摘要：我国社会经济呈现迅猛发展的同时，对能源的需求量也在不断增加，电力作为保障经济发展的基础，相关的发电设备逐渐朝着自动化、智能化的方向发展，对操作系统安全性和可靠性的重要性有了全新认识，然而热控系统的绝对安全是不可靠的，因此，必须重视热控系统可靠性的提高。本文主要对火电厂热控系统可靠性及其优化措施进行分析，仅供参考。
关键词：火电厂；热控系统；可靠性；优化
电力在现代社会中发挥着日益重要的作用，是社会经济生活的支柱能源。与此相适应，火电厂也在向规模化、大型化、集约化、现代化迈进，发电机的容量与各种参数都有了本质上的飞跃和提升。在保障火电机组正常运转的各系统中，热控保护系统发挥着重要作用，是火电厂安全运转、稳定运转的基础和保障。近年来，以分散控制系统以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调设计原则的新一代 DCS（分散的控制系统）日益成熟，显著提高了热工自动化程度，应用也普遍起来。但同时，我们也认识到，技术的推进并不可能从根本上杜绝事故的发生，热控保护系统也是如此，因误动或拒动而带来的事故，仍是火电厂的重要隐患。要保证火电厂的安全运转和有效运转，热控保护系统的安全性与可靠性是先决条件；而对热控保护系统的全程监控、维护和检修，是保证该系统可靠性、降低事故的有效途径。
1提高热工保护系统可靠性的意义
热控系统的正常工作对火电厂的正常运行有非常重要的意义。当热控系统正常运行时，能够实时监测火电厂相关设备的运行情况，一旦设备参数偏离正常范围就能够及时发现，避免造成较大的损失。热工保护系统在火力发电机组中占据着重要的位置，是不可或缺的部分，其可靠性对于机组的主辅设备能否安全稳定运行起着至关重要的作用。当机组的主辅设备运行出现参数超出可控范围时，热工保护系统会联动相关设备，同时采取及时有效的措施对机组加以保护，从而避免出现重大设备损坏甚至更严重的后果。因此，热工保护系统是否可靠是提高发电机组主辅设备正常运行的关键所在。近年来，我国火电机组的设备不断更新换代，直接表现为发电机组的容量增大、参数提高、热工自动化程度也不断提升，DCS（分散控制系统）也已广泛被火电企业采用，凭借其强大的功能及优越性，使机组的稳定性、安全性、经济性和可靠性都得到极大的提升。但由于机组容量越来越大，工艺越来越发杂，致使参与保护控制的热工测量参数也不断地增多，使得设备和机组发生误动和拒动事件的几率明显升高。
2火电厂热控保护系统存在的问题
随着社会的发展与热控技术的进步，热控保护系统的监控功能也日益成熟，监控角度与范围较以前也有所扩大，基本达到了全过程、全方位、全天候监控。但是，引起热控保护系统出现故障的因素非常多，既有热控设备、电缆、电源以及测量、控制逻辑等外部因素，也有工作、检修人员的业务水平等方面的内在因素。在这些因素当中，任何一个环节出现问题，都可能导致热控系统出现误动或拒动故障，从而导致整个火电机组无法正常动转。
总体来说，引发热控保护系统误动或拒动的主要因素有如下几项：第一，热控系统的设计是否合理；第二，热控系统的控制逻辑是否符合要求；第三，保护信号的取信方式与配置状况；第四，保护联锁信号的设置状况；第五，系统安装调试与检修；第六，热控技术的监督力度与管理水平。可见，热控保护系统从设计、生产、基建安装，到运行等环节，都可能存在故障隐患，因而，热控保护系统的检修与维护，对于该系统的安全运行，具有十分重要的意义。
但遗憾的是，还有一些火电厂热控保护系统的软硬件都比较薄弱，管理与检修模式也落后于时代，不能根据实际运行情况采取相应的检修措施，而是千篇一律的程式化作业，在人力、财力等方面都造成了浪费，同时，这种机械化的检修管理模式不能有效降低故障的发生。更为严重的是，有些火电厂对热控设备缺乏了解，且疏于管理，把关不严，采购的设备质量不过关，从而对火电机组的安全运行有了极大的隐患。在检修实践中，应首先对热控设备的在线运行进行合理性分类，以便能更有效地进行检验，从而为火电机组的安全运行奠定基础。
