提高火力发电厂热工保护可靠性方案与策略探讨

刘其君++朱晓云

【摘 要】通过分析北方电厂公司发电的热工保护可靠性与稳定性，结合国内典型配置的热工保护要求，从配置、逻辑设计以及发电厂维护管理等方面提出了有效措施，保护热工单元模块，避免故障的发生，提高热工保护的可靠性和稳定性。

【Abstract】Through the analysis of the thermal equipment protection reliability of the northern power plant power generation company， combined with the thermal equipment protection demand of domestic typical configuration， paper puts forward the effective measures from the configuration， logic design and power plant maintenance management， to improve the reliability of thermal protection ， protect the thermal protection unit module and avoid failure.

【关键词】热工保护；逻辑设计；维护管理

【Keywords】thermal equipment protection； logic design； maintenance and management

【中图分类号】TM621 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0192-02

1 热工保护拒动误动原因分析

1.1 控制系统本身造成的保护误动

控制系统主要包含中央控制器、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。CPU故障是常见的一类故障，还有就是指令或者信号传输过程中的一些问题也就是所谓的信号中断问题，电源控制系统故障等都是发生概率较高的故障。它们是由误操作造成的。作为发电厂机组当中的相关机器很容易出现连环跳闸的事故，进而造成电厂当中关于高压主蒸汽阀门出现事故，导致整个系统不能正常工作。

1.2 外围设备造成的保护误动

外围设备主要涉及一些物理量的测量问题，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。有的是器件本身的原因造成的，在自身原因当中自然老化是重要因素，同时存在设备安装过程中的不得当也会造成保护电路误启动，这一系列问题都会使得系统的主、辅设备的故障。作为发电厂1套200兆瓦机组，有时会出现突然关闭的情况，造成炉内压力在10s以内升高，1900Pa高压锅炉炉膛保护设施瘫痪，MFT动作造成整个系统关机。由于主机6瓦的温度测量点的故障，过温保护信号传到中央控制器当中，涡轮实现了保护功能，单元跳闸造成的1个发电厂发电机组整体不能工作。

1.3 逻辑设计及软件造成的保护误动

逻辑设计不合理使保护系统发生不正常运行的状态，设定值不准确，PID参数自动调整就会出现很大的误差。作为发电厂1台300 MW机组的风机反馈和指令偏置，由于控制由同一模块驱动2个风扇调节，在主、副开关控制模块中的一个风机叶片阻尼器，当主模块100 s 正常工作后，辅助模块又出现跳闸的现象，导致锅炉不正常工作，炉内的温度降低，从而使整个系统停止运转。

2 热工保护故障的应对策略

2.1 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。

2.2 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。[1]

2.3 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，三个選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。

2.4 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。

3 结语

论文从热工保护入手，对于不同的着手点都有对应措施进行热工保护，这样就可以有效地提高热工保护的可靠性， 尽最大的可能性使失误或者由于其他因素导致的损失降到最低，最大限度地防止保护误动、拒动的发生，让整个系统能够稳定地运转。

【参考文献】

【1】杨向东，陈鹏.分散控制系统中通信方式问题探讨[J].中国电力，2004，81（3）：67-68.