摘要：随着我国国民经济的整体提升，近年来各个行业都在飞速发展，尤其是为国民服务类的行业-电力工业。应工业发展以及居民日常对电力需求的不断提升，如今电力工业在不断的发展和创新，大容量火力发电机组已成为电网的主力机组，机组的安全运行是保证社会主义发展的重要基础性环节，因此对于该项工作的研究至关重要。大容量火力发电机组的正常运转通常需要诸多环节的完美配合，其中最主要的有控制系统和监视系统，这两项内容的设计是否科学合理对整个电路系统有着重要影响。本文将结合常规电厂的控制系统、监视系统以及电厂设备等多方面进行综合分析，并针对热工技术优化创新在该机组中的关键地位做出详细的剖析，希望本文的内容能给相关领域研究人员提供一些技术资料，并为我国机组安全的提升有所帮助。
关键词：热工；热工技术；机组安全；优化创新；安全可靠性
一、控制系统、联锁保护逻辑优化部分
1.为了有效的提升参与保护联锁的单个开关信号的安全性和可靠性，需将与之相关的所有关联信号也纳入整个联锁逻辑中，从而整个电路的安全性会得到有效提升。例如在某个电路中，如果其中的两台风机全停文件记录逻辑，其中某一台的风机接收到停止信号逻辑之后，或者触发文件记录的条件，如若两个信号同时出现故障，那么整个回路的保护装置就无法正常工作。相反，如果将其中一个信号改为采用送风机停止信号，送风机未运行，送风机电流也设置一个电流值，这个电流值在10A左右，当三取二动作后，另一台送风机的三取二动作与后来做触发文件记录的条件，这样就会大大提高整个电路的安全可靠性。
2.开关量、模拟量联锁保护信号处理
某些设备中同一位置有可能会安装多个测量元件的保护，针对这种情况，三个测量元件保护的情况最为多见，因为它主要是为了满足开关量三取二逻辑的条件，其工作原理是：加质量判断的逻辑中，一个测点超过限定值，且质量不坏为一个开关量，三个开关量都会历经上述过程，当满足两个以上条件时，会自动做出断电保护动作；当只是其中一个测点为坏质量时，则从其它两个测点中取一个执行；若其中两个测点发生坏质量，那么系统会采取第三个测点的指令。如果三个测点均未做出动作，那么整个系统会在短暂的停止之后发出相应的警报，方便提醒相关工作人员及时做出应对策略。针对上述电路，如果三个信号质量完好并且达到保护动作开启条件时，系统的联锁保护逻辑就会被开启。如果全部信号均为坏质量状态时，那么系统会进入提前设置的保护状态。通常情况下会首先做出一些重要的保护动作，主要是针对回路中比较重要的元件进行保护，但是如果是一般回路，会采取一般保护措施，那就是当三个信号全部故障时，系统回路的保护设置也会停止工作。若果设备中同一位置安装两个保护，那么设置的原则就是一个设置成一个高测量值一个高报警值，主要就是为了在实际回路中达到一个精准测量一个及时报警的作用，若其中一个发生故障，则另一个保护发挥作用，若两个全部损坏，则根据回路的设置自动进入预定的保护程序。
3.联锁保护的信号通过网络进行传递
对于网络传递过来的联锁保护信号，为其增加质量上的判断功能。主要变现形式为信号满足设定条件时，那么预定保护动作就会发生，则联锁保护功能得以发挥。相反，系统会进入报警状态，并且向相关人员发出警报，以便于工作人员及时进行故障处理，及时的恢复整个系统。
4.温度信号的升速率坏质量判断
在检测设备状态的诸多指标中，温度信号监测也是一项重要途径，在回路系统中常用的方法就是根据温度值来进行测量，判断回路是否会有危险发生，并设定相应的保护措施。但是如果测量元件发展故障，那么系统就会对温度失去感知，也就无法做出相应的保护动作，因此需要增加一项测量内容，它就是温度变化速率，为其设定一个值，当温度变化值超过设定值之后，系统会判断温度信号出现故障，然后及时开启电路保护动作，并发出报警信号。
