火电厂热控保护装置的维护策略

吴 超，朱 波，郭 骁，程 发

（黄冈大别山发电有限责任公司，湖北 黄冈 438000）

0 引言

随着火力发电厂汽轮机的装机容量和蒸气参数与以往相比有了较大的变化，但其热力系统的自动化水平较高，系统的结构和操作参数也比较复杂，这就需要火力发电厂的安全生产。系统装有热控制自动保护装置，以保证电力系统的安全、可靠地工作。当电网出现故障或危险时，该保护设备会自动发出警告和跳闸指令，防止电网出现重大安全事故。因此，在保证电力系统的安全运行中，火力发电厂的热控制自动保护装置是十分必要的。但是，保证火力发电系统的安全运行，需要保证热控制自动化设备的安全运行。所以，在火力发电厂，要加强对自动热控制装置的安全检查和维护。本课题的研究对于改善电力系统中的自动保护功能具有十分重要的现实意义。

1 火电厂热控保护装置的维护重要性

热控系统中的分布式控制装置是以计算机为基础进行信息传输和操作的，DCS 的控制系统中，以分布式网络为基础，保障了数据的建立。同时，由于计算机与信息处理技术相结合，在热控自动控制系统的帮助下，可以有效地处理各种数据和信息，使工作效率得到极大的提升。DCS 系统还可以将主电源和二级控制装置相结合，对主要设备的问题进行分析，在出现内部运行问题时，DCS 在通讯控制中起到很好的作用。该保护系统的主要目的是通过对主电源系统的模型参数、功能等方面的检查，确保所有的参数都符合设计要求，从而确保整个设备运行的安全性和稳定性[1]。

同时，火力发电厂的热控制保护系统能够精确地获取各个机组的工作状态，确保电力系统在正常工作状态下工作的同时，工作效率也会大幅提升。在国内，热控系统的正常运转是非常关键的，只要系统的工作正常，就可以有效地监测和控制系统的工作，从而减少了系统的经济损失。在国内电厂中，热控制是一个非常关键的环节，其可靠度直接关系到整个电厂的安全运行。在电厂机组的发电设备工作状态发生了改变，超过了标准的时候，热控制系统就会将相应的控制系统与其他设备连接起来，以防止事故的发生。因此，机组能否顺利地工作取决于其热控制装置的稳定性。

2 热控自动化系统分析

2.1 视频网络监控系统

视频监控系统包括摄像头、传输、控制、显示、记录，其中，高清摄像机采集电厂设备的操作、工作人员的工作视频、声音等，并将视频经由网络传送至计算机主机，由计算机向各显示器及视频装置分发视频。主机和员工可以通过PTZ 来控制摄像机的方位，并进行缩放动作，实现了对主机的多路控制。视频监控系统还可以实现视频处理，实现输入、播放、存储等功能，当电厂发生异常时，可以通过录像回放来查找故障的原因。通过对电厂无人值班的控制，可以有效地降低电厂自动控制系统的运行阻力。

2.2 分散控制体系

分散控制体系包括开发、维护、控制、运行、联网等部分，这样才能将通讯网络和分布式系统有机地融合在一起，形成相应的流程控制系统。利用模块合理灵活地配置了系统的功能[2]。比如，一个电厂的控制系统，覆盖了水、煤、灰等辅助设备，集中的监控点分布在各个单元控制室，与整个电厂的独立控制体系相连，从而达到了一个统一的中央控制体系。该系统具有以下特点：辅助车间的设备状态信息都集中在数据仓库中，具有报表、报警、历史记录、运行记录等多种功能。并且，操作人员可以在操作站点中对各系统的生产设备进行监测；采用双冗余的结构和双服务器结构，确保了系统的稳定性和安全性，实现了多个PLC 系统的信息和数据的整合，有利于分析、管理和优化生产。

3 火电厂热控自动化保护装置在运行中存在的问题

3.1 热控自动化保护装置工作时存在的问题

在热控制自动保护设备的正常操作期间，在对其进行性能检查时，若不符合规定的标准进行试验，则需要对其进行精度控制；这将造成对控制系统的热控制自动防护设备的工作能力评价不准确；如果不认真地对其进行分析，很容易造成安全问题，危及到火电厂的热控制自动控制系统的正常工作。

