摘要：任何设备在运行的情况下都有可能会出现一些突发状况，这极有可能导致设备瘫痪，若不进行及时的处理将会使事故进步扩大。热工设备保护系统的构建能够及时处理机组启动、停止以及运行过程中出现的问题，这对于火电厂的长久发展具有非常积极的意义。本文通过对火电厂热工设备保护系统进行分析，为其优化提供一定的建议，有效提升了系统的可靠性。
关键词：火电厂；热工设备；保护系统优化
随着生产水平的提升，我国对电的需求也大量增加，火力发电可以有效满足电量上的需求，这对我国的发展也具有非常积极的意义。但热工设备的运行过程会出现无法预测的状况，一旦发生一些问题将会使产电无法正常进行，而且产电过程对设备的损耗也比较严重。热工设备保护系统的构建有效改善了众多问题的产生，但该系统需要进行优化，这能够使火电厂更加长久、安全的发展。
一、火电厂热工设备保护系统硬件组成
火电厂热工设备保护系统的构成离不开硬件部分的参与，而且该部分能够进行有效的数据采集，这对于设备的状态监测非常重要。控制器、测量元件、输入、输出模件以及保护执行回路都是硬件部分的组成成分，这才能够使保护工作可以进行。通过这些元器件可以将火电厂整个机组设备的运行、工作状况检测出来，而元器件获取到的设备的信息就是判断机组设备运行状态的重要数据[1]。收集到的数据一般都会被上传到控制器中，该过程的进行需要输入模件，然后再利用算法进行控制信号的发送，通过输出模件将控制指令输出，并在保护执行回路进行指令的执行。保护执行回路能够将指令信号进行分析，然后在根据这些信号对设备出现的异常情况进行有效的处理，这样能够将潜在的问题、威胁清除，从而使机组能够稳定运行，这也有效保护到了机组运行中各个系统，像DEH、OPC、ATSC、CCS、ETS等等。这些硬件组成有效保护了机组设备，对火电厂的产电工作的进行具有良好的保障作用[2]。
二、火电厂热工设备保护系统存在的问题
（一）DCS分散控制系统软硬件故障
在热工保护系统中软硬件非常重要，其对系统维护性能的影响也非常大。火电厂机组设备稳定、安全工作状态的保持需要DCS分散控制系统，但软硬件控制不当会使该系统故障出现，这会引起IF常性[3]。而且对于DCS分散控制系统来说，这种软件或硬件故障问题将常出现，这严重影响了机组设备工作。因为DCS分散控制系统经常出现故障，这很有可能会使机组设备受到一定的影响，所以需要对该系统进行优化。可在热工设备保护过程中加入过程控制器，这样能够避免两个CUP发生故障无法进行保护工作。
（二）热控元件使保护系统误发信号
热工保护系统非常容易受到热工元件的影响，这非常容易造成信号的误发，从而导致机组设备的工作无法顺利进行。主、辅机保护误动，拒动比例大等都是会出现的问题，这也减弱了保护系统的作用。此外，热控元件的老化也会使保护系统异常。还有，热工元件存在故障也会使保护系统出现问题，温度、流量、阀门位置、压力元件等误发信号会使热工保护误动拒动，这对工作的顺利进行造成了一定的阻碍作用。
（三）线路连接存在问题
线路连接在电气控制系统中具有非常重要的地位，而且对于大型机组来说，线路的连接更是相当重要，其线路连接会用到大量的电缆，各个形式的线缆都有，较为复杂。而一旦线路连接不合理、不科学将会给后续工作带来一定的阻碍。电路发生短路、短路等问题后都无法尽快发现问题产生的位置，这十分不利于维护、检修工作的进行，从而使保护系统产生故障。线路连接出现问题将会使热工设备的保护系统无法正常运行，从而使整个系统的工作受到影响。线路上问题产生的原因与线路老化、进水、绝缘层被破坏等存在一定的联系。
（四）设备电源故障
热工保护系统中会加入DCS系统，这与热控自动化水平的提升具有非常紧密的联系。而其中过程控制站电源故障停机保护是一大组成，这样就造成了电源故障导致的保护系统误动、拒动次数的增加，影响到了系统的正常工作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而且电源接插件接触不良以及电源系统设计的可靠性低都会造成停机保护。所以大型机组设备需要将电源系统进行精密、科学的设计，这样不仅能够使电源能够安全稳定的工作，还能够使系统的性能得以提升。