5.汽轮机切缸自动控制实现
某660MW机组汽轮机使用中压缸启动方式，在机组启动时不开启高调阀，高压缸也不进汽，高旁来的再热蒸汽通过中压主汽阀、调阀进入汽轮机中低压缸，借助中压调阀对转速冲转进行控制，直至并网带负荷状态。一定时间暖机操作之后，允许汽体进入高压缸内，此时需要采取相应的切缸操作，将经由高旁的蒸汽向高压缸切换。切缸过程不仅是高调阀开、高旁阀关的过程，而且需要对机组负荷、主汽压力、主汽温度的波动情况进行注意，其中高压缸排气温度要重点关注，避免发生高压缸鼓风情况，一旦排气温度爬升过高会对汽机叶片造成一定损伤，严重的会导致汽机跳闸。DEH侧原设计有切缸逻辑，运行人员只需要操作相应的切缸按钮即可，然而逻辑设计只把当时流量指令向高调阀进行分配，实际按照相应参数启动时流量指令相对较小，从而高调阀开度刚好落于自身预启阀行程范围上，也就导致进入高压缸蒸汽量相对较小的情况，高排逆止阀无法及时进行开启，高压缸鼓风排汽温度也随之上升。此外，DCS侧旁路系统以及通风阀未对切缸配合逻辑进行设计，切缸时旁路阀、通风阀的关闭操作需要手动执行，运行人员在手动操作过程中往往会发生控制不及时的情况，造成负荷、主汽压力等发生波动的现象。
为了对汽轮机切缸过程中参数波动的问题进行有效解决，同时对运行人员操作量进行降低，消除切缸操作的恐惧心理，对逻辑进行相应的优化，并优化自动切缸逻辑的设计。
自动切缸投入判断逻辑：第一，高、低旁在自动状态；第二，发电机已带上负荷；第三，保证高压缸第一级内壁金属和主汽温度相匹配；第四，高调阀处于关闭状态；第五，高旁开度在60%以上。当满足上述条件时对汽轮机切缸请求进行发出，允许运行人员进行相应的切缸操作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
汽轮机阀位控制逻辑：运行人员操作切缸按钮之后，将汽机启动时主汽压力、主汽温度以及高旁开度作为直接依据，程序对阀门流量指令目标值和负荷率自动提升，从而中调阀和高调阀自动开启。高压缸会随高调阀的开启进汽做功。
高压旁路、低压旁路控制逻辑：第一，低旁压力控制器位于自动状态，对汽机启动时的再热压力进行维持。再热器压力随中调门开启而降低，而低旁压力调节阀会自动关闭；第二，高旁压力控制器位于自动状态，对汽机启动时的主汽压力进行维持，同时对汽缸切缸指令进行接收并作为前馈信号。主汽压力会随高调阀开启而降低，此时高旁压力调节阀自动关闭。切缸过程中高调门开度在10%以上时，依照0.5-1%/s的速率对高旁压力调节阀进行关闭，直至完全关闭状态。
汽轮机高压缸排汽通风阀（VV阀）逻辑：在电机并网操作前，通风阀会在汽机倒暖时自动关闭，反之汽机正暖时再自行打开。并网之后，当发出切缸指令之后，如高调门开度在5%以上会自动关闭。
高排逆止阀控制逻辑：当汽机跳闸、发电机跳闸或者OPC动作时高排逆止阀会自动关闭；发电机处于并网状态时，自动开启并保持自由状态。切缸过程中借助蒸汽压力将阀门顶开。
汽轮机“切缸”完成判断逻辑：第一，高旁压力调节阀处于关闭状态；第二，阀门流量质量位于目标值范围内；第三，逆止阀离开关闭位置。当满足上述三个条件时，程序会对切缸完成信号自动发出，以达到提醒运行人员可进行下一步负荷操作的作用。
二、硬件设备技术优化部分探讨
1.主机和主要辅机重点保护联锁测点，对双侧点冗余配置进行采用，如采用单测点对联锁进行保护，一旦测点发生故障问题很容易引发保护误动作或者据动的情况，进而导致机组降出力或停机，而双侧点冗余配置的采用可对机组稳定性进行有效提升。
