浅析热工自动化系统可靠性及常见故障处理

马先松

浅析热工自动化系统可靠性及常见故障处理

马先松

机组的安全稳定运行受到电厂热工自动化系统检修水平的直接影响。DCS系统随着大型火电机组自动化程度的逐渐提高变得越来越重要。而相应的检修规程随着热工自动化系统的快速发展也出现了新的内容。通过对热工自动化系统可靠性和常见故障处理办法的分析，提出了希望各个电厂能够足够重视热工自动化系统的可靠性，来保证DCS的可靠性和保证机组安全、稳定、经济的运行。

火电机组；热工自动化；自动化

在DCS系统对大型火电机组的作用越来越重要的现在，热控人员的面前出现了一个重要的课题，那就是如何提高DCS系统的可靠性。DCS系统具有故障率低、可靠性高、操作性简单和维护方便等优点，而这些优点让它成为了应用发展最快的控制核心和电厂生产实施过程控制的核心，机组运行的经济性与安全性和DCS系统直接相关。分散控制系统随着机组单机容量和热工参数的不断提高得到不断的发展，在发展过程中不断引入了新的通信方式、新的科学技术，在日益完善的DCS控制系统和越来越高的电厂自动化水平面前，运行人员的劳动强度被慢慢减轻，但是对热工自动化系统是否能够安全稳定运行提出了更加严厉的要求。

1 热工保护系统常见的故障分类

1.1 DCS硬件故障

DCS硬件故障一共有四种情况。分别是机柜内电源输出发生了错误，实际信号要求的类型和硬件跳线不一致，硬件本身出现了一定程度的损害，终端匹配器未接、通信线接线方向错误和拨码开关错误，和模块和底座接插不够严密。这四个故障常常表现为两个方面：①格式系统工作，但系统的输出不能驱动现场设备、显示的对应测点值不够正确；②加电后硬件板级出现故障，即指示灯显示的状态不太正常。

1.2 DCS软件故障

在软件升级修改后和系统投运调试阶段一般会出现软件错误，这种错误是软件本身造成。组态人员在进行工作量大和应用软件程序复杂的工作时，他们的沟通难免出现漏洞，所以必须按照规定进行软件修改的工作，才能避免应用软件出现错误。DCS系统软件的故障一共有七种：设备不工作或者系统的输出不能驱动现场的设备、网络通信忙碌而引起系统管理混乱、对应通道连接信号不匹配、主/从过程控制器组态信息不一致、一次元件更换后相关的变量参数设置不符合、计算机加电后硬件板故障、打印机不打印。

1.3 外部环境造成的DCS故障

这类故障虽然时有发生，但是故障的数量相对来说比较少[1]。主要是由于外部环境中存在的小动物以及环境中的温度、湿度、粉尘较高引起的。而也有一定数量是由于振动引起的故障，这类故障经常是焊接口开裂、仪表的接线不良、用于固定的螺丝钉发生松动等。还有一类故障是电厂器械的金属外壳受到化学物质的腐蚀，这是由于电厂所处的环境比较特殊造成的。

1.4 系统内干扰故障

DCS系统本身也会产生一些干扰信号，除了系统本身的干扰之外，外部环境也会产生一些信号干扰。这种情况是因为在电缆的铺设时没有把强电电缆和弱电电缆分开，或者强电电缆和弱电电缆之间的距离和他们之间的电流电压没有形成正比。而不带静电手套去触摸模块也会造成一定的干扰信号。还有一种情况也会产生干扰信号，那就是随意摆放从机架上拆下的卡件，而且没有把这些卡件放在接地良好的防静电毡上。

2 热工保护系统常见故障应采取的措施

热力系统的每一个部件或者系统局部出现的故障都会造成热工保护系统的触发，而出现跳机停炉的现象，导致最后出现严重的经济损失，这是因为热力系统覆盖着热力设备的所有参数，每个系统和系统之间都是相互制约的关系，一发而动全身。所以提高保护系统的可靠性是每个热控管理人员都应该重视的问题。