3火电厂热控系统可靠性优化策略
3.1优化逻辑设计
电厂热控系统中逻辑设计在该系统可靠性方面体现了极为重要的作用，对逻辑设计加以优化，能够将设备出现的误动作、拒绝动作进行避免。 对逻辑设计进行优化，需要在设计的初期阶段测试热控系统逻辑性，运用三取二保护逻辑，通过质量码评估各个测点质量。 三取二这一方式能够对评估的准确性与可靠性进行保证，以免出现误动现象，对取样信号逻辑判断提供了保障。 对 DCS 硬接线系统、取信、I/O 点分配进行优化，要在基本功能支持下，选择较为简单的控制系统逻辑，控制强制手动条件的严苛性，减小有关人员工作强度和操作风险；对单点保护逻辑进行优化，梳理过度保护条件，以此降低误动率；对辅机油站控制逻辑进行优化，开启备用油泵之后，要保证原油泵的持续运行，当工作人员完成评估值后方可停止其运行。
3.2科学选择电缆，正确应用施工工艺
热控系统传输信号需要依靠电缆，而在实践中火力发电厂的信号传送要匹配与之相应的电缆，信号发送的范围和强度决定了电缆的选择。由此为了给信号传送提供良好的线路需要科学选取电缆型号，为信号提供正确的信号线。在选择电缆过程中，可以根据信号的具体分类进行确定，通常热控系统发出的信号分为拟量信号、开关量信号和数据通讯信号三种，对此在选择电缆的型号时就可以根据三种信号特点进行电缆的匹配。除电缆选择外，电缆敷设工艺也是减少干扰源产生的重要渠道，在敷设环节中需要注意的是计算机的输入输出信号电缆应敷设在带盖的电缆槽中，电缆槽道及盖板应保证良好接地。单根信号电缆敷设时需要在外部套上一层钢制电缆管，以此提高电缆管接地效果。在进行电缆敷设时一般都会在热控系统的信号传递电缆外部设置屏蔽层，通过屏蔽层设置保护信号，屏蔽层材质通常选用铜或者铝。
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3.3确保电源系统的稳定运行
3.3.1变送器启动和停止
校对变送器之前，要清理变动器腔体中的液体，完成变送器投运之后，便要将仪表管路与变送器腔体中剩余的残留气体及时排出，以此确保差压变送器投用准确性。及时开启高低压侧阀门，并且根据规定流程执行，为了对两极压室的相通性进行保证，可以打开平衡阀，之后按照次序打开高压阀，关闭平衡阀、开启低压阀，以免单向压力造成差压变送器的冲击，从而提高差压变送器运行可靠性。
3.3.2汽水系统
对于仪表管伴热温度，要将其控制在5~50℃区间内，或是直接运用防冻举措，如果仪表管路由于伴热不良出现管路冻坏的现象，那么便会对测量准确性造成影响；如果仪表管伴热温度超出标准，那么便会使得测量出现异常，例如信号虚发的现象；如果仪表管伴热情况不均匀，便会对汽包水位差压准确性造成影响。一旦周围环境温度低于-3℃，那么会影响冻坏仪表管的运行，严重的话还会出现零位漂移。所以，必须要保证保温柜中加热、仪表管伴热的正常运行，这样也会对变送器运行提供保证。另外，如果天气较为寒冷，停炉之后则要即可清除空阀后管路测点积水。
3.4对设备加强维护
在机组安全稳定运行中，设备维护非常关键，在日常维护中及时发现存在的隐患，确保设备保持良好运行状态，加强设备定期维护与实验，对逻辑组态、标签及画面等定期备份，定期清理操作站磁盘。定期更换键盘与鼠标，以防键盘、鼠标操作不灵活影响机组正常运行。如果设备所处环境不好，就要检查设备隐患的同时，及时清扫周边环境，为设备使用寿命的延长及稳定运行奠定良好基础。
3.5对操作人员加强培训
