摘要：热工保护系统是电厂发电机组的关键部分，其稳定性与可靠性直接关乎到机组设备的安全性与可靠性。随着电厂发电机组容量的增加，热工自动化程度也随之增加，加上热工参数的增加，发电机组容量日趋复杂化，因此必须重视电厂热工自动化的保护意识，以免发生 DCS系统失灵或热工系统误动等问题。本文以电厂热工自动化的保护意识为研究对象，介绍热工保护设计的指导思想及热工保护具体措施的完善，以期改善大型火电机组的安全状况。
关键词：热工自动化；保护意识；保护措施
前言 大量研究证实，热工保护的稳定性与可靠性对提高机组设备的安全性与可靠性起着直接性的作用。热工保护系统旨在对存在参数异常的发电机组主辅设备进行判断，同时对自动紧急联动设备进行控制及对设备进行保护，进而实现设备与机组故障影响范围的降低，以免发生设备损毁及重大事故。随着热工自动化及热工保护技术自动化的实现，一旦保护系统发生错误操控，其必然引起设备停机，进而导致系统故障，亦或保护系统误动，其必然引起故障范围扩大，进而导致重大事故或经济损失。随着发电机组容量的增加及热工自动化程度的提高，DCS 分散控制系统的应用范围越来越广，其对机组运行环境的改善意义重大。但机组容量的增加必然引起热工参数日渐复杂化，此时设备或机组拒动及误动的几率也随之增加，因此必须提高热工自动化的保护意识，同时采取措施完善保护系统，由此减少热工系统拒动、误动及 DCS 系统失灵的几率。
1 电厂热工保护的实际意义
目前，发 电 机组的容量不断增加而参数也随之提高，热工自动化的程度也随之提高，优势是伴随DCS分散控制系统的出现和广泛应用，其凭借着强大的功能为机组提供了更加安全、可靠、经济的运行环境。但是因为参与保护的热工参数也随着机组容量而不断复杂起来，发生机组或者设备误动和拒动的几率也就不断增加，因此在热工自动化的过程中应对保护意识进行提高，并采取必要的措施对保护系统进行完善，从而提高可靠性减少直至消除DCS系统失灵和热工系统误动、拒动是具有十分重要的现实意义的。
1 电厂热工自动化运行现状
1.1 热工自动化系统日趋复杂
随着热工自动化程度的提高，热工自动化的控制与管理范围及复杂性也随之增加，此外故障的离散性也日趋复杂，由此导致控制系统的相关运行越来越复杂，其中包括控制系统、执行与测量保护设备、热控设备与供电系统的工作环境监控；控制系统的保护信号取样及控制逻辑设计；控制系统的设计、安装、调试、运行、维护、检修等。热工自动化系统的任意环节出现故障皆会影响到整个系统的稳定性与安全性，同时也会直接引起机组跳闸及热工保护系统误动，进而影响到电厂的经济性与安全性。
1.2 自动化系统有待完善
就技术水平而言，热工自动化系统尚存在诸多缺陷有待完善，其中包括热工系统设计的稳定性与科学性；保护信号的设备配置与取信方式；系统安装、调试、维护的质量与针对性；系统的完善程度与控制逻辑条件设计的合理性；保护连锁信号的参数设定；热工技术的管理与监督水平等，上述缺陷极易引起热工保护系统误动，由此导致生产事故的出现。随着电厂运行成本的增加，火力发电企业的运行与市场风险也随之增加，所以有必要进一步完善机组运行控制系统的可靠性，进而实现电厂热工自动化程度的提高、安全性与经济性的提高、能耗的降低及效率的提高。
1.3 热工控制评估指标欠缺
为了实现经济效益最大化，火力发电厂日渐认识到提高生产自动化程度对提高生产效率及降低人员数量的重要性，同时也采取措施提高系统维护检修企业的专业水平。由此可见，热工自动化系统的维护与运行质量等尚缺失一套完善的评估标准。
2 热工保护设计的指导思想
热工保护设计指导思想的确定受到两大方面的影响，即“保设备、保电网、保人身 ”与“保发电”之 间 关系的处理；事故处理依靠对象（热工保护或人）的对待，其中指导思想的不同直接引起各阶段热工保护系统配置的不同。大部分热电厂工保护设计的指导思想先后共经历三大发展阶段。
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2.1 低级阶段
火电厂热工保护尚处在发展的低级阶段，该阶段的主要特征包括：跳闸保护项目异常少，多采用报警方式；事故处理的原则多采用保发电及减少跳机；事故处理对人的依赖较强。随着热工自动化技术的提高及机组容量与电网容量的增加，低级阶段的指导思想已不能满足热工保护设计的要求。
