卡西姆燃煤电站热工控制系统保护优化分析与研究论文_张宾

摘要：随着高参数、大容量机组的火电企业的迅猛发展，热工自动化水平逐步提高，自动保护装置的可靠性及完整性尤为重要。通过对电企热工自动化控制技术的分析，结合自己多年的工作经验，提出了确保发电企业自动保护控制技术的可靠应用的策略。

关键词：热工自动保护：控制技术；优化

1 提高热工保护可靠性、完整性的意义

目前国内主流火电机组是600MW机组以上容量机组，主流参数为超临界及超超临界参数为主，任何一台机组的异常运行，都会对所在电网造成冲击，严重情况下，造成本企业的人民财产及生命造成重大损失，所以高可靠性、完整性的热工保护是保障机组主、辅设备安全稳定运行的关键所在。现代化的机组多采用DCS系统集中控制，通过DCS系统不断更新迭代，DCS系统的可靠性已经达到一个很高的水平，其功能性已经满足现有火电机组安全运行的功能要求。作为火电热工人员，就要好好深研其功能，充分发挥DCS系统的优势，完成主、辅机的热工自动保护功能，提高热工保护系统的可靠性，减少和消除热控保护误动及拒动。

2 目前火电机组中热工保护系统主要存在的问题

2.1日常管理中不重视环境温湿度对DCS系统硬件的的影响

分散控制系统是火力发电厂的核心控制系统，其安全性直接关系到机组的安全稳定运行。DCS控制系统控制器与模块，都是高精密度的电子元器件，任何一点的损伤，都会给机组的安全埋下隐患。从DCS系统硬件制造，仓储，现场安装、设备调试及带电运行期，保障其安全的稳定运行尤为重要，但往往在这些环节中，不注重DCS系统硬件的温湿度控制，造成温湿度超标，缩短硬件寿命，严重时，造成机组异常跳闸。

以卡西姆燃煤电站为例，卡西姆燃煤电站坐落于巴基斯坦阿拉伯海海岸，常年气候高温、高湿、高盐，在电站基建期间，DCS控制柜安装到位后，未及时将空调投入运行，控制柜未及时封堵，造成控制柜卡件长期初在恶劣的环境下，严重时控制柜凝结水顺着控制柜壁滴落。在机组C修期间，对电子间各个控制柜检查时，发现电子间电缆出线了大面积的铜线氧化现象。

图一、DCS卡件端子接线电缆及接地铜排氧化情况

2.2热工保护的设置仅存留在设计阶段，没有根据现场设备的实际情况来优化

新建机组热控保护逻辑调试，基本按照“三联会”商定的逻辑进行调试，部分保护逻辑存在一定的安全风险。现场设备选型，设备可靠性并没有充分考虑到位，如果机组运商运后，坚持使用讨论版逻辑，就会造成造成很大的安全风险。

2.3主辅机在设计之初，存在大量的单点保护，严重影响机组安全运行

热工保护的基本配置原则是“既要防止拒动，也要防止误动”。目前，运行的电厂中，很大一部分主辅机存在单点保护，容易造成设备的误动作。

3 提高热工保护的优化措施

3.1加强热控控制系统的管理及培训

制定严格的日常巡检制度，并完善相关的巡检记录，建立完善的DCS系统设备台账，日常维护台账，故障记录台账等基础台账。加强DCS系统相关知识的深度学习和培训。从管理和培训方式来提高热工自动保护装置的可靠性。

3.2深入开展热工保护、DCS逻辑方面的隐患排查工作。

热控逻辑和保护隐患排查，是热控日常工作中重中之重的工作，根据日常缺陷的管理情况，熟悉相关的热控设备性能及可靠性，通过逻辑隐患排查工作，发现主辅机逻辑保护中容易引起热控保护误动的情况，尤其要重视影响机组负荷的主要辅机系统。例如逻辑设计中涉及到单点油压低低联跳辅机时，可以优化为油压低与油压低低同时触发延时后，再联跳主要辅机；某辅机运行后出口门未开，辅机跳闸，可以优化为某辅机运行后出口门开信号未来且关信号来，辅机跳闸。

热控专业只有通过多遍的热控保护及热控逻辑的隐患排查，才能逐步提高热控控制系统的可靠性，避免热工保护的误动或拒动的情况发生。

3.3开展专项的热控单点保护逻辑隐患排查。

热工保护的基本配置原则是“既要防止拒动，也要防止误动”。依据《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求实施导则》，火力发电机组主辅机不应设置单点保护。其热工保护设计原则应按照如下原则设置：

（1）必备的主机保护过程开关量信号应采用“三取二”配置。

（2）由过程模拟量输入的保护信号，与保护输出为同一DPU的系统，输入信号经模拟/开关量转换后实现“三取二”配置。

（3）由过程模拟量输入的保护信号，与保护输出为不同DPU的系统，输入信号经模拟/开关量转换后通过硬接线送入保护机柜，实现“三取二”配置。

（4）需经过速率判断等计算，用于保护输出的模拟量信号，应采用“三选中”配置。

（5）保护输入的一次元件、取样管、输入模件均应相互独立。

（6）可选保护应尽可能实现“三取二”或“三取中”，确因测点数量原因无法实现“三取二”时，可采用二取二的形式。

（7）各种作用于主设备停运的热工保护，必须有防止因单一测点、回路故障而导致保护误动的技术措施。如增加延时时间、增加坏点、限速率保护切除逻辑。

图二、单点温度保护优化后的自动切除逻辑

3.4提高和改善热控控制系统的运行环境

DCS控制系统作为火力发电厂的核心控制系统，要严格按照规范标准来提高和改善其安全运行环境，避免控制系统出现超温、超湿、强磁干扰等情况的发生。有必要，增加电子间备用的空调及除湿机，以保证环境温湿度不超标。

4 结束语

每一座火力发电企业设计的现场设备品牌复杂、种类繁多，只有完善的热控保护才能保障机组的长周期安全运行。热控人员要不断学习、不断的深入研究、不间断的进行隐患排查才能发现问题、解决问题，提高机组的安全。

参考文献：

[1]田爱军.火电厂热工设备保护系统优化与分析[J]. 工业技术创新2016.01：53-56.

[2]康瑞庭，孙婧.热工自动控制在火电厂中的可靠性分析[J].中国设备工程，2017，（15）.

论文作者:张宾

论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期

论文发表时间:2020/1/15

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