3.2 热控自动化保护装置在维护中存在的问题

对火力发电厂的热控自动保护设备进行维护是一项十分重要的工作，同时，火力发电厂的热控自动保护系统也是一项涉及各种高精度的设备，因此，在维护火力发电厂的自动热控保护设备时，需要对热控自动化保护装置进行维护，很有可能会遇到各种各样的问题。一般来说，故障发生的主要原因是在对自动热控系统进行维护时，不了解自动热控制系统的基本结构，很难迅速、高效的找到故障所在的区域。同时，负责维护热控机的工作人员，也没有意识到在维护热控机过程中存在的诸多问题，并没有严格的执行维护规程[3]。

3.3 热控自动化保护装置管理中存在的问题

由于火力发电厂在保障人们的日常生活中起着举足轻重的作用，因此，通常来说，火力发电厂拥有的发电设备、供热设备的数量和规模都比较大，这就给火力发电厂的设备维护和管理带来了诸多问题。火力发电厂的设备管理人员，每天都要面临着大量的检修问题，这些问题往往会使火力发电厂的设备运行出现问题，使其无法正常的生产。同时，如果火力发电厂的工作人员不能及时发现故障（比如线路故障），火力发电厂的设备就会发生各种故障，从而影响机组的正常运转。

3.4 调试过程不合理

调试完毕并不意味着就是完成，还需要一段时间的测试，确认系统、热控元件是否有问题，才能真正完成测试。但是，一些调试技术人员对此还不了解，存在着一种急于上进的情况，在调试完毕后马上停止测试，这就造成了很多的安全隐患。同时，缺少静态调试，也是导致热控系统性能不能充分发挥的主要因素，从而制约了热控系统保护作用的发挥。

3.5 系统稳定性不佳

目前，电力系统的耗能情况越来越严峻，大部分电力所需的地区都是距离较远、目标较多，过程比较复杂，运输速度也比较慢，所以在火力发电厂的热控系统中出现了一系列的故障，系统故障会导致电能的大量损失。相关技术人员应该定期进行设计、运行、安装、调试、后期维护，避免关键设备出现故障，从而影响到整个系统的正常使用，制定合理、经济、科学的设计方案。

4 火电厂热控自动化保护装置的维护方法

4.1 建立完善的装置维护程序

为更有效地推进火力发电企业的热控式自动防护设备维护工作，有关单位要结合现场实际，结合现场的具体情况，制定健全的维护规程，保证设备维护工作的顺利进行。例如ETS，其保护环境主要有轴承振动大、锅炉灭火MFT、EH 油压较小、主保护等。在电力生产实际中，蒸汽机车在能源转化中起着至关重要的作用。ETS 一旦出现故障，在一定的防护状况下，其防护效率将大幅下降，或彻底失去作用，这将会对电力系统的运行造成不利影响。因此，若有关单位能建立健全的维护流程，并对ETS 进行定期的维护，则可使ETS 的安全性问题得到有效的解决；通过对ETS 的分析，可以把安全隐患扼制在摇篮中，并能有效减少ETS 系统的失效所造成的负面效应。

在整个流程中，ETS 系统维护流程应当包括设备简介、维护范围、维护目的、风险分析策略、危险识别方法、操作条件、维护过程、维护工具、品质规范，以及ETS的维护日志。在实施维护工作中，维护人员需要针对现场的具体工况，对ETS 的转速探头、压力开关、主汽门关冲程开关进行检查；对电磁阀门、I/O 模具等进行整体的表面形貌进行全面的检验，并根据产品的品质和维护需求，对其进行更新换代和维护。维护结束后，维护员要对其进行操作测试，从中找出可能存在的微小问题和潜在危险，并制定出科学、合理的改进方案，为装置的良好运转打下了良好的基础。

