摘要：随着我国社会的进步和国民经济的发展，电力建设工程的规模不断扩大，其自动化水平不断提高，自动化程度日益集中，对于热工仪表和控制系统的要求越来越严格。热工控制系统装置安装的质量直接影响着整个机组的安全运行和经济效益的好坏。火电厂热工控制系统越来越得到普遍应用，而且人们也越来越认识到重要性，有利保障着电厂的安全运行。以往的研究往往是从某个具体的控制系统着手研究其故障形式和诊断方法，要实现其控制系统状态维修必须从整个机组考虑故障检测与诊断问题。
关键词：火电厂 热工控制系统 故障诊断规划 实现策略
热控保护系统是火力发电厂一个十分重要的不可或缺的组成部分，其对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。它在主、辅设备发生某些可能引发严重后果的故障时，能够及时采取相应措施软化故障、保护设备、使设备停机待修，从而避免发生重大设备损失损坏或人身伤亡事故。在主辅设备正常运行时，如果保护系统因自身故障而引起动作，造成主辅设备停运，成为保护误动，这会造成不必要的经济损失。在主辅设备发生故障时，保护系统因发生故障而不动作，称为保护拒动，这回造成事故不可避免地扩大。所以需要我们进行不断地探究，对故障进行诊断和提前预防。
一、火电厂热工控制系统故障诊断
1.测量模件故障。测量模件异常会引起机组跳闸的故障占比较高，但相对来讲其故障原因的分析查找和处理较容易。引起模件异常的原因有硬性故障和软性故障两种，硬性故障只能通过更换模件才能恢复系统正常运行，而软性故障通过复位或初始化有问题的团建，即可使系统恢复正常工作。
2.热控元件故障。热控元件使用较长时期后会出现老化或质量问题，如温度、液位、流量、电磁阀等元件，此时系统不能实现准确识别，那么就会出现错误信号，系统就会据此发布错误命令，引起系统发生误动或拒动现象。在一些火电厂的热工设备故障当中，这种情况占较高比重，严重阻碍着整个系统的功能，威胁着火电厂的安全运行。
3.电缆回路故障。因为电缆分布不科学也会引发电缆回路故障，如将电缆布设在高温地区、有时还会出现电缆老化、绝缘层损坏、接线口遭到水的侵蚀等，会导致线路出现接触不良、断开等，也会引起热控设备工作误动。还有，因为工作人员操作中出现失误，如走错间隔、没有认真观察端子排接线，不能正确应用万用表等，也会造成电缆回路发生问题，导致热控设备工作误动。
4.设备安装缺陷故障。火电厂热工控制设备要求内部各个子系统之间协调运行，要求应用多种技术和多种设备。如果设计、安装、调试过程中发生失误，也会引起热控设备误动。如汽包水位变送器环境温度会使测量不准，一旦出现水位虚高则会引起汽包低水位保护拒动，由于测量系统发生问题而不能保护自身正常运行，会导致锅炉缺水。如果汽包汽水取样管设计不合理，会导致水位表量成出现失误，汽包水位测量会引起误差，会进一步使水位跳闸信号的可靠性受到严重影响，使锅炉发生问题。
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二、火电厂热工控制系统实现策略
1.回路方面。回路层的主要诊断方法是基于模型的故障诊断。回路层的故障诊断可以采用典型的残差方法如下。首先利用静态模型产生残差，对于一些简单过程，其输入输出关系可以用静态模型来表达，则可直接利用其静态模型的输入得到其输出，实际的输出与模型的输出之差即可作为残差信号。然后利用观测器产生残差，即通过过程的输入输出以及过程的动态模型，借助于观测器重构过程的测量值，重构信号与实际信号的差值作为残差。最后利用参数在线估计产生残差，参数估计方法根据模型参数和相应的物理参数的变化来检测和分离故障。该方法需要找到模型参数和物理参数之间的一对应关系，相比状态估计方法而言，更有利于故障的分离。但是在进行参数估计的时候，往往需要过程被充分激励。
2.选用合适的控制系统，采用重要卡件（CPU、通讯卡件、交换机等）冗余布置来提高DCS控制系统的容错率，降低系统硬件故障导致保护动作的概率。这种方式早已在相关的故障排除中得到了广泛的应用。同时重要的保护信号可分别接入冗余的SOE卡件，并对于取样自同一样本的测点信号进行高效率的监控和相应判断，对于较为重要的测点的相关测量通路的布置应该遵循不集中的原则，以提高系统的安全性。对于相关测点在当时的就地取样孔方面也应该采取分散多点的原则进行取样，这样的做法可以提高相关工作的可靠性，对于故障问题的处理也起到了便利的推动作用。?
3.定期对相关设备进行维护。热控设备需要长时间、高负荷地运作，因此必须要确保对其进行定期维护的工作的进行。要想达到这个目的，就必须从相关的制度上入手，为其维护工作的顺利进行提供制度保障。如此的做法才能使其在运行的过程中如果出现了什么安全方面的隐患会被及时快速地检查出来，确保其运行环境的安全可靠，确保相关工作的质量。而当热控设备处于停止状态的时候，就是一个很好的维护时机，因此相关的工作人员必须抓住这一有利时机，以认真负责的工作态度、积极饱满的工作热情投入到设备相关的检查工作之中。在检查过程结束之后，还有一件重要的事情不能忘记，那就是必须做好校验方面的相关工作，让其达到合格的水平才能继续投入使用。?
4.改善相应的就地设备的工作环境以及与其有关的各种条件。就地设备长期工作在十分恶劣的环境之中，这种环境经常充满了雨水、辐射，所以必须对相关设备做好防水、防辐射以及阻挡相关干扰源的干扰等工作。如果有充裕的外在条件，那么完全可以将就地设备安装在保护措施较为完善的仪表柜里面。如此就可以对雨水、辐射产生很好地阻挡作用，让其工作环境得到了根本性的改善，有利于相关维护工作的顺利进展。?
三、总结
在日常使用过程当中，即使应用的设备再先进也会出现质量问题，所以一定要重视做好研究故障和排除故障的工作，尽量预防发生各种故障，提前检测，对发现的故障迅速进行处理，才有利于系统的可靠运行，防治出现不必要的经济损失。
参考文献：
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论文作者:龚鹏
论文发表刊物:《中国电业》2019年20期
论文发表时间:2020/3/10
标签：故障论文; 设备论文; 火电厂论文; 控制系统论文; 工作论文; 热工论文; 系统论文; 《中国电业》2019年20期论文;