热工控制系统保护优化分析与研究

热工控制系统保护优化分析与研究

赵敬仁

（国电建投内蒙古能源有限公司017209）

摘要：随着社会经济的发展，人们对电能的需求量越来越大，给电企的产能提出了更高要求，但就目前的电企热工控制现状而言，其控制模式已经很难适应电力工业控制单元机组的客观发展需求。文章概述了电企热工自动化控制技术，分析了电企热工自动控制技术中存在的问题，并结合多年实际工作经验提出了确保电企热工自动控制技术可靠应用的策略。

关键词：电企；热工自动化；控制技术；电力工业；电能需求

1提高热工控制系统优化的意义

热工控制系统在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）也已广泛被发电企业采用，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。所以，想要消除或减少误动和拒动，就要提高机组热工保护系统的可靠性。

2电企热工自动化控制技术应用中存在的问题

随着科技的进步，电企热工自动化水平也越来越高，热工自动控制技术的优势在实际应用中越来越明显，但在实际的生产实践中仍然还有很多问题亟待解决，其主要体现在下列两个方面：

2.1电企设备自动化水平不高

就电企热工控制系统自动化程度来说，其主要由以下方面来决定：整个电企设备中发电机组地位的高低，电网要求发电机组所能达到的水平，发电机组可控水平的高低以及能承受的最大负荷量，控制设备、测量仪表的类型情况以及质量的好坏，设计时给电企设备自动化程度水平的定位，后期的安装质量的好坏等，最终电企设备自动化控制的效果如何，在很大程度上还受到电企自身运维管理水平的影响。

2.2单元机组控制、DCS一体化水平不高

由大量的电企机组运行情况我们可以发现，目前电厂单元机组的主要技术指标就是炉机电融一体化水平，现代电企应用DCS技术之后，由于DCS技术的安全可靠性本身就比较高，因此DCS技术可以大大提高电企热工自动化控制系统的控制水平，使电企的单元机组格局更完美。

2.2.1炉机电控制。过去在建设电站时，人们通常都是单独建设变压器机组、生产电能的设备、监控电企用电的系统等，然而自电企采用了自动化控制技术后，集中控制模式成为了主要的建设方向。此外，由于炉机电分管制是当前电企主要采用的发电站运行操作管理模式，所以电企的炉机设备必须与电企的其他系统设备分离开来。

2.2.2DCS一体化功能覆盖。DCS功能一体化的实现，要以现代化的网络通信技术为前提，把DCS作为系统的主体，最终使数据的传输与共享更加便捷、更高效，简化整个系统，通过大大降低电企工人操作电企设备的次数，使值班人员的工作强度得到降低，进而实现电企的安全、高效生产。

3、提高热工控制系统优化保护措施

3.1增强从业人员的专业技能与风险意识。定期组织技术讲课，提高热工从业人员的技能并树立其风险意识，杜绝单人作业，当两台机组的电子设备间互通式，应设置明显的提示和警告标识，将人为的因素降至最低。

3.2严格执行设备的定期维护，建立完善的设备维护台账。加强对现场设备的日常管理工作，严格执行定期维护工作，建立并完善设备维护台账，及时发现设备存在的隐患，做好维护和保养工作。利用机组停运的时机对保护回路进行传动试验。

3.3采用技术成熟、质量可靠的元件。目前热工保护系统对热控元件可靠性的要求不断提高，要提高其可靠性就要保证采用的热控元件技术成熟、质量可靠。由于控制系统的不断发展，热控设备的投资也“水涨船高”，切不可为了算经济账而“因小失大”。在合理的投资下要选用质量可靠、口碑较好的设备，才会达到高“性价比”。

3.4提高DCS（分散控制系统）的抗干扰能力。DCS（分散控制系统）的抗干扰能力，是关系到整个控制系统能否可靠运行的关键。从系统的接地、电缆的抗干扰、信号的防干扰等方面入手，可以有效的提高系统的抗干扰能力。系统应正确的选择接地点，完善接地系统。应采用直接一点接地的接地方式，接地点必须与强电设备接地点相距10米以上。信号电缆应选用铠装屏蔽电缆，降低动力线产生的电磁干扰。信号电缆应按传输信号种类分层敖设，严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号，避免信号线与动力电缆靠近平行敖设，以减少电磁干扰。信号电缆的屏蔽层应单端接地。

3.5对控制逻辑进行优化。对控制系统中的保护回路进行优化设计，尽量避免单点保护，采用“三取二”、“三选中”等思路，尤其是温度保护，受元件质量、现场环境、接线松动等各种因素的影响，极易出现信号的跳变。所以在保护回路的设计中应采用速率限制，质量判断，并增加声光报警，以便第一时间发现故障，及时处理，消除隐患。

3.6提高和改善就地设备的运行环境。就地热控设备应尽量避免受潮、受热、腐蚀，尽量远离热源、辐射源，高纬度地区的机组还应注意现场设备的防冻，对取样管和仪表柜应加装伴热系统。

3.7集中配置单元机组

在电厂热工自动控制过程中，实现各种参数的测量、处理各种信息数据还有控制与报警等，都主要靠的是自动化仪表以及自动控制设备来完成的。从某种程度上说，电厂热工自动化控制技术有助于电厂热工装置安全可靠性的确保，对电厂工人的劳动强度可以不断进行改善，有利于整个电厂机组的经济运行。就电厂热工自动化控制系统来说，其构成主要是由一台或两台单元机组，一些小型电子设备构成了电厂热工自动控制系统的电子室。近年来，在我国社会经济飞速发展的带动以及科技水平不断提高的促进下，建设的电厂热工集控室的规模也越来越大，一些可以集合全电厂机组的超大型控制室也开始陆续出现，这样非常有利于电厂单元机组电子设备的集中配置，同时也保证与优化了电厂热工自动化控制技术的应用。

3.8对重要保护配备硬手操。对于一些重要的保护回路，应合理配备硬手操，以防分散控制系统失灵的情况下对机组运行设备失控。此时通过人工操作，来直接作用于现场设备来达到保护设备的目的。例如MFT（主燃料跳闸）和ETS（汽轮机危急遮断系统）的硬手操，可以实现在DCS（分散控制系统）失灵的时候对锅炉和汽轮机的保护功能。

3.9增加DCS（分散控制系统）硬件的自诊断报警功能，严格控制电子设备间的温度和湿度，保证电子设备的运行环境。

结束语：

4结束语

电企热控系统繁杂，涵盖内容多，如果产生故障，不但对电企的正常运行有影响，并且还会造成大量的人员伤亡。所以需从大型火电发电机组总体出发，使故障诊断与检测能高效、全面和准确的实现。故障的类别用单一的频谱变化来进行判断，故障诊断性能得到了较大的提高。文章只是进行了初步的研究，还需要大量的试验进行进一步的验证。

参考文献：

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[2]闫超,张兰华,林蕾.OVATION系统热工控制回路切换扰动分析及优化[J].电力安全技术,2016,03:46-49.

[3]刘武斌.DCS在电厂热工控制系统中的应用研究[J].企业技术开发,2016,13:75-76+79.