火電廠熱工自動化DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展分析

Summary：隨著熱工控制技術(shù)的發(fā)展和進步，因火電廠熱工保護控制系統(tǒng)原因引發(fā)的非停事件逐年減少。近年來，某發(fā)電集團因熱工控制系統(tǒng)故障或者熱工專業(yè)管理不完善引發(fā)的設(shè)備跳閘或機組非停事件占有一定比例。熱工保護控制系統(tǒng)包括檢測工藝系統(tǒng)的測量元件、分散控制系統(tǒng)（DCS）或可編程邏輯控制器（PLC）的輸入/輸出模件、電源模件、控制器、保護動作回路、控制邏輯和被控對象。保護系統(tǒng)的任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，都會影響保護系統(tǒng)的可靠性。因此，從機組設(shè)計、安裝以及機組轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)后的檢修維護等階段開展熱工保護控制系統(tǒng)可靠性管理至關(guān)重要，尤其是機組基建期間的可靠性管理。Keys：火電廠熱工自動化：TM621

：A引言企業(yè)的正常運行、人們?nèi)粘５墓ぷ魃畹确矫娑寂c電力行業(yè)息息相關(guān)，電力是促進我國社會經(jīng)濟發(fā)展的前提條件，電力行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和改革能夠推動我國城市化建設(shè)和發(fā)展。電力行業(yè)是我國社會經(jīng)濟發(fā)展的第二產(chǎn)業(yè)，為國民提供了工作機會，在解決就業(yè)問題方面有著關(guān)鍵性的作用。火力發(fā)電是我國主要的發(fā)電方式，目前，火電廠運用的燃料主要是煤炭，煤炭燃燒后會污染環(huán)境。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，火電廠裝備得到優(yōu)化和升級，熱控自動化保護裝置誕生。熱控自動化保護裝置使火電廠的熱力測量、保護等工作不再需要人工操作，可以在保證經(jīng)濟效益的同時，達到綠色環(huán)保的目的。鑒于此，必須加強對火電廠熱控自動化保護裝置的檢修與維護工作。1保護控制系統(tǒng)可靠性要求1.1保護控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計原則保護應(yīng)防止誤動和拒動。保護動作要求及時性和快速性，保護系統(tǒng)可靠性設(shè)計應(yīng)滿足以下要求：（1）嚴(yán)格區(qū)分設(shè)備的保護和聯(lián)鎖指令信號。保護指令采用長信號，聯(lián)鎖指令采用脈沖信號。（2）保護信號對可靠性要求高。取樣點選取、測點安裝時應(yīng)真實反映被控對象測量值，避免因設(shè)備或系統(tǒng)故障發(fā)生時引起保護誤動和拒動。嚴(yán)格區(qū)分設(shè)備故障報警和保護信號。送風(fēng)機、引風(fēng)機、一次風(fēng)機等輔機的濾網(wǎng)差壓高信號只作報警，不參與保護；高壓電動機電機線圈溫度信號不作設(shè)備跳閘條件，只作為超溫報警和設(shè)備的啟動允許條件。（3）用于重要聯(lián)鎖保護的通信網(wǎng)絡(luò)傳送開關(guān)量信號，需要通過增加延時或增加硬接線的方式確保信號的可靠，減少或消除瞬時干擾造成的保護誤動作。對重要的網(wǎng)絡(luò)通信信號設(shè)置品質(zhì)判斷保護、報警。重要的輔機設(shè)備聯(lián)啟對設(shè)備啟停和重要開關(guān)量信號動作設(shè)置事件追憶功能。（4）設(shè)置控制朝著設(shè)備故障安全方向動作的原則。氣動抽汽逆止門失氣朝著關(guān)閉方向動作。（5）信號抗干擾濾波處理。對模擬量信號，如壓力等參數(shù)做保護時，需要根據(jù)其特點和工程的實際情況進行慣性濾波處理，減少干擾信號對控制系統(tǒng)的影響，提高信號的準(zhǔn)確性。（6）用于重要保護的三重冗余模擬量信號，設(shè)置故障信號切除功能，當(dāng)一點信號故障時，自動轉(zhuǎn)換成二取一的判斷方式；當(dāng)兩點信號故障時，轉(zhuǎn)換成一取一的判斷方式；當(dāng)三點均故障時，保護動作。（7）空壓機等輔機設(shè)備輸出控制指令應(yīng)為短脈沖指令，防止控制系統(tǒng)或者輸出卡件故障使用長指令引起設(shè)備跳閘的發(fā)生[1]。1.2檢修、維護可靠性要求熱工保護控制設(shè)備種類繁多、設(shè)備分布廣，熱工測點信號易受測量元件變送器故障、接線松動、信號斷線、信號干擾等因素的影響?？刂圃O(shè)備維護要求對控制設(shè)備做好防護措施。因此，需要從設(shè)備維護、過程管控、安全防范等方面做好各項工作。（1）熱工保護控制系統(tǒng)維護。在DCS維護中對溫濕度、灰塵等嚴(yán)格控制，滿足技術(shù)規(guī)程要求，減少設(shè)備劣化傾向。