摘要：随着当今社会的发展，人们对电力的需求越来越大，而火力发电对面满足电力需求有极为重要的意义。众所周知我国的环境资源有限，能源的日渐吃紧，那么提高火力发电设备的效率成为了一件必不可少的环节。火力发电机组监控项目多，机炉电各个环节相互牵连，极为复杂。那么保护机电组，提高生产效率，已是一个非常重要的问题。热工保护系统就是为此而生的，如果保护系统本身就有问题，就会造成机电组的故障乃至停机等等一些列问题，其后果也是极其严重的。
关键词：火电厂；热工设备；保护系统；优化
一、火电厂热工保护工作的重要性
火电厂热工保护系统是火电厂各种保护系统中最为核心的一个部分，如果火电厂主机系统或者其他辅助设备发生故障，热工保护装置可以发挥其保护作用，对机组以及辅助设备进行保护，降低对机组设备的破坏，避免事故扩大，减少损失，同时给检修赢得时间。换言之，当发电厂的主机设备及其辅助设备正常工作的情况之下，热工保护系统处于一种待触发工况，只有当机组出现故障之后，热工系统才会在第一时间触发，进入工作状态。因此，如果热工保护系统发生故障，将对机组的故障处理带来极大的影响，热工保护系统无法正常发挥作用，会导致设备异常启停，最终影响到整个系统的正常工作。在火电厂的控制系统之中，热工保护系统参数几乎涵盖了所有的电气、热力设备，这些设备之间相互影响，相互制约构成了一个有机的整体，共同保证火电厂的正常工作，一旦其中某一个环节出现问题将会直接导致整个机组系统的正常工作。因此，火电厂热工保护系统不仅对主机及其辅助设备具有一定的保护作用，还对电厂的正常运行具有重要的价值。
二、火电厂热工设备保护系统误动拒动原因分析
2.1热工保护系统硬件组成
热工保护系统由测量元件、输入模件、控制器、输出模件、保护执行回路五个部分组成，测量元件对机组相关设备和器件的工作状态进行检测，将获取的信号通过输入模件输送给控制器，由控制器根据相关算法和设置，发出相应的控制信号，通过输出模件将控制信号输送给保护执行回路，保护执行回路根据获得的动作信号做出相应的动作，从而消除和处理机组相关设备的异常或危险，保证机的安全、稳定运行。
2.2逻辑设计或者软件原因
热工自动保护同时需要软件系统和硬件系统两部分。当软件逻辑设计不合理、保护系统的配置设置不当、定值不准或者调节参数设置不合适时就会导致机组的自我保护动作出现错误，不能发挥正常的保护作用。比如说，当机组的风机反馈与质量偏差设置比较大时就会当时风机相关部件不能及时反馈执行相关动作，反馈过程中其他部件显示状态异常，引发自动保护，被动停炉。
2.3热工保护系统误动拒动原因
热工保护系统误动拒动原因，包括DCS软硬件故障、热控元件故障、电缆线故障、电源故障、人为因素、设计安装调试缺陷。DCS控制系统的深入应用，在热工保护中加入了部分重要过程控制以提高机安全可靠运行能力，但DCS软硬件故障极容易引起保护误动，如信号处理、通讯故障、设置错误等；热工元件如温度、压力、流量、电磁阀元件老化或质量不可靠，从而产生故障误发信号，则会引起主机、输机误、拒动故障；电缆线老化、绝缘破坏、接线进水、空气潮湿等则容易造成电费线断路、短路、虚接等故障，造成热工保护系统误动拒动。其它如设备电源、人为原因、设计安装上的缺陷等，都或多或少的会引起热工保护系统误动、拒动故障。
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2.4自然原因
自然原因主要包括两方面，一方面是指电缆部件的自然老化或者使用过程中的自然损坏，当电缆设备老化、进水、腐蚀后就会导致出现异常断路、短路或者电缆虚接等现象，从而引起保护误动；另一方面是指人为操作的失误，当工作人员在布线的时候出现走错间隔、遗漏强制信号、错误使用万能表等操作时就会导致机组运行异常，引起热工保护误动。
三、火电厂热工保护系统优化研究
3.1开关容错优化设计分析
火电厂以往的热工保护系统运行过程中，设计开关容错模块时都是按照设备和工艺要求开展的。该设计思路存在多方面的问题，特别是在变送器、一次元件、逻辑开关以及继电器等硬件设备，这些元件是否能够一直可靠运行，主要取决于维护管理、运行时间、运行环境以及产品质量等因素受到很大的影响，一旦这些环节出现问题，可可能直接导致热工保护系统将错误的动作发出去，进而产生误动或拒动等现象，对机组的安全生产和稳定运行产生很大的影响。所谓的容错优化设计，就是指的是在设计开关系统操作逻辑的时候，对设备可能出现的故障进行分析与研究，从而体现进行逻辑措施设置，这样一来就能有效避免出现逻辑控制失效等方面的问题。
就当前的情况而言，一般说来，容错控制技术就是为了针对变动器和执行器出现故障而发挥有效的作用的。需要全面监测测量回路，当回路正常时再依据设定的值对保护动作进行设计触发，当回路不正常时则就会触发报警信号，等到回路故障消除之后再将其切换为正常的状态，从而保证其能稳定运行。该容错设计思路不仅能采用温度控制，还能在风量保护系统和风烟系统压力中使用，从而防止出现误动的问题。
3.2逻辑代数优化设计分析
火电厂整个热工保护系统中，当开关控制逻辑发生补充或是修改之后，一般就会变得越来越复杂，从而就导致整个系统发生错误。对其维护管理和安全性产生影响。然而在实际情况中，在设计热工保护系统开关控制逻辑时，相关设计人员应当追求的是简单方便、容易操作，因为无论多出何种元件，或者增加了一个环节，都可能会导致出现系统故障方面的风险。然而在以往的热工保护系统中，缺乏PLC、DCS的应用，导致其控制回路较为复杂。采用逻辑代数则能够对逻辑控制回路进行科学的设计与分析，对于开关量控制逻辑作出科学的等效变换，这样就能够使得逻辑控制简化与分析变得较为容易。逻辑非、逻辑加、逻辑乘是基本而常见的逻辑运算，利用该逻辑运算，在借助相关规则的基础上，最终实现复杂的逻辑关系。然而在实际应用中，火电厂热工保护系统开关量控制逻辑其实不算复杂，通过一系列的数学计算方法，如定律交换、逻辑代数等，再应用配项法、消去法、吸收法以及并项法等就能实现逻辑控制的关系，从使得整个系统变得更加简化与明了，不会出现太过复杂的逻辑关系，最终为系统运行的可靠性及安全性奠定保证。
结语
总而言之，热工保护系统是保障火电厂热力设备安全运行的重要设施。完善热工保护系统设计方案、提高运行维护技术水平，减少火电厂热工保护系统动作次数，对大型火电厂安全、经济运行有着非常重要的意义。这就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。
参考文献：
[1]田爱军.火电厂热工设备保护系统优化分析与研究[J].工业技术创新，2016.
[2]张殿聪.火电厂热工保护系统动作案例分析[J].科技视界，2016.
[3]赵倩.火电厂热工设备保护系统优化研究[J].科技创新与应用，2012.
作者简介：
王向荣（1983.12.26），性别：男，籍贯：四川，民族：汉，学历：大专，职称：助工，职务：检修工，研究方向：电厂保护，单位：新疆华电发电有限公司红雁池电厂.
论文作者:王向荣
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：热工论文; 火电厂论文; 系统论文; 逻辑论文; 故障论文; 机组论文; 回路论文; 《电力设备》2018年第24期论文;