如何在安装期提高热工设备的可靠性

宗越卓

摘 要：很多故障異常的起因都是热工设备的可靠性降低，引起的错误动作。大体可以分为测量失准、屏蔽干扰、火灾爆炸、防雨防水、误动、逻辑组态等几个方面。这些方面的问题在设备的安装期基本都可以得到很好的解决。

关键词：热工设备；可靠性

1选题理由

随着技术的发展，热工自动化系统已覆盖发电厂的各个角落，其可靠性决定着机组的安全经济运行。在设备的安装期间如果技术人员管控不到位，安装人员知识体系欠缺、技术水平不过关等都可能给设备的可靠性甚至机组安全经济带来无法估量的影响。下面我们通过几个案例来分析一下。

案例一

事件经过：

某机组运行中突然跳闸，首次故障信号显示为“轴承温度高”。

事件原因：

（1）基建安装时，引线未可靠固定。长时间运行测温元件热电偶的引出尾线逐步损伤断线碰地，地电位叠加在测量回路，引起温度变化。

（2）单点温度信号保护，可靠性差。

（3）速率保护定值设置18℃/s太大，降低了其保护功能。

案例二

事件经过：

某机组开始冲管，当时两侧送/引风机运行，热井换水，锅炉水冲洗。6：48分突然发生送风机B跳闸。

事件原因：

（1）9根信号线用同一根电缆。该电缆屏蔽线浮空未接至机柜接地排。

（2）就地接线盒处电缆屏蔽层引出时，有毛刺碰到金属电缆套管，形成两点接地产生地环电流，引起信号误动。

（3）虽该温度信号保护已设计为三取二逻辑方式，但因未设置信号变化速率大切除保护的功能，三点温度同时发生跳变时，导致了风机跳闸。

案例三

事件经过：

某厂精处理正常运行中，无重大操作，机组排水槽柜PLC柜突然断电，控制室失去监控功能。

事件原因：

（1）事发前多日下雨，房屋漏水。过多的积水经由金属软管流淌至废水泵出口门反馈单元，导致220V电路系统短路空开跳闸。

（2）各个220V电源反馈IO接线处未设置保险。

以上三个案例的直接原因都是热工设备的不可靠，间接原因都是安装期没有做好充分的事故预想及技术方案。

可见，热工设备可靠性对于火力发电的安全经济运行起着至关重要的作用。从上述案例中可以发现2个问题：

1、热工设备可靠性没有明显的表征：可靠性较低的时候不易被察觉，只有事故或异常时才能够发现。

2、大部分热工设备可靠性的提升在安装期就可以提高，可以使问题在质的层面发生改观。

2.安装期提高热工设备的可靠性的具体方法

热工设备是独立的，但是热工设备系统却是耦合的，比如它们来自同一段电源供电、在同一个控制器下、使用同一个电缆桥架、安装在同一片区域等等因素。想要提高它的可靠性就仅仅依靠上述三个案例或是更多的案例是远远不够的，我们必须要从多个方面考虑问题才能对整套热控设备系统进行解耦。

但由于笔者技术水平限制，仅对以下影响热工设备可靠性的共性问题入手：

2.1测量失准

（1）取源部件不应设置在人孔、看火孔、防爆门及排污门附近。

（2）压力取源部件与管道上调节阀的距离：上游侧应大于2D；下游侧应大于5D（D为工艺管道内径）。

（3）取样管路、排污管路多注重敷设角度充分考虑防堵防冻影响测量的真实性，尤其是我厂地处高寒区域。

（4）水平或倾斜管道上压力取源部件的安装应注意以下方面：

①测量气体压力时，测点在管道的上半部。

②测量液体压力时，测点在管道水平中心线以下成0°～45°夹角范围内。

③测量蒸汽压力时，测点宜在管道的上半部或与水平中心线以下成0°～45°夹角范围内。

2.2、干扰屏蔽

（1）电缆的分层布置，电缆群敷设在同一通道中多层水平电缆桥架上的配置，宜按下述电缆类别“自上而下”顺序排列：带屏蔽信号电缆[TC、RTD、（4～20）mA；DI、DO]、强电信号控制电缆、电源电缆、电动门动力回路电缆。

（2）除非控制系统制造商有特殊要求，否则控制与测量信号电缆屏蔽层应保持良好的单端接地。

（3）信号端接地的回路其屏蔽线应在信号端接地。屏蔽层接至信号源的公共端，避免形成屏蔽层环路。

（4）现场过渡连接时，电缆屏蔽线应通过端子可靠连接，保证屏蔽层接地的全程贯通连续性，不得有断层存在

（5）当电气信号进入DCS时，则应按热工要求一点接地，或加装信号隔离器。

2.3、火灾爆炸

（1）电缆桥架走向尽量避免高温区域、防火隔断间距设置合理。

（2）明敷电缆与热力管道平行电力电缆应至少1000，控缆应500mm；交叉情况至少要保证150mm和100mm.

2.4、防雨防水

（1）热工设备应充分考虑雨水或者消防水的淋溅浸泡，设有必要的防雨措施。

（2）电缆槽盒要盖板齐全，严防雨水消防水进入并积存。

2.5、误动

（1）设备外壳密封严密，安装牢固，避免物业公司保洁人员清理设备表面积灰时误发信号或引起测量波动。

（2）隔离门设置合理，不准多设备共用隔离门。

（3）禁止多个保护点取样共用一个取样点。防止管路堵塞、泄露等问题造成保护误动。

（4）某些易堵取样管路应加装防堵取样装置及吹扫装置，防治保护或调节误动。

（5）考虑风、介质、管道震动等引起的电缆外皮摩擦，防止电缆短接引起的信号误动。应予以固定或加装防护设施。

（6）设备电缆保护套管走向、弧度应合理，不应有电缆重力作用于设备接线端子的现象。

2.6、逻辑组态

（1）重要保护采用三取二、三取中等逻辑方式避免保护误动。

（2）连锁、超驰相关测量点应合理延时，避免信号波动引起涟漪效应。

（3）保护逻辑中应设置坏点切除，并且速率判断数值合理。

（4）安装期要着重检查逻辑的严密性和设备的动作先后时序。

3.总结

在安装期间，热工设备的安装量是相当庞大的，经常会出现顾此失彼的现象。这种现象给我们建设方的技术人员带来了极大的心理怠倦感。使得提高热工设备可靠性的工作难上加难，像一座不可攀爬的高山。

某厂利用大修期间提高热工设备的可靠性共测量电缆绝缘3000余芯、MFT继电器测试90余个、电缆保护套管更换近2000米，还有很多无法统计的工作，但是换来了相当显著的效果：2016年缺陷与2015年缺陷同比下降了50%。

由此可见，其实提高热工设备可靠性只要遵循一个准则——做好事故预想。要敢大胆的设想，以点带全把想到的可能发生的事故或异常都根治在萌芽状态，热工设备的可靠性自然就上升了一个台阶。

参考文献

[1] 孙长生《火电厂热控系统可靠性配置与事故预控》[M].北京：中国电力出版社，2010：17-18.