热控系统故障的统计分析及对策

热控系统故障的统计分析及对策

宋丹凤

中国电建集团河南工程有限公司 河南 郑州 450007

摘要：通过统计分析热控系统异常，发现异常发生原因多种多样，造成这种情况的原因也较为复杂，因此，要全面分析故障发生原因并采取针对性的解决措施，才能提高设备运行可靠性，减少异常现象。

关键词：热控系统；故障；对策

引言

热控系统是电厂安全、稳定运行的重要保障，随着机组容量不断增大，热控设备故障频发，严重影响机组的安全运行。统计和分析热控系统异常能够为后续的热控系统维护及改造提供宝贵的经验。

1电厂热控系统的主要构成

当前电厂的热控系统主要是利用DCS系统对汽轮机、各类仪表、锅炉装置，以及相关的介质管道等进行自动控制。DCS系统根据机组实际运行要求，采用分级子系统的形式对电厂的设备进行自动化控制，确保火电机组安全运行，其主要分为现场控制单元和操作站单元。在现场控制单元中，各个支路和总线的物理连接是通过插板箱来实现的，这样也就实现了子系统和控制中心的信息通信。操作站单元主要用来提供人机交互操作接口和显示子系统单元设备的运行状况，并显示其运行数据。设备运行参数的调整、设备工况报表的打印，以及异常工况的预警等都需要利用操作站来完成。

2热控系统故障的统计分析

2.1热控元件故障

热控元件故障除了元件本身的质量不达标外，外部环境干扰也有可能引发热控元件故障，导致系统保护误动，影响设备安全及机组运行。比如，在汽轮机组的控制单元中，为防止汽轮机超速运转，通常用测量仪表来测量汽轮机的转速及压力数据，但如果仪表受到外界信号干扰的话，其感应示数的灵敏度就会受到影响，回传的检测信息就会失真，有可能导致汽轮机组出现拒动或误动。此外，热控元件还可能由于安装不当或者长期运行更换不及时出现老化情况，导致误动或拒动。某火电厂机组在运行中出现轴承振动保护装置动作，导致机组跳闸。经热控人员检查发现，由于一个高压调门反馈装置安装不牢，使反馈出现失灵情况，导致该侧的调门出现突然关闭。这样的话，汽轮机两侧的配汽出现不均衡，导致保护误动。

2.2外部环境因素的影响

（1）外部环境因素包括设备选型不当、环境温度过高或过低，其中，外部环境温度过高或过低占比较大。设备选型不当、环境温度过高或过低都会使控制系统的安全受到威胁。在控制系统选型时，应从技术上保证系统能够满足最大的运行稳定性、可靠性和经济性。但在具体工程设计时通常会发生与运行参数不符或与实际使用相矛盾的情况，而且这种情况发生的概率较大。

（2）影响控制系统的因素主要有温度变化和湿度变化。温度变化影响主要有：由于控制系统的核心设备是仪表，当仪表周围环境温度过高，如超过50℃时，会导致仪表无法工作或逻辑失灵；当周围环境温度过低时，会导致控制器中的程序及数据无法显示或响应时间太长。当控制系统所处环境较潮湿时，也会导致控制系统设备故障。（3）电力生产的特殊性质，如粉尘、气体污染物的排放都会污染周围环境，同时受自然环境的影响，如风力、雨水、降温等也可能导致设备工作不正常。

2.3电缆线路接线故障

（1）热控测量信号传输各种各样的电子元件设备以及其他相关的机械设备，这些元件以及其他设备在工作过程中都需要经过电路设备来开展实际管理与相关控制工作。但在实际工作过程中，通常会出现一些故障，比较常见的是电缆断路或是因设备之间的接线而出现短路的情况。（2）在电厂中，这些常见问题大多都是因为工作人员在工作期间未遵循用电规范而造成的，如果是一些不太严重的问题，可能会给电厂的平稳运行造成一定不良影响，但若是一些较为严重的故障问题，会给电厂带来巨大风险。（3）可能是因电缆在施工过程中线路之间存在接触不良而造成的短路，以及没有对接头处进行防水的保护措施，电缆长时间在外部环境下，电缆表层的绝缘体很有可能会被破坏，在一些下雨天气就极有可能出现漏电或短路情况。