4.2 实行热控控制的逻辑优化，降低误动和拒动

如果单个的故障信号是连锁的，则会导致故障发生，导致热监控设备的工作不正常，从而影响到整个系统的正常工作。不管是系统自身的故障，还是外部的外部环境对它们的工作造成了不利影响，都会使这些单一的测量数据产生不寻常的变化，从而引起更多的故障。因此，在新机组的逻辑设计，以及在日常工作中的操作中，都可以使用容错逻辑来进行，并对可能存在的问题进行改进。减少了误动、拒动的可能性，保证了系统的安全工作[4]。

4.3 热控自动化保护装置的静态维护

热控制装置的静态维护时要确保设备的电力供应。如果电源出了问题，整个系统就会瘫痪，甚至会对主机产生很大的影响。在对其进行静态维护时，务必按照维护作业的规范次序进行实际作业。首先，要对设备的绝缘特性和接地电阻的连接状态进行全面的检查，如果连接状态良好，则保证电力设备在操作中的稳定性。其次，需要对热控制装置中的模具进行全面的检查，这主要是由于外回路的功率大，会直接地破坏模具部件。所以，需要要加强对它的维护，在检查I/O 模具的时候，要把它的外部和电源的连接和安全都切断，然后对模具进行彻底的检查。再次，在进行深入的系统测试时，还需要对终端柜和外回路进行检查，以保证热控设备的正常工作，保证火力发电厂的安全运行，真正的满足人民群众的用电需要。

4.4 优化对热自动控制装置的控制

对热控信号的检测是火力发电厂自动保护系统维护中的一个重要环节，当温度（工控）控制系统出现不合格、不稳定时，维护人员要对其进行全方位的检修，确定其信号是否受外部环境的干扰，是否出现了问题。同时，有关单位要加强对自控系统的监控，对外部环境的影响进行科学、合理的排除，认真查找各种故障和问题，提出一种可行的方法来改善系统的运行（工作或控制）控制系统的稳定性。针对某些比较特殊的热（工控型）控制系统，维护人员要时刻保持高度的警觉，定期进行维护和保养，并做好日志，以保证机组的安全稳定。针对频繁发生问题的机组，要针对其内部问题进行深层次的剖析，针对其具体状况，进行科学、合理的改造。这样，维护人员就可以及时向有关单位汇报，以便能有效地推动设备更新，使电厂机组的安全、稳定得到进一步改善。

4.5 积极研发新技术

在实际操作中，应注意以下几个问题：首先是建立数据管理部门，负责储存与热控制自动化设备的相关数据、信息，为后续维护工作提供可靠的基础和支撑；其次，对维护数据进行分类、存档，防止数据遗失，增强数据的完整性[5]。此外，可在现有的热工自动化设备中进行研究，将EIC 集成技术应用于其中，EIC 集成技术是将仪器控制设备与电脑控制设备相结合，并由DCS来实现，从而提高了系统的整体控制力，并赋予各个子系统相应的控制功能。更好地适应集成系统，持续推进热控制与保护设备的发展。

4.6 减少预期故障产生的可能性

在实际使用中，一些问题可以提前发现，因此，要对相关的危险进行及时的排除，需要进行深层次的研究，要充分了解所有的故障情况，并制定出有针对性的解决方案。如果在工作时，可以事先设定一个专用的警报，当这个信号被发送以后，就会自动地进行还原操作；同时，排除了现场存在的一切有可能造成系统故障的原因，并提醒值班工作人员注意监控系统周围的环境，并对监控设备进行检查和验证。检查的时候，需要按照设计图，将连接线、通讯电缆和接地线，都安装到基本的维护体系之中，这样就不会出现接地线松动引起的信号传输，降低了安全性。

5 结语

在国家有针对性的技术检修和安全维护管理政策的支持下，满足这类保护装置稳定的运行要求，降低该保护装置在火电厂日常生产活动使用过程中的运行风险。有效地维护热控系统的自动保护装置，可以进一步优化火力发电厂的设备运行环境，全面地保护锅炉的性能，保证锅炉的安全，这样可以使热控自动保护设备更加高效，从而有效地提高火电厂的生产效率。