（中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司 内蒙古鄂尔多斯 017209）
摘要：提高自动化系统的可靠性， 是保证不因控制因素造成机组不稳定或者停运。这也是一个系统工程， 从客体上涉及到信号取样设备的可靠、控制逻辑的优化，主体上涉及到系统设计、安装调试、检修运行维护质量和人员的素质。所以不断从中查隐患，逐步提高设备管理水平，也需要在工作中不断地学习，提高技术水平，配合管理者不断的完善设备的管理，从而保证设备的可靠性和投入率。本文分析热工保护可靠性的原因，提出防止热工保护的措施及对策。
关键词：热工；设备；可靠性；措施
热控保护系统是火力发电厂一个十分重要的、不可缺少的组成部分, 对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。在主、辅设备发生某些可能引发严重后果的故障时, 及时采取相应的措施加以保护, 从而软化故障, 停机待修, 避免发生重大的设备损坏和人身伤亡事故。但在主辅设备正常运行时, 保护系统因自身故障而引起动作, 造成主辅设备停运, 称为保护误动, 并因此造成不必要的经济损失; 在主辅设备发生故障时,保护系统也发生故障而不动作, 称为保护拒动, 并因此造成事故的不可避免和扩大。随着DCS 控制系统的成熟发展, 热工自动化程度越来越高,凭借其巨大的优越性, 使机组的可靠性、安全性、经济性运行得到了很大的提高。但热工保护, 热工保护误动和拒动的情况还时有发生。如何防止DCS 系统失灵和热工保护, 热工保护误动、拒动成为火力发电厂日益关注的焦点。
一、提高热工保护系统可靠性的重要意义
在电厂机组运行过程中, 需要有很多主要的辅助设备才能有效的保证机组的正常运行, 而这些辅助设备如果出现故障则会导致机组的运行受到影响, 所以热工保护系统可以在机组主辅设备运行过程中参数超出正常值时自动联动相关设备, 采取有效的措施对主辅设备进行保护, 从而使设备故障得以控制, 避免了不必要的经济损失发生。但在实际运行过程中, 由于主辅设备故障所导致的保护误动和保护拒动的发生所带来的事故是不可避免的, 由此也会带来不必要的经济损失的发生。目前随着电厂装机难度的增加, 热电的自动化程度得以不断提高, 同时DCS分散控制系统在电厂的广泛应用, 使其机组运行的安全性和经济性得以较大的提升, 同时热工保护的参数也不断增大, 这在一定程度上也使保护误动和拒动发生的机率得以提高, 所以加强热工保护系统的可靠性, 尽量减少误动和拒动的发生, 从而保证电厂运营安全性和稳定性的提高。
二、热工保护可靠性的原因分析
1、DCS 软、硬件故障。随着DCS 控制系统的发展, 为了确保机组的安全、可靠, 热工保护里加入了一些重要过程控制站( 如: DEH、CCS、BMS 等) 两个CPU 均故障时的停机保护, 由此, 因DCS 软、硬件故障而引起的保护误动也时有发生。主要原因是信号处理卡、输出模块、设定值模块、网络通讯等故障引起。
2、热控元件故障。因热工元件故障误发信号而造成的主机、辅机保护误动、拒动占的比例也比较大, 有些电厂因热工元件故障引起热工保护误动、拒动甚至占到了一半。主要原因是元件老化和质量不可靠, 单元件工作, 无冗余设置和识别。
3、设备电源故障。随着热控系统自动化程度的提高, 热工保护中加入了DCS 系统一些过程控制站电源故障停机保护。因热控设备电源故障引起的热工保护误动、拒动的次数也有上升的趋势。主要原因是热控设备电源接插件接触不良、电源系统设计不可靠导致。
