燃煤发电厂热工自动化设备系统风险及对策

山西阳光发电有限责任公司 雷建军

1 燃煤电厂热工自动化设备系统及其主要构成

1.1 燃煤电厂热工自动化设备系统

燃煤发电厂自动化设备的控制方法多样，包含了热工机械设备的自动化、监督控制和检测等问题，希望能在成本最小化基础上实现运行的最大化，保障在运行中保持一个安全稳定的运行状态。燃煤电厂在运行中需通过具备完善的设备系统的检测功能，对所有功能进行统筹规划、系统控制，保证燃煤电厂热工自动化设备能够稳健的运行[1]。一般来说，燃煤、机炉、电气、化学和燃煤电厂的所有的相关车间都需通过进行集中控制的方法来实现综合管理，集中控制一般通过两机一控的方法来实现控制，需通过机组的实践来进行组合，目前根据一种通用的形式来说明燃煤电厂热动控制的基本情况[2]。

1.2 燃煤电厂热工自动化设备系统主要构成

机组自动化系统。是建立在电厂热工自动化设备中的微处理器上的控制系统，包含了机器运转中的数据收集、对其他线路的控制、对模拟量的控制以及对监控系统的控制等多个系统的管理[3]。机组通过机组管理人员和显示屏幕对系统进行监督，在总控台上安装分散管理系统和控制按钮，利用中央控制系统对机组进行整体的管控，其他的分散控制器在显示器上显示出被控制情况。机组控制系统是通过燃煤电厂的集中控制系统对整个的机组进行管理控制，与其相关联的自动控制系统和连锁装置等都需在显示器上进行显示，完成各种工作要求，并需配备足够的换气设备，在机组控制台上需和其他相关辅助的辅助盘进行区分，对于辅助设施的启动运行和停机等需按照相对应的运行模式，由功能子组按照一个特定的顺序进行管控。

电厂监控自动化系统。包含了整个电厂的所有的运营数据的整理、对电厂的功能进行分析、对电厂所有关键的设备和信息的安全性管理工作。监控系统根据机组的生产情况和产生的生产数据以及电厂运营规范的相关规定进行系统参数的设定，变送器和相关的仪表设备都需根据高效率生产的标准来使用。

辅助自动化系统。是关于化学水的第一步骤的处理、凝结水的精细处理以及通风系统和煤运系统等系统的统称，通过对辅助车间的管理实现辅助系统的车间的控制。化学补给水等方面的管理系统在建立就地解决的基础上还需实现中央控制系统对其的管控，在进行调试完成后使用阶段可通过将就地控制中的CTR 转到中央控制中心工作。

2 燃煤电厂热工自动化设备系统风险及其成因

2.1 燃煤电厂热工自动化设备系统风险

由于DCS 系统在运行过程中出现不够稳定的情况，会导致电厂热工自动化设备出现一定风险，也就是说由于电源或自动调节部件出现问题，系统测压零件或测温零件失灵都会引发机组保护出现错误的情况发生。这些问题会使在执行操作时出现无法对远程控制系统实施操作，无法对监控发电机组的功能进行控制，机组运行处于不正常的状态。操作人员在此过程中会出现对机组运行情况产生错误的判断，从而导致事故朝着恶性循环的方向发展，电厂热工自动化设备系统风险加剧。

另外如DCS 系统对病毒抵抗能力欠缺也会出现风险。当黑客对系统进行入侵，电厂热工自动化设备系统的故障的发生率也会加大。燃煤电厂热工自动化设备系统的设备正在安装中出现的安装故障或热工设备的采购质量不符合采购标准，都会导致出现安全隐患。

