火电厂热控保护系统的可靠性分析与维 护

火电厂热控保护系统的可靠性分析与维 护

刘甲明

国家能源集团国电乐东发电有限公司 海南省乐东黎族自治县 572500

摘要：在全国生产企业中，发电厂占有重要的地位，能够有效的推动我国经济的发展。其主要的发电原理是通过使用热能转换电能的原理进行发电，在能量转换过程中由于能量负荷过大，对于运行设备会造成一定程度的损坏，所以，在发电过程中，应采取热能的实时监控与必要的防护措施，从而保证设备的正常运行，为发电厂带来更可观的效益。 关键词：热控保护系统；电厂可靠性；检修

一、概述

热工保护指机组在启停和运行过程中，出现异常情况和危险工况，发生可能危及设备和人身安全的故障时，能根据故障的情况和性质，自动地采取措施，对个别的或一系列设备进行操作处理，以消除异常和防止事故扩大的一系列动作。火电机组热工保护涉及锅炉主保护、汽机主保护、辅助设备保护及机、炉、电大连锁保护。保护系统一般由保护信号输入回路、保护逻辑运算回路和保护输出动作回路三部分组成。保护信号输入回路一般由信号源（如温度开关、压力开关、行程开关、继电器接点、其他系统输出）、输入部件和连接电缆组成。一般采用无源开关量仪表提供跳闸信号，重要保护的输入应多重化，使用2~3个检测回路或检测元件，经过二取二或三取二等逻辑处理后送出可靠的信号，联动相关联设备。保护逻辑运算回路由控制器完成（也可以由继电器组成），大机组的保护逻辑通常由专用可编程控制器或分散控制系统实现。保护输出回路一般由输出部件通过中间继电器跳闸被保护的设备，或关断/打开相应的阀门和挡板。重要的热工保护动作时，应设置有事件顺序记录，以便于事后查找分析事故原因，采取正确的处理或预防措施。

二、影响火电厂热工自动化系统正常运行的几大问题

1.火电厂的管理模式跟不上实际需求

由于很多火电厂的管理模式还沿用建厂初期所制定的方案，导致热工自动化系统上对于产出数据的判断有一定的偏差，也就影响了现场对于热工自动化系统实际状况的判断。不根据目前的工作状态及时调整和跟新企业相关的管理模式是导致热工自动化系统可靠性降低的重要原因。问题无法得以发现，也就无法及时被解决，数据真实值的偏差导致解决问题时的难度的增加。

2.对于热工自动化系统的可靠性管理不够重视

火电厂的热工自动化系统也随着时代的进步而不断的发生着改变，为了应对工厂在实际操作过程中的种种需要，热工自动化系统的使用功能也逐渐增加。功能的增加会导致使用步骤的增加，这一现象也就加大了系统出现死机崩溃等一系列故障发生的频率。因此保障热工自动化系统的可靠性是非常重要的。然而事实上一些工厂只追求实际产出的工作量，对于热工自动化系统的可靠性并不够重视，没有设置专门的管理人员及时进行安全检测和设备维修，相关工作人员的专业程度也不够。

三、火电厂热控保护系统的可靠性分析

1.采用冗余设计

当前，发电机组的热工保护系统中，比较普遍的是过程控制站的电源和CPU冗余设计，为了提高热工保护的效率，对一些执行保护的设备，如跳闸电磁阀等设备的动作也应该要监控起来，对热工保护系统中的一些比较重要的热工信号也要进行冗余设置，并且要对来自同一个样本的测点信号进行记录和有效地判断，对重要的测点进行测量，应该要将卡件分布在不同的地方，以提高系统的可靠性，对重要的测量点进行取样要对多个点进行取样，并且各个点之间要保持相对的独立，也是保证可靠性的一个重要措施，当前的取样方式多是多点并列取样的，这种方法还有待改进，热工系统的冗余设计对于查找故障并且对故障进行软化和排除都十分方便。