定期檢查DCS控制系統(tǒng)各電源、控制器、卡件等運行狀態(tài)。定期開展DCS控制系統(tǒng)性能測試，并進行綜合性能評估。對于達到使用年限要求的DCS控制系統(tǒng)，根據(jù)性能評估結(jié)果，綜合考慮實施控制系統(tǒng)改造。在保護回路故障處理時，嚴(yán)格執(zhí)行熱工保護投退管理要求和正確的故障處理步序。在處理過程中防止走錯間隔，誤動其他保護系統(tǒng)。（2）保護控制設(shè)備檢修和技改。根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境條件開展設(shè)備治理。處于高溫區(qū)域的現(xiàn)場設(shè)備，除選用耐高溫電纜外，在機組檢修期間開展重點區(qū)域的絕緣測試，防止機組在運行期間因電纜絕緣下降造成信號干擾。利用機組檢修機會開展隱蔽性測點檢查。通過對同類型熱工事故案例分析總結(jié)，開展熱工設(shè)備可靠性治理和設(shè)備隱患排查工作。定期對運行年久的保護系統(tǒng)取樣管路、保護裝置進行檢查，防止因取樣管路發(fā)生銹蝕穿孔導(dǎo)致管路不嚴(yán)密、真空低等保護誤動?，F(xiàn)場保護系統(tǒng)采用變送器、控制柜應(yīng)設(shè)置明顯醒目的標(biāo)志，防止人為誤碰造成保護誤動[2]。2就地設(shè)備熱工現(xiàn)場設(shè)備是熱工控制系統(tǒng)整體的薄弱環(huán)節(jié)，其準(zhǔn)確性、安全性和可靠性往往直接決定了控制系統(tǒng)的整體質(zhì)量?，F(xiàn)場環(huán)境導(dǎo)致的不少設(shè)備問題都具有規(guī)律性和相似性，且大部分都可以通過預(yù)控措施避免，應(yīng)引起維護人員的高度重視。1）對于能直接切斷工質(zhì)導(dǎo)致機組介質(zhì)和能量不平衡非停的關(guān)鍵電動執(zhí)行器，保證安全的前提下可部分選擇非智能型設(shè)備，謹(jǐn)慎選擇其短指令自保持功能，無緊急隔離需求且在線有誤動作隱患的，以及有明確可控的使用周期規(guī)律的，可在機組啟動后采取停電等強制措施。2）對于氣動執(zhí)行器要高度重視氣源品質(zhì)保證措施，防止壓縮空氣露點不滿足要求，因帶水局部聚集疊加冬季低溫導(dǎo)致閥門異常。同時，配套的過濾減壓閥、保位閥等附屬設(shè)備的檢修更換標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于主設(shè)備，重要設(shè)備的電磁閥可考慮雙電磁閥或冗余線圈電磁閥控制。3）一些機組DEH調(diào)門同時設(shè)計有伺服閥和獨立的AST遮斷電磁閥（AST電磁閥油路與伺服閥共用油路），當(dāng)遮斷滑閥異?？瓡r，存在EH油路短路的可能。此時極易使EH油母管失壓而造成機組跳閘。除加強油質(zhì)管理和檢修質(zhì)量管理外，可考慮增加調(diào)門指令和反饋偏差大，實際閥位較小。該調(diào)門兩個AST遮斷電磁閥均未動作、EH母管油壓偏低條件同時滿足時，將該調(diào)閥的閥限由110%快降到0%，隨后單獨遮斷該調(diào)門，避免故障擴大。4）變頻器在現(xiàn)場的應(yīng)用十分廣泛，應(yīng)設(shè)置變頻器控制接口信號異常時的安全控制方式。為防止變頻器控制部分死機故障導(dǎo)致負(fù)載失控，可引入高壓開關(guān)電流等信號作為判斷條件，當(dāng)變頻器正常運行開關(guān)電流有效且明顯低于正常工作理論值后，可延時觸發(fā)保護。5）現(xiàn)場重要系統(tǒng)的熱工獨立控制裝置需謹(jǐn)慎選擇并確?？煽啃裕芗{入DCS系統(tǒng)控制或改造為PLC控制的設(shè)備可討論其安全性和可行性，盡量不設(shè)計復(fù)雜的就地硬接線控制回路，避免設(shè)計就地實現(xiàn)的允啟、閉鎖、聯(lián)鎖保護等功能回路。6）熱工就地重要設(shè)備在基建期可根據(jù)實際安裝情況變更設(shè)計增加必要的防護設(shè)施，在檢修中要與其他專業(yè)提前溝通，做好熱工設(shè)備的防踩踏、防砸碰、防割焊、防進水等措施，特別要防止其他專業(yè)人員私自拆裝、修理、調(diào)校、撥弄熱工設(shè)備和儀表[3]。結(jié)束語熱工專業(yè)在火電廠降非停管控中的作用十分重要，熱工專業(yè)存在的隱患既有區(qū)別也有共性，可行的預(yù)控措施雖不是萬無一失但也切實有效，主要都是靠提高本質(zhì)安全來提升設(shè)備可靠性，靠提高系統(tǒng)容錯性來提升抵御風(fēng)險能力，靠提高作業(yè)規(guī)范性來提升人員的維護水平。相信通過熱工人員不斷努力和不懈堅持，同時緊跟形勢調(diào)整思路，優(yōu)化方法，守住底線，一定能確保機組的安全穩(wěn)定運行。Reference：[1]陳峰.火電廠熱工自動化DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展分析[J].電子技術(shù)與軟件工程,2018(22):99.[