3热控系统故障的解决对策

3.1严格管理热控设备质量

为了有效避免电厂热控DCS控制保护回路出现误动作，需要严格管理热控设备质量，选择具有较高品质和性能的设备，以确保设备的可靠性和稳定性。在采购热控设备时，可以从供应商的信誉度、产品质量和售后服务等方面进行评估和筛选，严格执行采购程序，落实供应商管理制度，确保供应商符合要求、产品质量有保障。

3.2系统硬件总体构成组态

硬件组态主要基于DCS相关硬件设备在通信、电气方面的逻辑关系，进行组态设计。如可将DCS系统组态功能菜单设定为系统配置、配置文件生成、系统配置限制及系统退出等。其中系统配置主要包括工程师、操作工及I/O控制站站号范围设定。工程师站配置可通过系统功能图标点击进入配置页面，允许设置内容包括报警方式、警报级别、打印机型号选择、口令、LAN网址、站名等。而I/O配置主要分为有冗余和无冗余两种不同形式，详细子配置画面可设计为比其余二类站多一个“I/O模板配置”功能，在点击该图标时，系统会立即弹出相应的子页面，以便于工作人员进行详细参数配置。子画面允许配置内容主要包括端子板型号、模板型号、槽位号、机箱号、机柜号等，并设置增加、修改、删除、查询、退出、完成、前一页、后一页等几个不同功能键。此外，当电机系统配置生产图标时，系统将结合当前参数配置情况自动生成内部实际配置数据文件，并自动实现数据库编译、配置文件生成及回路控制编译等功能模块，进而保障配置文件生成数据的时效性和准确性。某发电厂机组DCS设计系统结构，如图1所示。

图1某发电厂机组DCS分散控制系统架构图

3.3做好检修维护

做好日常的检修维护工作能及时消除设备元件的不安全状态，做到防患于未然，让设备元件处于良好的工作状况，提高热控系统的稳定性。停机检修时，重点排查易发生故障部位，加强对一次元件的检查，查看接线部位有无松动、虚接等情况，端子有无松动情况等。对于处于运行环境粉尘较多的设备元件进行清扫，并安装隔尘罩。检查热电偶或热电阻接线情况，有无松动或断路。检查轴承轴向振动值是不是在正常范围内，轴承油封的密封情况是否良好。检查电缆绝缘是不是良好，有无破损情况，插头有无松动，重点检查电缆接头、公用线环路连接等情况。检查电源是否良好，电压稳定度、频率稳定度是否达标，及时更换电源。定期对热控测量仪表进行校验，可利用在线状态核对方式对仪表进行检查，再对零点和运行点核对不达标的单体仪表进行校准。检修完成后，在机组启动前，要对热控系统进行全面地检查和试验，确保各项指标能够达到运行要求。

3.4加强可靠性管理

机组非停是火电企业电量、效益损失的重要原因。以某集团为例，2022年因机组非停而造成的电量损失达50亿千瓦时，影响售电收入超过15亿元。非停机组面临电网考核、机组重新启动燃料费、水费、环保费等耗用以及设备损耗的增加。每次非停都会给电厂带来巨大的经济损失，少则几十万，多则上百万。树立零非停目标，做好机组非停管理工作，减少机组非停造成的损失，是火电企业降本增效的重要途径和具体举措。

结束语

本文通过分析热控系统故障统计，从管理维护角度提出了防范措施，经实际应用，对于提高热控系统可靠性、降低异常障碍起到了积极作用。同时加强设备维护、检修，完善管理体系、提高技术水平和实时监控、数据分析等方面的工作，能有效控制热控系统故障，保障企业生产运行的安全稳定。

参考文献

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[2]梁枭.电厂热控自动化系统运行的稳定性研究[J].中国设备工程,2022,(20):143-145.

[3]林木.电厂热控自动化系统运行的稳定性分析[J].技术与市场,2022,29(01):98-99.