2.2 燃煤电厂热工自动化设备系统风险成因

2.2.1 机组控制系统风险及成因

机组控制系统是电厂热工自动化设备系统中的重要构成部分，该部分出现问题的原因是UPS 的电源出现问题，会导致系统或电路的回路电源停供，原因有几方面：系统集中控制中的线路出现故障、电源出现故障或接头处出现松动等导致系统出现问题，或LCD 屏幕出现黑屏、断电等情况。通信的电线间接头处的负荷较大，承载的压力越大则会导致出现信号传递不够灵敏和稳定的情况，从而会进一步出现信号不畅通、系统出现死机的情况。另外，如硬件出现损伤或损坏、人员在操作过程中没有严格按照操作规范实施，都有可能会对热工自动化设备系统的主机带来损坏。计算机的系统软件也面临着黑客或者病毒入侵的可能，也有可能带来机组控制系统的损坏。

2.2.2 测压装置风险及成因

测压装置出现问题的原因主要来源于UPS 的电源或者是线路出现问题，回路线缆不通带来的供电失常会引起测量装置的传输功能无法正常工作。另外，还有可能是由于测量的零件或弹性失效出现了问题，这会导致数据存在误差；仪表仪器对于设备的压力、压强数值无法准确传导，压力表的数值出现错误，朝向最大值或是朝向最小值，差压表也出现类似情况；取样的设备由于长久工作出现磨损，导致的防摩擦力的效果不够理想，仪表在进行压力的传输过程中由于杂物的拥堵导致指针不够灵活，由于温度的影响导致测量的数值不够准确、出现测压不准等故障。变送器产生问题导致供电的能力减弱，从而引发导线出现问题或者UPS 的电源出现问题等情况。

2.2.3 测温装置风险及成因

测温装置的问题来源于线路出现损伤，或者是UPS 的电源的线路中的回路没有供电，会引起整个测温装置不能够显示准确的数值，另外，可能由于测量所使用到的零部件等出现损坏，会对测温装置中的指针带来影响，指针有可能向最大值或者最小值偏差，甚至出现指针不动的情况。元件安装的情况中安装不合适也会出现测温装置中的零部件的某个部位和所要测量的位置之间的接触不良，从而导致温度测量的数值不够客观准确；分散控制系统的组件输入点存在问题也会导致测温装置测温的数值不准确的情况，装置受到外部的磁场等影响也会出现测温装置测量结果不准确的问题。

2.2.4 机组保护装置风险及成因

机组保护装置出现问题后会出现机器错误转动或停运。在此基础上，燃煤电厂热工自动化设备系统出现问题的风险增高，原因来自多个方面：包含保护系统由于外来因素的影响导致问题的产生，来源于内部的零件问题导致的系统运行受到干扰，从而引起设备系统故障；在自动状态下进行电路切换时，电源的双路线路都处于停止供电状态，从而导致机组运行过程中出现错误判断；机器的系统在设计过程中存在漏洞，安全性能得不到保障，不能满足电厂热工自动化设备在运行中的需求；机组保护的装置的精确程度不够高，也会导致系统在运行中出现错误判断；传输的组件出现问题会触发系统唤醒保护机制；信号测点的线路出现故障；线路的接触点存在问题等。严重情况下会导致相关的测量设备出现测量数据错误的问题，从而引发拒动现象的产生。

2.2.5 自动调节系统风险及成因

该事故出现的风险原因也有多种：仪表的精确程度不高；通讯设备工作中出现骤停问题导致系统出现错误判断；系统内部芯片出现问题，情况严重时会导致运算能力出现状况，导致系统出现失控；系统传输过程中的信息出现遗失，导致系统的调节装置出现失控制；执行的零件出现老化问题，会导致系统中调节功能执行能力下降；线路的接触部位出现松动，检测零件不能正常工作，对于调节门的工作带来严重的不良影响；电源部分出现问题，导致机组部分出现失控状态等。

2.2.6 热工电源供电风险及成因

热工电源供电不足也会造成较大不良影响，该事故造成的因素也有很多方面，包含了电源的线路回路出现短路，出现严重的问题会影响电厂热工自动化设备供电情况。电源一旦出现短路的问题就会导致电路出现跳闸断电的情况；电源电缆的绝缘性不强，容易造成接地和短路情况；外部环境如果恶劣，对于线缆造成的影响也较大。

