【摘要】在火力發電機組的組成中，熱工保護系統是不可或缺的一部分，該系統是否可靠直接關系到發電機組的主輔設備能否安全運行。本文結合黃島發電廠超臨界600MW機組熱工保護系統中出現的一些問題，提出提高熱工保護系統可靠性的一些措施，希望能帶給同行業人員借鑒意義。
 

　　【關鍵詞】電廠；熱工保護系統；可靠性
 

　　目前，隨著我國發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，熱工保護系統在電廠中的地位也不斷提升，已經成為發電廠的一項重要核心技術。擁有可靠的熱工保護系統可以有效降低機組運行的事故發生率，但是在實際運行發電機組時，常常有很多不可控的因素出現，使熱工保護系統出現拒動或誤動，致使機組停機，這種情況的發生會給企業造成巨大的經濟損失，同時會威脅到電網的穩定。所以，熱工保護系統的可靠性是保障發電機組安全穩定運行的關鍵。

　　一、電廠提高熱工保護系統可靠性的重要意義

　　熱工保護系統在火力發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備能否安全穩定運行起著非常重要的作用。當機組的主輔設備運行出現參數異常時，熱工保護系統會自動聯動相關設備，同時采取及時有效的措施對機組加以保護，軟化設備及機組的故障，從而避免出現重大的設備損壞甚至更嚴重的后果。可是，如果熱工保護系統本身存在故障，在機組主輔設備正常運行的過程中引起動作，會使機組主輔設備停機，這種情況被稱為保護誤動；還有一種情況為保護拒動，是在設備在運行過程中出現異常，但是熱工保護系統也出現故障而無法動作。這兩種情況的發生都會造成電廠不必要的損失或者出現事故，因此，熱工保護系統是否可靠是提高發電機組主輔設備正常運行的關鍵所在。

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

　　二、造成熱工保護系統誤動及拒動的原因分析

　　引起熱工保護系統出現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系統的軟件或硬件出現故障；熱控系統的元件故障；電源故障；電纜接線存在短路、虛接或斷路；人為造成的因素；在系統設計、安裝和調試時存在缺陷。

　　1、DCS的軟、硬件發生故障

　　為確保發電機組的運行安全穩定，電廠的熱工保護系統隨DCS系統的日益發展，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，由于加入了這些保護，會使DCS系統的信號處理卡、設定值模塊、網絡通訊以及輸出模塊等時常出現故障而引起誤動。另外，DCS系統中沒有對單點信號進行斜率保護、斷線保位等邏輯設置，也往往容易導致保護誤動。

　　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，從而出現短路、斷路、虛接引起熱工保護誤動。

　　3、熱控元件出現故障

　　如果熱控元件的質量不過關、無冗余設置及識別、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）從而導致誤發信號。由此引發的主輔設備出現保護誤動或拒動的比例很高，有些發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致的。

　　4、熱控設備電源出現故障

　　隨著熱工系統的自動化程度不斷提高，電廠的熱控系統設計軟硬件設置越來越復雜，電源可靠成為熱控保護系統可靠的一個重要因素，但是又加入了DCS系統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在設計、安裝和調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、熱工保護系統可靠性的提高措施

　　1、優化保護邏輯組態

　　電廠的主輔機組設備中溫度、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、產品質量問題、現場環境等多種因素都會使測量元件在經過一定周期的使用后，極易出現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，當溫度以每秒≥20℃的速率上升時，系統就會閉鎖溫度保護動作，同時在DCS系統中進行報警提示，并通知相關人員進行故障排查和檢修。通過對保護邏輯組態進行優化，可以有效提高熱工保護系統的安全性和可靠性，從而降低系統誤動或拒動的發生率。

　　2、對設備試運進行記錄

　　電廠要對熱工保護系統中所用的重要硬件設備的運行情況進行跟蹤記錄。因為系統硬件設備是否可靠與熱工保護系統的可靠性是直接相關的，所以系統的硬件設備必須要保證可靠，特比是保護出口卡件是否可靠尤為重要。每次保護系統在投入運行前都要校驗相關的檢測元件和卡件，在確認卡件合格后才能夠投入使用。可是，已經校驗合格的系統檢測元件或卡件在實際應用時依然會出現故障而造成設備誤動。這種情況是因為熱控設備中的電子設備在安裝時，對環境和安裝過程的要求都非常高，如果有安裝不認真或是產品沒有有效保護都會導致出現故障，而且，有些特殊的故障存在得很隱蔽，如果不能及時發現，就很有可能忽視掉這些故障隱患。因此，為了避免引起誤動，就一定要做好設備調試運行的相關記錄，對保護系統的每一個校驗過程進行嚴格跟蹤。

　　3、要使用技術可靠、成熟的熱控元件

　　目前，熱工保護系統對熱控元件可靠性的要求不斷提高，要提高DCS系統的可靠性就要保證采用的熱控元件技術成熟可靠。所以，電廠要以合理投資為基礎，選擇品質和運行業績良好的熱控元件，才能使系統的安全性和可靠性得到提高。

　　4、對機組設備進行定期維護和管理

　　電廠要加強對設備的日常管理工作，對機組設備要定期進行維護和管理，以便及時發現設備中存在的隱患，做好設備的日常維護和保養，對于系統的硬件設備還要做到定期更換，確保設備的運行狀態良好。另外，對系統的設計、安裝、調試以及檢修質量要做到嚴格把關，盡可能利用冗余設計，同時要提高DCS系統的硬件質量以及系統軟件自診斷的能力，改善和提高設備運行地的環境條件，優化保護邏輯組態等都可以使熱工保護系統的可靠性得到有效增強。

　　四、結語

　　綜上所述，電廠熱工保護系統的可靠性與機組設備能否安全可靠運行有直接關系，當然，無論設備有多幺先進，都無法保證絕對可靠，因此，電廠要在管理體制和技術上采取積極有效的措施提高熱工保護系統的可靠性，從而使機組整體的經濟性和安全性得到有效提高。