2.优化分配DCS系统控制器及I/O模块，分开设置一些相对不是特别重要的辅机设备控制器，将其分别在不同控制器内进行配置，同时控制器内的重要测点在不同模块进行分配，对系统的可靠性进行大幅度提升。
3.独立双回路设计方案应用于MFT跳闸回路。通常情况下DCS厂家在进行回路的常规设计时，两路MFT跳闸回路电源经由二极管切换之后向一组继电器跳闸回路进行提供，此种设计时电厂直流电源接地查找困难与直流环路后直流系统频发接地报警的根本原因。此外，另外一组继电器中一旦某一继电器发生故障也会引发某些设备的据动。因此MFT跳闸继电器对两套独立直流跳闸回路方案配置进行采用，不仅不会对直流回路造成影响，而且一组继电器中任何继电器发生故障也不会引发某些保护据动或者误动作发生，保护可靠性得到大幅度提升。
4.DCS服务器对3冗余设计进行采用，可大幅度提升系统的可靠性。单台机组配置5台操作员站，一台值长站，借助服务器权重配置冗余切换操作，比如操作员1、操作员2对Server1设置最大权重，操作员站1配置权重Server3小于Server2，操作员站2配置权重Server3大于Server2时，此种配置方式一旦Server1发生故障，两台操作员站均可切换到不同Server，确保单台服务器负荷率不会突然间大幅度增加，同时将操作员3、操作员4对Server3设置最大权重，在操作员站3配置权重Server1小于Server2时，操作员站4配置权重Server2小于Server1，从而对系统可靠性大幅度提升。
5.重点保护测点布置优化，比如原设计设置给水流量的三个变送器位于同一个保温柜内，一旦一个发生泄漏情况会对其余两个给水量变送器测量造成一定影响，因此可将变送器分散至不同保温柜内，避免其中一个发生泄漏对其它变送器造成损坏，进而引发保护误动作或据动的情况，对系统可靠性进行有效提升。
6.将辅机就地PLC控制进行取消，并全部纳入之DCS系统控制PLC就地控制范畴内。设备可靠性较差、故障率较高十分不利于运行人员日常工作，取消送风机、引风机油站、磨煤机、EH邮箱、润滑邮箱、胶球清晰系统就地PLC控制系统，直接在DCS控制范畴进行纳入，从而对系统可靠性进行提升。
7.分体设计应用于主要辅机调节装置的电动执行机构，由于通常情况下主要风机本体振动相对较大，风机液压调节装置的调动执行机构由于振动原因经常出现各类故障，对主要辅机的正常运行产生直接影响，因此将液压调节装置的电动执行结构控制部分与执行器机械部分进行拆分安装，将电动控制部分在振动较小的区域进行单独安装，从而预防由于长时间振动导致的各类故障，系统可靠性得以提升。
结束语
综合上述所言，传统技术下的机组安全可靠性处于较低状态，经常有各类故障发生，影响设备的正常运转，对正常生产造成严重影响，因此采用热工技术对机组安全可靠性进行提升和优化，采用上述优化措施运行的一段时间内，设备偶有故障发生，但因各类优化设计措施的执行，最终对设备停运以及降出力情况进行避免，为机组的安全稳定运行提供了基础保障。简而言之，通过一系列软件以及硬件系统方面的技术优化，机组安全可靠性提升的目的得以实现。
参考文献：
[1]刘莉.电厂热工自动化技术优化分析[J].山东工业技术，2015（20）：164.
[2]杜涛.电厂热工仪表与装置技术优化分析[J].中国高新技术企业，2013（21）：39-40.
[3]滕学海.也论电厂热工设备的优化[J].民营科技，2012（09）：100.
论文作者:黄厚凯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：回路论文; 机组论文; 联锁论文; 系统论文; 可靠性论文; 信号论文; 逻辑论文; 《电力设备》2018年第16期论文;