探究电厂热控保护装置检修与维护及关键技术

国能浙能宁东发电有限公司 段墨棪

电厂运行过程中，热控保护装置发挥着至关重要的作用，不仅保障电厂安全运行，同时可创造更大的经济效益。故此，电厂须定期对热控保护装置展开全面化的检修和维护，结合常见装置故障类型，针对性制定装置检修方案，及时更换零部件，避免由于设备损坏，而发生重大运行事故。

1 电厂热控保护装置与DCS 控制系统

电厂运行期间，热控保护装置融入先进的科学技术，运行性能和质量逐步提升，可以满足电厂的生产发展要求，加快电厂发展脚步。热控保护装置工作原理：当发电设备运行阶段出现故障，热控保护装置能够自动启动，科学化处理故障设备，以此保障发电系统的安全性，降低设备故障带来的影响，避免产生重大的经济损失和安全事故。同时，电力设备出现故障时，此装置不仅可以维护系统安全，还能科学检修和维护，避免此类故障的再次出现。DCS 控制系统的合理化运用，能够进一步提高装置自动化水平，系统由不同单个机组组成展开连续性生产，包含硬件体系结构、软件体系结构[1]。但系统运行阶段常常出现拒动和误动的情况，间接对热控保护装置造成影响。

2 电厂热控保护装置常见故障

2.1 供电故障

与电厂其他设备不同，热控保护装置具有独立电源，不会受到其他因素的影响，但也会造成供电故障频繁出现。正常运行过程中，若发生供电故障，热控保护装置将停止运行，无法保护设备元件运行的安全性。供电故障可分成电流不稳、线路漏电、线路连接错误、短路等。

2.2 回路故障

对于电厂热控保护装置而言，回路故障类型包含断路、误接、回路等，其中回路问题对整个装置影响较大。回路故障指：一部分回路线路在其他因素的影响下发生短路情况，若未能快速切断线路，极易导致部分设备元件、线路被烧毁，最终造成热控保护装置停止运行。同时，一旦发生回路故障，控制中心将无法获得设备信息数据，保护装置也无法获得指令[2]。

2.3 传感器故障

热控保护装置运行期间，应实时采集和分析电厂设备数据，当传感器出现故障，将出现信息采集不及时、误差大、不准确等情况。以传感器损坏程度为依据，传感器故障可分成损毁、失效、误差三个等级，其中影响传感器正常运行的因素包含短路、断路、回路线路接线不严密等。

2.4 DCS 系统软件故障

热控保护装置运行期间，对DCS 系统的依赖性较高，而若此系统出现故障也会影响保护装置运行效果。从系统硬件层面考虑，常见故障包括插接松脱、电源输出错误、硬件损坏等，主要影响因素为电流、电压、温度、人为等。其中，插接松脱故障主要由正常运行阶段自动松脱或者线路接驳不合理等造成。

3 电厂DCS 系统关键参数性能测试

电厂热控保护装置运行期间，DCS 系统发挥关键性的作用，需要技术人员明确系统的关键参数，制定系统化的参数性能测试方案，了解DCS 系统软件故障特征，以便于针对性展开装置检修和维护工作。测试控制器开关量采集实时性过程中，主要利用开关量输入模件完成采集工作，系统化分析开关信号的处理水平。具体操作流程为：增加计数逻辑块，与D1通道连接，再通过信号发射器向通道施加方波脉冲串，空间占比为50%，并设置n 个脉冲个数，同时缩小脉冲宽度，当计数器无法正确计数停止操作。测试结果见表1，通过分析测试结果可知，当控制周期为100ms，DCS 也能正确技术，50ms 档位下丢脉冲。

