhì)量要做到嚴(yán)格把關(guān)，盡可能利用冗余設(shè)計(jì)，同時(shí)要提高DCS系統(tǒng)的硬件質(zhì)量以及系統(tǒng)軟件自診斷的能力，改善和提高設(shè)備運(yùn)行地的環(huán)境條件，優(yōu)化保護(hù)邏輯組態(tài)等都可以使熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性得到有效增強(qiáng)。

　　四、結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，電廠熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性與機(jī)組設(shè)備能否安全可靠運(yùn)行有直接關(guān)系，當(dāng)然，無(wú)論設(shè)備有多幺先進(jìn)，都無(wú)法保證絕對(duì)可靠，因此，電廠要在管理體制和技術(shù)上采取積極有效的措施提高熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，從而使機(jī)組整體的經(jīng)濟(jì)性和安全性得到有效提高。