3 燃煤电厂热工自动化设备系统风险防范措施

3.1 技术方面的措施

实际操作技术方面的建议主要包含工人施工技术和增加预警装置等。首先工人施工技术的改善对电厂热工自动化设备系统风险防范起到关键性的积极影响，操作人员在操作过程中需提高对UPS 电源的稳定性，尽可能减少电源在切换过程中所需要的时间。并需不断完善系统电源的整体功能。

另外，设备的完善也能对热工自动化设备系统风险的防范起到积极影响，如安装声光报警装置能客观角度上有效地降低热工自动化设备系统风险，降低事故的发生概率。工作人员对于设备中的系统接口处需要进行检查，保障接口的安全性。工作人员需要将反措的相关要求作为根本，进一步的避免系统在运行过程中出现错误判断的概率，并且尽量地避免系统出现错误的运行和拒绝执行运行命令的情况。

对于热工系统的保护来说，系统的独立性影响较大。基于此，需要对热工的保护系统提高关注，为了保护其独立性，需要对热工自动化设备安装停机驱动功能或安装跳闸按钮，在系统运行过程中出现问题就能及时地进行跳闸或停机，以避免出现更大的问题。为了能够保障热工自动化系统的故障得到及时有效的修理，增加系统的追忆功能，能够对热工自动化系统运行过程中的问题进行记录，方便出现问题能够及时准确的了解具体情况，并及时解决，这对于单元组成的自动化系统有着非常重要的作用。

工作人员在实际操作中还需要对DCS 燃煤锅炉的炉膛的安全性进行监督。首先是对炉膛的质量的监督，在采购过程中需要严格遵守炉膛的采购标准，选取质量上乘的炉膛，避免由于质量原因导致的炉膛安全隐患。用其中的控制器作为例子来说，控制器的切换的方法需要设定为手动和自动，避免由于自动系统功能出现问题导致的恶劣情况下无法干预的问题出现，并且其中装置的数量也需要进一步添加。在进行检查的环节中，工作人员需要进行接地检测，保证压缩空气的品质，从而达到完善系统性能的目的。

另外，仪表盘的气源也是需要注意的一个问题，对于仪表气盘的气量需要进行掌控，需要拥有15min 的气体供应量，并且需要将仪表气源的输入渠道与其他的仪表零件进行区分，避免进气渠道与其他的零部件接触，避免由于进气渠道出现问题导致的热工自动化设备和系统的安全风险。

3.2 管理方面的措施

在实践中的过程中，对于安全的管理显得尤为重要，目前燃煤电厂热工自动化设备系统风险防范安全管理方面的措施包含了多个方面：工作人员岗位安全职责管理、燃煤电厂热工自动化设备系统风险防范相关的管理制度、安全管理应急预案和安全管理的监督、监控信息的管理等方面。其中燃煤电厂的热工安全管理的相关制度包含了热工自动化设备系统的监督管理的相关制度、热工自动化设备的日常检查制度和热工工作人员的相关的安全教育的管理制度、热工计量管理制度和热工的系统的不同级别的授权管理制度，热工自动化设备系统的病毒预防和预警制度、热工自动化设备工程师的管理标准的细则等。

加强热工自动化系统的风险管理，首先明确相关部门的工作职责和管理条例，并且细化到各个岗位的工作细则和需要尽到的岗位职责。必须严格制定相关的规范条例，并且在企业的运营过程中根据实际情况不断地进行条例的完善，保障各个岗位的工作都能够有管理条例进行约束。

强化操作规范，保证能够按照科学规范的工作程序来完成工作内容。另外加强管理，对热工自动化设备系统的管理除了对部门的管理以外，需要加强对部门的动态监督管理，对不同岗位工作人员的工作状态进行动态监督和评价，不断约束其行为，避免出现工作中的松散、懒散的工作状态和疲惫的工作态度。