提高火力发电厂热工保护可靠性方案与策略探讨

提高火力发电厂热工保护可靠性方案与策略探讨
摘要：为了更好地确保火电厂得到高效地运行，就必须在热工保护中采取可靠性的方案，并实施针对性的策略，才能实现其运行的最优化。

因而本文正是基于这一视角，从火电厂热工保护拒动和误动的原因分析入手，就如何提升其热工保护的可靠性提出了具体的方案和策略。

关键词：火电厂；热工保护；可靠性
一、提高热工保护可靠性的重要性
1.1降低DCS系统失灵发生率，减少热工保护误动、拒动
近些年来，随着技术的进步和电厂竞争的激烈化，电厂机组设备不断更新，性能不断增强，主要表现为：发电机组容量不断增大，参数不断提高，热工自动化程度逐渐提升等等。

特别是随着DCS分散控制系统的发展和应用，依托其强大的功能和优势，极大地提高了机组的安全性、可靠性、经济性和稳定性。

但是，随着机组容量的增大，参与保护的热工参数自然也不断增多，致使机组或设备误动、拒动发生率明显提高，热工保护误动、拒动的情况时有发生。

因此，提高热工保护系统的可靠性，对于减少DCL系统失灵情况，降低热工保护误动、拒动等具有积极意义。

1.2提高机组的安全性、可靠性和稳定性
热工保护系统作为机组必不可少的重要组成部分，其可靠性直接关系到机组设备运行的稳定性和安全性。

热工保护系统的作用是当机组设备在运行过程中参数出现异常时，自动联动相关设备并及时采取相应的措施加以保护，以软化设备或机组故障，避免发生重大设备损坏或其它更为严重的情况。

因此，如果热工保护系统自身存在故障，在机组设备正常运行时，易造成设备停机，我们将这种情况称为保护误动；在设备运行过程中发生异常时，热工保护系统因发生故障而不动作，称为保护拒动。

无论是保护误动还是保护拒动，都会给电厂造成不必要的损失。

因而，提高热工保护系统可靠性，是提高机组设备运行稳定性、安全性和可靠性的关键
二、热工保护拒动误动原因分析
2.1控制系统本身造成的保护误动
中央控制器、辅助设备、信号输入输出装置、相关的一些必要的模块和电源系统是控制系统主要构成元素。

常见的故障包括CPU故障、指令或者信号传输过程中的某些问题(也被称为信号中断问题)，电源控制系统故障等等。

这些发生概率高的故障都是由误操作造成的。

发电厂机组当中的相关机器经常要面临连环跳闸的情况，进而导致电厂中的高压主蒸汽阀门出现意外，整个系统因此无法正常运转。

2.2外围设备造成的保护误动
外围设备会影响到一些物理量的测量精确度，物理量包括温度、炉内的压力和锅炉水的流量、液压开关、锅炉的阀门等。

有些问题是器件自身的原因，其中尤为重要的原因是自然老化，如果设备安装过程中存在操作不当的行为也会出现问题电路误启动，有可能导致系统的主、辅设备出现故障。

发电厂内1套200兆瓦机组，有可能会突然关闭，导致炉内压力在10秒内升高1900帕，造成高压锅炉炉膛保护设施瘫痪，MFT动作使得整个系统关机。

主机6W的温度测量点出现意外，过温保护信号传到中央控制器，涡轮运转保护功能，单元跳闸，由此导致1个发电厂发电机组无法运作。

2.3逻辑设计及软件造成的保护误动
逻辑设计不科学有可能导致保护系统出现无法正常运转的情况，设定值不正确，PID参数会自动调整，可能相当大的误差。

如果发电厂有一台300MW机组的风机，它的反馈和指令出现偏差，由于控制是由同一模块驱动的2个风扇进行调整，当主模块经过100秒的正常运转后，辅助模块又容易出现跳闸的现象，导致
锅炉无法顺利运转，炉内的温度下降，从而导致整个系统难以运作。