保护系统经常会出现误动拒动的情况，这也与人为因素具有一定的联系。操作失误会直接使保护系统误动、拒动。而且机组热工设备设计、安装、调试等方面存在缺陷也会使保护系统出现这种情况。
三、热工设备保护系统优化对策
热工保护系统产生故障对热工设备的正常工作产生很大的影响，这也会给火电厂的正常供电带来很多不便，从而使自身利益受损。所以说进行保护系统的优化非常必要，这能够在确保机组正常工作的情况下高效工作。
（一）开关容错优化
热工设备保护系统离不开开关容错模块的设计，该设计也是在设备、工艺的要求上进行。在开关设计上存在一定的问题，其中变送器、继电器、逻辑开关等设备都是保护系统的重要组成，而其寿命、可正常工作时间、质量等都会对保护系统的工作产生一定的影响。而一旦这些硬件出现问题将会使热工设备保护系统发送错误信号，从而造成了误动、拒动。这些问题的产生都与开关容错没有进行优化有关。进行开关容错优化可以有效改善出现的问题，这需要在设计开关系统逻辑时进行相关优化。首先要将设备可能出现的问题进行分析，然后再将这些问题进行处理，进行逻辑措施的制定使控制更加有效。当然这离不开开关容错控制技术，该技术能够对故障进行科学、合理的检测、识别等，这样能够有效提升系统的容错性，这大大提升了系统的稳定性与可靠性。变送器、执行器等故障的产生都需要容错控制技术进行分析，辨别，而该过程离不开相关参数数据的收集。该技术需要测量电机线圈中的温度与轴承的温度，一旦温度超出正常值范围就会触发保护动作，使保护系统产生反应。此外对回路状况进行检测也非常必要，这能够使误动、拒动情况的产生得到有效处理。而且当回路工作状况出现问题时，检测系统就会进行报警，从而使问题的处理更加高效。容错不仅仅可用于温度控制，也能够在压力、风量保护系统中得到应用，这使误动、拒动现象得到有效改善。
（二）逻辑代数优化
火电厂热工设备保护系统故障的产生与硬件离不开干系，但是在逻辑上也会存在一定的缺陷，所以进行逻辑代数优化对保护系统具有非常积极的意义。在热工设备保护系统中往往没有应用到PLC、DCS等系统的逻辑电路造成了控制回路比较复杂。通过逻辑代数优化的措施能够有效提升对回路的设计与分析能力水平，这也使相关操作得以简化，工作更加便捷。逻辑代数上的优化依赖于基础逻辑运算的结合、分配、吸收等规则，这样能够实现复杂的逻辑关系。通过一定的方法能够使系统条理清晰，像消去法、并项法等，这样有效降低了故障产生的几率，提升了系统的稳定性。
（三）应用APS技术
火电厂机组控制、操作可通过该技术进行简化，机组能够按照设定好的顺序进行工作，这在节省大量人力的基础上也降低了工作人员的工作强度。同时人为操作使保护系统产生误动、拒动情况得以改善，提升了火电厂的工作效率。
对于大型机组设备来说，其运行控制都需要众多控制系统，而构建智能化单元机组控制系统能够有效提升机组的控制能力，使热工控制系统可靠性更高。汽轮机TSI系统可以将常开信号作为跳闸信号，这样出现问题，ETS就会发出汽轮机遮断信号，从而达到保护的效果。
四、结束语
火电厂热工设备保护系统涉及到的范围较广，而且其在实际应用中存在一些问题，这对电厂工作的正常进行造成了一定的阻碍。通过相关优化可以有效改善存在的问题，能够促进火电厂更加长久的发展。
参考文献：
[1]王龙. 火电厂热工设备保护系统优化分析与研究[J]. 工程技术：文摘版，2016（11）：00290-00290.
[2]侯旭强，李鹏. PLC在电厂热工保护系统改造中的应用研究[J]. 科研，2016（12）：00171-00171.
[3]宁中伟. 火电厂热工自动控制系统运行过程中的问题分析及优化策略探讨[J]. 中国设备工程，2017（22）：191-192.
论文作者:马万军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/13
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