2.制定DCS应急处理预案

DCS的生产厂家不同，其产品质量也有很大差异，有些DCS本身质量就不过关，黑屏、死机、电源失电、通信中断等故障时有发生，自然达不到热控保护的效果。有些火电厂处理不能及时合理地处理故障，严重时会出现锅炉爆管、汽轮机大轴烧毁等事故。为了保证做到这一点，行之有效的应急处理预案是十分必要的。在实践中，绝大多数火电厂都制定了应急预案，并要求机组作业、检修和维护人员参加演练，以提高他们的应变能力。如果热控保护装置发生故障，相关人员根据掌握的技能和经验进行处理时，应急预案可以起到很好的指导作用，将事故损失降至最低。

3.实现单元机组智能控制

实现系统操作自动化的同时也在进一步向智能化发展。单元机组控制在DCS的应用，（DCS是集散控制系统，此系统综合性强。由网络、计算机、过程控制、CRT组成，可对现场进行远程控制、数据的采集、监控和记录。）很大的提高了机组的控制能力，但目前我国火电厂对单元机组控制的使用状况，离智能化还有很远的距离，随着计算机近几年控制技术的不断发展，市场上一些智能化系统也再不断出现，电厂在进一步实现智能化的道路上，应积极有效的引进这些技术，合理运用，以强化热控保护系统的可靠性。

4.应用APS技术

对火电厂各机组顺序的控制技术就是APS技术，其特点是：很少人员甚至不用人员的参与就可以执行完成复杂的操作。APS的应用可以有效的减少了人员以及人为操作失误，增强了可靠性，而且APS的应用完成了火电厂自动化，自动化的发展可以很好的提高企业的核心竞争力，所以说让APS技术在火电厂热工系统里更好的应用是火电厂重要发展方向。

四、关于提高火电厂热工自动化系统可靠性的建议

1.使用APS技术

APS控制技术的特点是可以独立完成整个热工自动化系统的复杂操作，它只需要少量的人员甚至不需要人员的参与协作。火电厂使用APS技术在某种程度上大大的节约了企业的用人成本，并能保证一定的高效性和安全性。人员参与的减少意味着失误的减少，因此APS技术的运用提升了热工自动化系统的稳定性与可靠性。目前自动化工程已经是我国工业发展的一个大趋势和核心技术，使用自动化技术不仅可以为企业带来高效率，还可以提升企业的竞争力，因此企业应当重视APS技术的使用。

2.单元机组的智能化作业

系统的操作不再简单的只是自动，智能化也是发展的一大方向。DCS是一种综合性较强，由集散控制的系统。它的组成机构包含了计算机、CRT、网络、过程控制，该系统可以的特点是可以对现场进行远程监控，对于系统上的数据可以精确的采集并记录。因此，将DCS运用于单元机组的控制上可以提升系统使用时的控制能力。智能化的操作系统是工厂单元机器组织的目标，虽然我国大部分的火电厂离智能化的操作还有很长的路要走，但随着科技的发展，市场上已经出现了一批可供企业选择的智能化技术，企业应当结合自身工厂的作业需求和条件，合理的引用高新技术，及时对员工进行操作培训，以确保热工自动化系统的正常运训，提升其可靠性。

结语：

火电厂热控保护系统的检测与维护是一项系统工程，不仅涉及到热控保护系统的设计与安全调试，还涉及到热控的测量、控制设备与逻辑的可靠性，火电作业、检修人员的技能也起着很大作用。在我国现阶段，火电厂热控装置的检修和维护在很多方面还要继续深入进行理论研究和实践摸索，使热控保护系统发挥最优效用，为我国火电厂的安全运行作出更大贡献。

参考文献: [1]苗颖.电厂热控保护系统可靠性分析[J].黑龙江科技信息,2017:114. [2]马虎平.电厂热控保护装置检修及维护探讨[J].中国电力教育,2012(27):132-133. [3]宋剑波.火电厂热控保护系统的可靠性分析与维护[J].黑龙江科技信息,2017:114.