【摘要】在火力發(fā)電機組的組成中，熱工保護系統(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)電機組的主輔設(shè)備能否安全運行。本文結(jié)合黃島發(fā)電廠超臨界600MW機組熱工保護系統(tǒng)中出現(xiàn)的一些問題，提出提高熱工保護系統(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；熱工保護系統(tǒng)；可靠性
 

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

　　一、電廠提高熱工保護系統(tǒng)可靠性的重要意義

　　熱工保護系統(tǒng)在火力發(fā)電機組中的意義重大，是一個不可或缺的組成部分，其可靠性對于機組的主輔設(shè)備能否安全穩(wěn)定運行起著非常重要的作用。當(dāng)機組的主輔設(shè)備運行出現(xiàn)參數(shù)異常時，熱工保護系統(tǒng)會自動聯(lián)動相關(guān)設(shè)備，同時采取及時有效的措施對機組加以保護，軟化設(shè)備及機組的故障，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?，如果熱工保護系統(tǒng)本身存在故障，在機組主輔設(shè)備正常運行的過程中引起動作，會使機組主輔設(shè)備停機，這種情況被稱為保護誤動；還有一種情況為保護拒動，是在設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)異常，但是熱工保護系統(tǒng)也出現(xiàn)故障而無法動作。這兩種情況的發(fā)生都會造成電廠不必要的損失或者出現(xiàn)事故，因此，熱工保護系統(tǒng)是否可靠是提高發(fā)電機組主輔設(shè)備正常運行的關(guān)鍵所在。

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

　　二、造成熱工保護系統(tǒng)誤動及拒動的原因分析

　　引起熱工保護系統(tǒng)出現(xiàn)誤動和拒動的原因有很多，較為常見的原因大致有以下及項：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、安裝和調(diào)試時存在缺陷。

　　1、DCS的軟、硬件發(fā)生故障

　　為確保發(fā)電機組的運行安全穩(wěn)定，電廠的熱工保護系統(tǒng)隨DCS系統(tǒng)的日益發(fā)展，紛紛將BMS、CCS、DEH、FSSS等過程控制站和對CPU故障時的停機保護納入DCS系統(tǒng)，由于加入了這些保護，會使DCS系統(tǒng)的信號處理卡、設(shè)定值模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊以及輸出模塊等時常出現(xiàn)故障而引起誤動。另外，DCS系統(tǒng)中沒有對單點信號進行斜率保護、斷線保位等邏輯設(shè)置，也往往容易導(dǎo)致保護誤動。

　　2、電纜接線短路、斷路、虛接

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

　　3、熱控元件出現(xiàn)故障

　　如果熱控元件的質(zhì)量不過關(guān)、無冗余設(shè)置及識別、或是存在元件老化和單元件工作等情況時，就會出現(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。由此引發(fā)的主輔設(shè)備出現(xiàn)保護誤動或拒動的比例很高，有些發(fā)電廠甚至有一半的機組誤動和拒動是因為此類熱控元件故障導(dǎo)致的。

　　4、熱控設(shè)備電源出現(xiàn)故障

　　隨著熱工系統(tǒng)的自動化程度不斷提高，電廠的熱控系統(tǒng)設(shè)計軟硬件設(shè)置越來越復(fù)雜，電源可靠成為熱控保護系統(tǒng)可靠的一個重要因素，但是又加入了DCS系統(tǒng)先進的電源故障停機保護過程控制站，從而造成接插件接觸不良引起誤動和拒動。

　　5、由人為因素引起誤動、拒動

　　很多機組的熱控系統(tǒng)在設(shè)計、安裝和調(diào)試的過程中存在缺陷也會引起誤動或拒動。另外，因為熱工人員將端子排接線看錯、對信號進行漏強制或錯強制、使用萬用表時操作不當(dāng)或是走錯間隔等人為因素都會引起誤動、拒動。

　　三、熱工保護系統(tǒng)可靠性的提高措施

　　1、優(yōu)化保護邏輯組態(tài)

　　電廠的主輔機組設(shè)備中溫度、壓力、差壓、流量等熱工信號保護。這些熱控元件的接線端子松動、產(chǎn)品質(zhì)量問題、現(xiàn)場環(huán)境等多種因素都會使測量元件在經(jīng)過一定周期的使用后，極易出現(xiàn)信號波動而引起保護誤動。對此，電廠可以增加溫度、壓力、差壓、流量保護中的加速度限制或稱斜率限制已解決類似問題。例如增加溫度保護中的速率限制，當(dāng)溫度以每秒≥20℃的速率上升時，系統(tǒng)就會閉鎖溫度保護動作，同時在DCS系統(tǒng)中進行報警提示，并通知相關(guān)人員進行故障排查和檢修。通過對保護邏輯組態(tài)進行優(yōu)化，可以有效提高熱工保護系統(tǒng)的安全性和可靠性，從而降低系統(tǒng)誤動或拒動的發(fā)生率。

　　2、對設(shè)備試運進行記錄

　　電廠要對熱工保護系統(tǒng)中所用的重要硬件設(shè)備的運行情況進行跟蹤記錄。因為系統(tǒng)硬件設(shè)備是否可靠與熱工保護系統(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，特比是保護出口卡件是否可靠尤為重要。每次保護系統(tǒng)在投入運行前都要校驗相關(guān)的檢測元件和卡件，在確認(rèn)卡件合格后才能夠投入使用?？墒?，已經(jīng)校驗合格的系統(tǒng)檢測元件或卡件在實際應(yīng)用時依然會出現(xiàn)故障而造成設(shè)備誤動。這種情況是因為熱控設(shè)備中的電子設(shè)備在安裝時，對環(huán)境和安裝過程的要求都非常高，如果有安裝不認(rèn)真或是產(chǎn)品沒有有效保護都會導(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，就一定要做好設(shè)備調(diào)試運行的相關(guān)記錄，對保護系統(tǒng)的每一個校驗過程進行嚴(yán)格跟蹤。

　　3、要使用技術(shù)可靠、成熟的熱控元件

　　目前，熱工保護系統(tǒng)對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)和運行業(yè)績良好的熱控元件，才能使系統(tǒng)的安全性和可靠性得到提高。

　　4、對機組設(shè)備進行定期維護和管理

　　電廠要加強對設(shè)備的日常管理工作，對機組設(shè)備要定期進行維護和管理，以便及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的隱患，做好設(shè)備的日常維護和保養(yǎng)，對于系統(tǒng)的硬件設(shè)備還要做到定期更換，確保設(shè)備的運行狀態(tài)良好。另外，對系統(tǒng)的設(shè)計、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，同時要提高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)備運行地的環(huán)境條件，優(yōu)化保護邏輯組態(tài)等都可以使熱工保護系統(tǒng)的可靠性得到有效增強。

　　四、結(jié)語

　　綜上所述，電廠熱工保護系統(tǒng)的可靠性與機組設(shè)備能否安全可靠運行有直接關(guān)系，當(dāng)然，無論設(shè)備有多幺先進，都無法保證絕對可靠，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系統(tǒng)的可靠性，從而使機組整體的經(jīng)濟性和安全性得到有效提高。