表1 控制器开关量采集实时性测试结果

4 电厂热控保护装置的检修与维护的关键技术

4.1 加强传感器检修和维护

在检修与维护传感器过程中，技术人员应重点检查设备精度，当精度符合相关规定和要求，表明传感器可以正常运行，而若标准值与实测值差距较大，则表明传感器可能存在故障隐患。对此，技术人员需要做好精度校准处理，保障测量结果的准确性，能够真实反映传感器运行情况。另外，多角度分析热控保护装置的影响因素，之后采取相对应的解决方法。如当工作环境温度过高，或者粉尘颗粒多，降低传感器设备的精准度和灵敏度，故此技术人员应调节运行环境温度，并加强对电厂周边环境的管理。

4.2 优化热控保护装置的逻辑组态

热控保护装置运行期间，逻辑组态所测量的信号，可以维护系统设备稳定运行，主要通过信号灯闪烁传递设备运行情况，以此精准判断保护装置是否存在故障。若运行期间逻辑组态的实效性下降，将无法保障测量信号的可靠性，最终出现装置故障。同时，热控保护装置系统组成呈现复杂化特点，软件和硬件极易受到外部环境的干扰，需要对逻辑组态进行合理优化，并部分元件进行优化，不断提高逻辑组态的实效性，使其处于稳定运行状态。

4.3 电厂热控保护回路误动处理技术

热控保护装置运行阶段，DCS 系统包含多种内容，运行流程混乱且繁多，加之操作对象能力有限，极易出现误动情况，而出现重大运行事故。具体表现为：未完全解除连锁保护时，相关人员进行元器件的检验工作，而影响部分测点，最终出现误动动作。当维修机构出现异常情况，工作人员对系统信号展开全面检查和测量，而在这一期间极易串联DCS 系统的控制回路和电信号，导致子模件、子板受到损坏。同时，检测和维修期间，主要以测点、主电机等设备为中心，技术人员多选择联动检测方式，但DCS 系统由多台服务器组成，电缆、电线交错复杂，工作时常常出现信号差等问题，影响发电机组运行的稳定性。

回路误动原因包含：一是人为因素，技术人员检修工作不到位、误判端子排接线等；二是电缆接线故障，由于电厂设备长期处于潮湿、高温的工作环境，加快了电缆的老化速度，绝缘性能显著较低，发生短路故障而引发误动情况；三是热工元件故障，在压力、阀门位置、温差等因素的影响下，热工元件信号误发现象时有发生。

鉴于以上情况，处理热控保护回路误动情况时，技术人员应根据引发原因，采取针对性的处理技术，提高回路误动处理效果。具体而言：其一，改善DCS 电源切换问题。热控DCS 控制保护系统运行过程中，电源切换方法为采用两条冗余电路，但由于系统属于单独供电，常常发生电源故障，出现供电异常的现象。对此，应调整电源切换方式，将第一路电源作为负载电源，第二路电源为辅助电源。

其二，强化DCS 系统的抗干扰能力。实际工作中，应重点完善接地系统，优化和改良接地方式，并选择大截面的通道线，电阻不得超过2Ω。接地极过程中，需要与周边建筑物保持15m 左右的距离，并与强电设备之间的距离大于10m，促使DCS 系统具有良好的抗干扰能力。

其三，优化热控就地设备的环境。DCS 控制系统设备不仅需要远离辐射区、热源、干扰区，还应做好设备的防潮工作。

4.4 分析热控保护装置的可靠性并检验测量仪表

检修与维护电厂热控保护装置时，应根据装置的运行原理，系统化分析保护装置的可靠性，并对测量仪表展开全面化检测，了解周期检验的要点和方法，降低设备故障出现的概率。实际工作中，技术人员需参考热控保护装置的运用要求和工作原理，再仔细分析设备故障损坏，以此确定测量仪表检验周期。同时，传统信号的测量仪表检测误差较大，并且整个操作流程过于复杂，消耗大量的人力资源和物理资源。对此，应创新仪表检验管理模式，可选用核对运行点、零点的方式，分析仪表运行质量。