热控系统专业知识涉及面广，技术更新速度快，对操作人员有很高的要求，因而加强人员技能培训十分必要。在实际培训中，要有针对性，加强实践操作，提升操作人员专业技能与故障处理能力。另外，及时总结工作经验与教训，学习先进操作技能，以防人为因素导致设备被损，影响正常运行。
4热控保护系统的检修与维护
热控保护系统的检修与维护，目的是提高其安全可靠性，发挥最优性能，从而保证火电机组的安全运行。要达到这一效果，热控保护系统必须从设计入手，将检修与维护理念贯穿于基建、安装调试与运行管理的全过程之中。
4.1检测与维修热控保护系统
无论是机组作业人员，还是专业检修人员，都要充分了解和掌握热控保护系统检修和维护的相关规定，这是做好火电厂热控保护系统检修与维护的前提和基础。在实践中，应遵循如下原则：第一，机炉大小修决定仪表的大小修；第二，检修应充分掌握仪表的原理，检修时应讲究工艺；第三，如果仪表发生故障，应先了解故障发生前的调校和运行情况；第四，进行检查的各种工具、仪器应符合技术标准，并能达到检修工作的基本要求；第五，合理、恰当地使用零部件和检修工具；第六，相关零部件拆卸、焊接的导线，应作好标记；第七，焊接原件或导线应根据相关规定操作；第八，检修仪表后，应进行调校，并做好检修记录。
4.2完善优化辅机控制逻辑
当前，辅机控制逻辑在火电厂中的应用较为广泛，该逻辑的相关技术与 DCS 一样，也是从国外引入的。实践表明，火电机组的运行，很大程度上取决于热控保护装置及辅机逻辑是否完善、正确。如果辅机逻辑不完善、不正确，引发误动或者拒动的几率是很大的。因此对热控保护系统进行检修和维护时，必须从整体上优化、改进控制逻辑，在运行中一旦发生故障，容错逻辑的理念必须得到充分运用。此外，还要从整体上优化和完善有关控制逻辑，在对整个控制逻辑的失效进行降低或者避免时，也应充分利用预先设置的逻辑判断，以达到最好效果。
4.3制定DS应急处理预案
DCS 的生产厂家不同，其产品质量也有很大差异，有些 DCS 本身质量就不过关，黑屏、死机、电源失电、通信中断等故障时有发生，自然达不到热控保护的效果。有些火电厂处理不能及时合理地处理故障，严重时会出现锅炉爆管、汽轮机大轴烧毁等事故。因此，火电机组运行的安全、可靠和高效，必然要求热控保护系统得到良好的检测和维修，防止误动、拒动等不良现象的发生，更要防止 DCS 的失灵，从而减少各种事故的发生。为了保证做到这一点，行之有效的应急处理预案是十分必要的。在实践中，绝大多数火电厂都制定了应急预案，并要求机组作业、检修和维护人员参加演练，以提高他们的应变能力。如果热控保护装置发生故障，相关人员根据掌握的技能和经验进行处理时，应急预案可以起到很好的指导作用，将事故损失降至最低。
结语
火电厂热控保护系统的检测与维护是一项系统工程，不仅涉及到热控保护系统的设计与安全调试，还涉及到热控的测量、控制设备与逻辑的可靠性，火电作业、检修人员的技能也起着很大作用。在我国现阶段，火电厂热控装置的检修和维护在很多方面还要继续深入进行理论研究和实践摸索，使热控保护系统发挥最优效用，为我国火电厂的安全运行作出更大贡献。
参考文献：
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[2]刘志文，吕三庆.火电厂热控系统可靠性及其优化分析[J].科技创新与应用，2015，（33）:136.
[3]冯东膂.提高火电厂热控系统可靠性的方法研究[J].今日科苑，2015，（07）:101.
论文作者:杨超杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/17
标签：系统论文; 火电厂论文; 机组论文; 可靠性论文; 电缆论文; 设备论文; 逻辑论文; 《电力设备》2017年第28期论文;