三、热工保护故障的应对策略
3.1优化保护系统配置
①辅助设备在系统当中也起到相当关键的作用，整个系统当中分为很多的子
系统，每一个子系统的测试点都是重要的，当系统出现故障检测时可以对每一个
子系统进行检测，对子系统的测试点进行检测能够提高办事效率。

对每一个子系
统检查一遍，可确保系统可以正常运转。

每一个子系统也可以看作一个单元，故
障发生时不必对整个系统进行检测从而节约时间，要对子系统的检测点进行判断
和检查。

②ETS蒸汽轮机的主要保护系统依靠DCS进行运转，有些仍采用独立控制系统。

不管用什么办法进行修复工作，我们都需要对系统有一个备份，这些都是PLC可编程软件当中的控制器所能掌握的，这样可以使系统更加稳定，在故障来
临时可以从容面对，不会受到很大的影响。

3.2强化保护信号管理
①冗余点在输出或者输入口的连接应该是不相同的；当线路安装的双向开关
应该要有保护触点，防止由误操作引起的抖动和断线；一些很重要的辅助装置也
同样需要有所防备，当收到指令之后进行下一步操作时，MFT可以通过断路器的
开关触点得到相应的信息。

②从保护信号采样装置出发，使用的方法类似于量筒等带刻度的设备，炉内
压力、润滑油压力、真空度、速度等重要参数开始采取冗余配置，信号没有条件，应采取其他相关逻辑信号，提高信号可靠性。

③主燃料跳闸MFT在保护装置、点火系统故障和防火层等重要电路都是以
火灾探测信号为标准，加强维修火灾探测信号防止火灾检查发生遗漏的情况，可
有效避免锅炉保护电路失去作用，脱扣和粉化系统可以避免锅炉防火误操作事故。

3.3优化逻辑设计
①所有重要的模拟信号输入设计应具有以下功能：数量限制，变化率判断以
及信号的精确度；当一个发射机出现故障时，三个选定逻辑中的一个或者两个出
现问题的时候系统自动进行优化；当系统无法手动进行关断时，光声报警就会自
动进行等。

②设备当中的安全电路也需要有相关的编程软件作为后台的支持，这样可以
使安全防护发生错误的机会降到最低；设定值必须科学准确，如锅炉水位保护的
固定值设定，根据锅炉厂参考水平测量确定不同的计算和安装过程数据。

3.4加强维护管理
①每个模块都由专门的人员进行看守，责任到人，同时相关人员要对整个热
工系统的流程相当熟悉，不仅仅对图像处理这方面有一定的了解跟学习，还要对
每一个子系统是如何操作的也有有所掌握。

当系统出现故障的时候要快速准确的
找到问题的所在，尤其是有的操作系统是由工作人员进行手动输入的地方更要注意，避免这种因为人为失误造成的系统抛锚，更应注意定期在屏幕上检查工作，
准备由切换测试设备，操作人员逐一检查，应检查保护和待机辅助联锁（待机）
输入。

②没有按照有关规定办理手续的禁止进行开关保护的操作，并强制参加DCS
中的信号点保护；如果热保护装置系统，（包括检测设备）故障，应由总工程师
下达快速处理后的工作指令，低油压保护装置在机组运行时禁止在出口处；配置
更改应在关机期间，并修改结果和相关系统的模拟测试，确认更改以满足设计要
求可以正常运行。

③充分利用寄存器保留的之前的数据等进行在线监测和记忆手段，对硬件设
备的日常性能进行检查。

DCS设备提供历史记录恢复装置和实时监测的良好参数，可以通过这些装置查询检测元件和夹持件，并通过端子板和其他通道的操作特性
的历史和实时观察，找到硬件存在的问题，以便于相关的工作人员进行检修和维修。

结束语
热工保护系统的可靠性直接关系到机组设备的可靠性和安全性，在技术、管
理体制上积极采取措施提高热工保护的可靠性，是提高机组安全性、经济性的要求，也是增强电厂竞争力，促进电厂长久发展的要求。

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