摘要：汽轮机目前是火力发电厂应用最广泛的原动机，其具备单机功率大、寿命长、效率高等特点。目前随着科技的飞速发展，汽轮机的热工控制系统也正逐步发展，但是该技术相对复杂，功能性较强，涵盖了汽轮机组运转的的负荷控制、给水控制、蒸汽温度控制、气压控制、燃烧控制等等各项程序。本文将重点描述热工控制系统各项故障检测的基本内容，从基本的元器件和工作原理出发，分析热工控制系统故障产生的原因，以及在日常的工作中如何防范类似相关控制系统故障。
关键词：汽轮机；热工控制系统；故障分析及处理
汽轮机运行中，十分重要的一个组成部分就是热工控制系统，我们要将故障防范和故障检修有机的结合起来，通过前期的检测，来将问题及时的发现，并且采取一系列的措施来进行整改，保证机组运行的安全性和可靠性。本文分析了热工控制系统的故障分类及诊断，然后探讨了热工控制系统常见故障的处理，希望可以提供一些有价值的参考意见。
一、热工控制系统故障检测的主要内容
热工控制系统是机组运行的重要技术参数保证，其构成可分为：维持机组正常运行的参数调节控制系统，它控制着各类物的资输出输入量，如燃料控制系统、供水控制系统、热汽温控制系统等。制动机组及时开关的，启停控制系统，如单独控制、远线控制、关联控制等。确保机组安全的设备保护系统，如锅炉安全监控系统、紧急制动系统、单元机组保护系统等。特殊类控制系统，如如汽轮机的DEH（汽轮机数字电液控制系统）和MEH（小汽轮机电液控制系统）等。
上述都属于故障检测内容，但是在实际检测中，根据出现问题的频率和各类系统原有特性，我们将上述各系统易于出现问题的组件和程序路段进行了归纳，重点检测以下内容：各控制系统中对于组件传感器的故障检测与诊断。根据使用该传感器所所应获得的数据作为参考，判断异常，将问题传感器分离出来进行检测；各控制系统中对于组件执行器的故障检测与诊断，根据执行器所连接设备的运行情况，判断执行器是否故障，将问题执行器分离出进行检测；DCS（分散控制系统）等控制系统自身的问题故障检测，需要对控制系统的软件和主板模块机电路进行故障检测。
二、热工控制系统的故障分类及诊断
2.1、传感器故障分析
热工控制系统是一个巨大的多传感器系统，它有几百个点进行数据测控，并通过各种传感器采集传送到监控终端。如果过程中某一个传感器存在故障，包括传感器的损坏和传感器性能变差，都可能致使监控系统不能正常运转，设备安全得不到保障。热工控制系统的传感器覆盖了，其输入输出电压、机器压力、输出电流、机组温度等各个环节。传感器故障主要为：断线故障，即传感器不进行工作状态为断开；超限故障，系统的输出值超高传感器的限额，造成故障；恒偏差，即采集数据与实际数据存在恒定偏差；卡死故障，即传感器采集值保持恒定，不能随设备情况变化而变化；差异故障，输出值同实际值存在差异但无法恒定。
2.2、执行器故障分析
热工控制系统中的执行器，由于其环境为长期的高压高温，很容易发生部件的腐蚀，电子线路的老化，配套金属材料的变形以及各种记忆装置的失效等问题。这就导致执行器调节作用下降，控制效果失灵，引起设备故障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此执行器的常见故障形式为：卡死故障，为执行器输出阀处于停滞状态，命令指令失效；死区故障，指令超过允许范围，输出阀无反应；偏差故障，输出阀位同指令存在差异；增益故障，为执行器输入输出增益变化；粘滞-滑动故障，为执行器动作的卡涩现象；回差故障，为上下行程差值超出正常情况。从故障的性质上看，所有的故障都可以归结为渐变性故障、跳变性故障、完全失效故障的一种。对于发电机组，渐变性的故障能是导致灾难性故障的先兆，因此对其进行早期的故障检测是十分必要的。
三、电厂热工控制系统故障的防范措施
现在，DCS技术已经广泛应用于电厂热工控制系统之中，随着热工控制系统机组运行特点的不断变化、机组容量的不断增强，自动化设备成为决定热工控制系统安全运行的主要因素，如果其中任一环节存在故障隐患，都有可能导致热工控制系统出现故障，严重时还会损坏电厂主设备。另外，热工控制系统故障的发生率和电力系统运行人员的职业素养、操作水平以及其他专业的密切配合有着十分紧密的联系，热工和有关部门相互配合，能够有效降低热工控制系统故障的发生率、减少误动作的次数。若发现有异常情况出现，及时进行正确操作，可以有效避免主燃料跳闸现象的出现。
3.1 不断提升技术水平，合理有效地消除热工控制系统中存在的一些安全隐患。解决DCS历史数据库及SOE等功能存在的不足，同时采取有效技术手段处理锅炉火检运行的不稳定、风烟测量回路出现灰堵等问题。另外，严把设备采购、选型与验收等每个环节的质量关，对于更换给水泵、风机等保护系统中使用的温度元件必须慎重起来。
3.2 在严格执行现有规章制度的前提下，还要对其进行不断完善，对仪器控制设备的通讯电缆进行定期紧固，对保护系统中的风烟测量管路进行定时吹扫，在机组进行大修时，应根据具体情况增加一些固定式吹扫管路，利用阀的自动切换或手动切换进行吹扫。
3.3 对于电厂热工控制系统存在的隐患与缺陷进行仔细分析排查，并及时对其整改。做好防水、防高温、防冻、防误操作、防灰堵工作，五防措施必须常抓不懈；为了有效避免由于连接处高温氧化而使得接地电阻增大，可以采用间接或直接焊接的方式来连接测量筒体和保护用电接点水位计的公用线。进而提高电力系统的供电可靠性；不断完善电厂热工控制系统的硬保护系统，尽可能地把能够引起机组跳闸的全部热工信号都引入DCS，并确认测量元件的自诊断和保护功能，使其能安全、可靠、稳定的运行；对DCS的软报警进行整理，使其和经审核颁发的保护定值表及热工控制系统报警相符；不断完善热工控制柜内的各项安全措施，例如消除外露接线、提高工作人员可能触及到的电器设备的安全性等。
3.4 加强对电厂工作人员的素质教育，对其进行定期培训，增强其安全意识与责任感的同时还要提高电厂工作人员的技术水平与业务能力。另外，也要对电厂热控系统进行定期检测维修，在统计发生的全部保护动作次数后，对其进行仔细分析，尽可能地消除重复性与多发性故障。
结束语
汽轮机运行中，十分重要的一个组成部分就是热工控制系统，我们要将故障防范和故障检修有机的结合起来，通过前期的检测，来将问题及时的发现，并且采取一系列的措施来进行整改，保证机组运行的安全性和可靠性。本文分析了热工控制系统的故障分类及诊断，然后探讨了热工控制系统常见故障的处理，希望可以提供一些有价值的参考意见。
参考文献：
[1]谢云翔.汽轮机热工控制系统故障分析及处理[J].电子技术与软件工程，2013，2（2）：123-125.
[2]韩磊，韩森.论火电厂热工控制系统存在的问题以及解决对策[J].城市建设理论研究，2012，2（32）：87-89.
论文作者:陈光辉,刘子歆
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：控制系统论文; 故障论文; 热工论文; 机组论文; 传感器论文; 汽轮机论文; 电厂论文; 《电力设备》2018年第34期论文;