2.2 适应大机组的发展阶段
火力发电行业日渐步入大机组与大电网时期，期间热工自动化技术的发展速度尤其迅速。基于此背景，热工保护产生一种全新的设计理念，即坚持“保设备、保电网、保人身”的安全指导思想，严禁保电网与保发电之间划等号处理；发挥人的能动性，具体包括精心设计、选型及调试，同时事故处理首先依靠热工保护，其次为运行人员。
2.3 进一步完善化的发展阶段
随着大机组热工保护理念的应用，相关方面的重大事故（设备损坏或人员伤害等）发 生率大幅度降低。尽管源自保护误动的非计划停运事故较低级阶段大幅度减少，但此类事故造成的经济损失依然相当大。由此可见，有必要深入完善热工保护，即确保“保设备、保电网、保人身”的同时尽量减少误动，由此提高机组的发电经济效益。针对此方面的问题，《火力发电厂热工自动化安全技术指南》 对保护逻辑修正的规定对该方面有所反映，即四角喷燃锅炉的中速磨煤机跳闸条件改成A/B/C/D 层相邻2或3角的火焰及相邻层火焰与火能源全部丧失；汽轮机振动大的跳机逻辑改成 1 个轴承振动，且该振动程度达到事故值及其任意相邻轴承振动达到报警值，待规定延时结束后立即停机。逻辑修改以后，任意轴承振动达到事故值皆产生声光报警，以便运行人员完成相关判别及及时进行手动停机。
3 完善热工保护的思路和具体措施
3.1 做好调试
在设备完成安装的时候，应对整体进行全面的调试，并做好记录。具体就是针对重要的硬件设备进行跟踪记录。热工保护系统的安全运行实际上需要保护意识的提高，其系统的可靠性与硬件情况是不可分的，所以必须对系统硬件运行的情况进行记录，尤其是保护出口卡的情况，通常每一次保护投入运行应对此设备进行校验，确认合格。但是实际工作中往往会出现合格的元件出现误动事故，这是因为热控设备的电子元气件运行的环境要求比较苛刻，一旦出现安装或者无效产品保护都会造成故障。因此在设备调试的过程中就应当做好记录，严格的跟踪保护系统校验的每一个环节，保证系统可靠。
3.2设计中采用冗余思路
在系统设计的过程中应充分的考虑到电厂的发展，即采用冗余的设计思路对电厂的自动控制系统进行设计。尤其是对保护系统，对一些保护执行设备的动作电源也应当采取控制。对一些重要的热工信号也应当采用冗余设计，并对来自与同一个取样点的信号进行有效的监控和判断，同一个参数对应的多个重要的取样点应当进行合理的分散
设计，利用多个卡件进行功能分散，以防止一个卡件故障就导致整个系统失灵，从而提高其可靠性。较为重要的就地取样孔应尽量采用多采集点相互独立的方法进行取样，以此提高系统的可靠性，同时不同的参数来自不同的采集点也方便了维护。总之需要从分采样数据的冗余性，利用分散控制和采集来软化系统控制的局限性，以此提高保护的可靠性。
3.3利用优质元件
在系统设计和构建过程中，应当尽量采用成熟的技术和元件来完成系统的搭建。因为随着热控系统的复杂性提高，对热控元件的可靠性要求也就越高。因此成熟的技术和应用反馈较好的元件是可以满足DCS系统整体可靠性需求的。因为成熟的技术和元件其性能已经通过了实践的检验，而且也保证了系统维护的便捷性。切忌在设计和安装过程中为了简约投资而丧失质量意识，应在合理的经济性评估基础上采用最佳的技术和设备，以期最大限度的提高DCS系统的可靠性和保护系统的安全。
4 结语
电厂的热工自动化是提高生产效率的重要控制系统，为了避免其出现误动而造成不必要的损失，必须增强对其的保护措施和意识。并且通过各种管理和技术措施对其设计、安装、调试、维护进行全面的管理和监控，在保证系统的经济性同时最大限度的保证其可靠，这才是重视保护意识的关键和目的。
参考文献：
[1] 康春梅. 对电厂热工自动化中的保护意识分析[J]. 卷宗，2013（5）：103-103.
[2] 王琦. 关于电厂热工自动化保护意识[J]. 科技与生活，2012（11）：230-230.
论文作者:王宏家
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/27
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