对于热控保护装置而言，元器件属于最基础的组成部分，关系着装置能否可靠运行。当元器件质量、规格出现问题，将导致热控保护装置无法正常运行，提高了安全事故出现的概率。鉴于此，装置检修和维护过程中，技术人员应重点检查元器件，做到及时维修及时更换，避免由设备小问题延伸至大问题。

4.5 充分使用冗余设计

为了保障热控保护装置稳定化运行，降低故障带来的影响，检修和维护期间应采用1:1冗余设计，做到全方位监控动作电源和热工信号，保障冗余设置的科学性和合理性，并监控测点信号。冗余设计期间，重点内容为同步切换逻辑，由于静态转换开关属于独立模块，通用特征明显，若其单独运转，极易导致各个模块操作顺序不同，从而出现逻辑矛盾，还会对系统和负载造成影响。对于并联系统来说，旁路电压与输出电压存在两种状态，当处于非同步状态，电源电压的相位差较大，此时进行切换操作不仅出现供电中断、负载波形异常等情况，还会造成并联系统与旁路电源之前存在瞬态冲击电流。基于此，为了实现安全完成切换操作，应保障操作阶段，瞬态电压值最小，遵守“先断后合”的原则，防止并联系电源与旁路电源并联。

4.6 按照检修与维护规范展开工作

电厂运行阶段常面临多种多样的外部因素影响，若操作不规范或存在错误操作行为，将为电厂带来重大的经济损失。鉴于此，技术人员应遵守相关规范展开热控保护装置检查和维修工作，并遵循相关注意事项，避免出现适得其反的现象。具体而言：其一，定期对机炉展开系统化的检查和维修，需要根据机炉运行情况科学确定检修时间，并重点查看仪表运行情况；其二，技术人员应了解系统的运行原理，掌握工具的使用方法，科学调校设备性能参数；其三，拆除、清理装置零部件时，须根据拆装顺序摆放，禁止随意摆放；其四，仪表校核和检修工作完成后，技术人员应根据检修记录进行分析，以便于快速发现系统运行隐患；其五，按照技术标准使用检测仪器和设备。

4.7 完善维护程序，针对处理故障

处于热控保护装置维护阶段，为了实现高效化工作，电厂应完善维护程序，结合故障类型针对性处理。如汽轮机组运行时，选择ETS 系统维护其安全运行，若轴承振动较大，ETS 系统将自动开启保护，而若此系统处于故障状态，将影响电厂运行效率。鉴于此，需要定期进行系统维护，优化维护程序，降低系统故障出现的概率。实际工作中，应从维护目标、危险点识别方法、维护界限等方面入手完善维护程序，并编制维护统计单。技术人员应在了解热控保护装置运行情况的基础上，仔细检查压力开关、转速探头，之后参考维护标准开展试运行操作。

若检修和维护阶段技术人员发现异常情况，需要收集和整理系统参数，结合以往工作经验，识别故障并分析故障出现的主要原因，确定故障类型，再采取针对性地解决措施。技术人员应根据热控保护装置的特点，设置故障应急处置卡，为检修工作提供更多便利。如采用ETS 系统时，主要通过冗余PLC 和CPU 系统控制，若运行期间出现故障，技术人员应做好以下工作。

首先，初步检查系统运行状态，确保跳闸现象出现前，润滑系统不存在问题，并且信号传递正常。其次，借助现有设备和仪器展开系统化测试，明确故障出现的根本原因和具体位置，再制定完善的故障处理方案。最后，若发现故障由短路造成，应在停机状态下仔细检查触摸屏供电回路。根据相关调查结果显示，热控保护装置的故障因素呈现多样化特点，维护人员应保证故障因素识别的准确性，再针对性处理故障。

总而言之，在时代快速发展背景下，电厂发展情况受到社会各界广泛关注，具体运行质量与社会经济发展关系密切。对此，需要重视电厂热控保护装置的维护和检修工作，了解常见故障类型和出现原因，不断完善维护程序，针对处理故障，并能按照检修与维护规范展开工作，分析热控保护装置的可靠性并检验测量仪表。