2.1 尽量采取冗余设计

现在过程控制站的电源和DPU的设计普遍是1：1的冗余设计。冗余设计也应该在一些重要的热工信号上进行，进行有效的监控和判断来自同一取样的测试点信号，为了分散危险，应该用不同的卡件放置重要测点的测量通道，来提高它的可靠性。应该用多点并相互独立的方法对重要测点就地取样孔进行设计。

2.2 采用技术可靠和成熟的热控元件

对热控元件可靠性的要求进行提高能够提高热控自动化的程度，所以DCS系统整体的可靠性十分依赖可靠的热控元件，热控设备的投资也应该根据热控自动化的要求不断的增加，所以在热控元件的使用上，在热控设备投资足够的情况下，一定要根据需要选择的热控元件的条件一定是品质优良和业绩较好的，切忌不能为了节省投资而使用易损坏的热控元件[2]，这样DCS系统的可靠性和安全性得到保护以及DCS系统的整体可靠性都能得到提高。

2.3 保护逻辑组态进行优化

降低热控保护系统的误动、拒动率和提高保护系统的可靠性和安全性都需要优化保护逻辑组态，优化保护逻辑组态具有十分重要的意义。例如磨煤机经常由于末次的施工问题造成的管路积灰而造成风混合风量测量点发生跳变，并且经常进行跳磨煤机。后来进行逻辑优化风混合风压力信号和风混合风量信号，这样就能对误动进行排除。

2.4 提高DCS硬件质量和软件的自我诊断能力为了提前预防和软化故障，热控工作人员应该加强对软件和硬件的自我诊断能力的研制。

2.5 严格控制电子间的环境条件

热控电子设备经常受到振动、灰尘、高湿度和高温度的影响。为了延长热控设备的使用寿命，必须严格控制电子间的环境条件。

2.6 对热控就地设备的工作环境条件进行改善

如果能够对热控设备的工作环境进行改良，就能最大可能的减少因为环境而导致热控设备出现的故障和造成的损耗。[3]

2.7 加强技术的培训

加强对热控人员和电厂工作人员的培训，能够有效的使热控相关人员的技术水平和处理故障的能力得到提高。

2.8 严格按照规定定期进行维护

这个属于预防的措施。对热工自动化系统的各个部件定期进行检查和维护，这样能够对设备欲将出现的故障进行预防，减小因为设备的损害而导致的损失，使每一个零件在每一天都是属于良好的工作状态。热工自动化系统的管理人员要做好对热工系统的日常维护和试验，保证设备的日常的正常运行。在设备周期性的停机时，要对热控自动化的设备进行彻底的检查和维护，特别是对设备的保护系统，更要惊醒彻底严格的检查调修，并进行仔细的保护试验。

3 结语

热控系统的安全性和可靠性随着电力实业和高新技术的快速发展变得越来越重要，虽然发电设备也渐渐向自动化和智能化的道路走去，但是无论没有哪个设备是能能做到绝对化的可靠的，即使是最先进的设备，也是绝对的“有故障”[4]。而我们要做的不是把故障绝对性的消除，而是要及时的检测出故障、预防故障和控制故障，从而避免故障进一步的扩大，这是热控人员们最高的目标追求。

[1]邵瑞.热工保护系统常见故障及处理方法[J].大科技，2015（13）：60.

[2]孙长生，朱北恒，王建强，等.提高热工自动化系统可靠性的技术研究[C].2008电站热工控制研讨会暨自动化信息化技术交流年会论文集.2008：231～236.

[3]徐文辉，李式利.提高热工系统接地可靠性与抗干扰能力探讨[C].第四届长三角科技论坛——长三角电力科技分论坛论文集.2007：137～140.

[4]刘艳丽.谈热工自动化控制在火电厂的应用及发展[J].黑龙江科技信息，2012（30）：93.

TM621.4

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1004-7344（2016）28-0111-02

2016-9-19

马先松（1989-），男，助理工程师，本科，研究方向为电力。