4、设计、安装、调试存在缺陷。许多机组因热控设备系统设计、安装、调试存在质量缺陷导致机组热工保护' >热工保护误动或拒动。例如: 某电厂发生的锅炉严重缺水重大事故, 虽然原因是多方面的, 但其中汽包水位变送器环境温度( 温度补偿设计定值50℃, 实际130℃) 的影响造成了测量误差, 水位虚高108mm, 使汽包低水位保护拒动; 锅炉A 炉水循环泵在测量系统故障的情况下, 又未采取替代措施而失去了保护作用,由于采用三取三的保护逻辑, 因而在炉水循环破坏的情况下, B、C 炉水循环泵差压低跳泵,A 泵只发差压低报警而未能跳泵, 导致MFT未动作, 最终造成水冷壁大面积爆破的重大事故。又如: 某锅炉厂曾将汽包汽水取样管引到一个连通容器 , 再在此容器的中段引出差压水位表的汽水侧取样管, 使得水位表的量程由1270mm 减少到860mm。这种设计明显是错误的, 因为它不仅影响了汽包水位的准确测量, 而且还会影响低水位跳闸信号的可靠发出, 使锅炉造成事故。由于这一原因造成的锅炉事故, 已在一些电厂中发生过。一些电厂在基建安装中, 炉膛负压取样管不按照设计安装, 因取样管安装倾斜角度不够或水平向下安装, 导致取样管被灰严重堵塞,而不能测量, 导致炉膛负压保护拒动。
三、防止热工保护的措施及对策
由于热控设备覆盖着热力系统和热力设备的所有参数, 各系统不仅相互联系, 而且相互制约, 因此, 任何一个环节的故障都有可能通过热工保护系统发出跳机停炉信号, 从而造成不必要的经济损失。因此, 如何提高保护系统的可靠性是一项十分重要而又迫切的工作。
1、采用冗余设计。过程控制站的电源和CPU 冗余设计已成为普遍, 对一些保护执行设备( 如跳闸电磁阀) 的动作电源也应该监控起来。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对一些重要热工信号也应进行冗余设置, 并且对来自同一取样的测点信号进行有效的监控和判定, 重要测点的测量通道应布置在不同的卡件以分散危险, 提高其可靠性。重要测点就地取样孔也应该尽量采用多点并相互独立的方法取样, 以提高其可靠性, 并方便故障处理。一个取样, 多点并列的方法有待考虑改进。总之, 冗余设计对故障查找、软化和排除十分快捷和方便。
2、尽量采用技术成熟、可靠的热控元件。①热工保护元件对整个热工保护起着极为关键的作用，因此，要对重要的保护元件进行定期的检查和维护。一旦发现元件有损坏或存在异常，则应及时更换元件，确保其正常、可靠运行。②在安装或更换保护元件时，一定要经检验合格后才能安装，且尽量采用技术成熟、可靠的热工元件。③对冗余信号的处理一般采用“三取中”的逻辑，也可采取3 个信号的平均值作为信号的真实过程值，但3 个信号都必须是好点，即测点的测量值在正常的范围内。目前，DCS 和DEH 系统的设计中规定，如果存在测点故障，则显示值会保持数据采集前一周期的值。如果有1 个测点故障，则切除该测点，由剩下的2 个好点进行取高值或取平均值，进而作为信号的真实过程值；如果有2 个测点故障，则取剩余的1 个好点作为信号的真实过程值；如果3 个测点均已损坏，则保持坏点前的真实过程值。④严格控制电子间的环境。温度、湿度、灰尘和振动对热工电子设备有较大的影响。严格控制电子间的环境条件，可延长热工设备的使用寿命，并可提高系统的可靠性。⑤在ETS 中，保护信号不允许取自单一的元件，这样会增加保护误动和拒动的概率。因此，在电厂热工保护中，主要保护一般采取3 套以上的测量回路，且不允许接入同一个测量模块。
3、提高DCS 硬件质量和软件的自诊断能力。努力提高DCS 系统软、硬件的质量和自诊断能力, 对提前预防、软化故障有着十分重要的作用。严格控制电子间的环境条件，温度、湿度、灰尘及振动对热控电子设备有十分大的影响。严格控制电子间的环境条件, 可以延长热控设备的使用寿命, 并且可以提高系统工作的可靠性。这一点, 一定要引起我们足够的重视。
4、提高和改善热控就地设备的工作环境条件。就地设备工作环境普遍十分恶劣, 提高和改善就地设备的工作环境条件, 对提高整个系统的可靠性有着十分重要的作用。如: 就地设备接线盒尽量密封防雨、防潮、防腐蚀; 就地设备尽量远离热源、辐射、干扰; 就地设备尽量安装在仪表柜内, 必要时对取样管和柜内采取防冻伴热等措施。严格执行定期维护制度，做好机组的大、小修设备检修治理, 及时发现设备隐患,使设备处于良好的工作状态。做好日常维护和试验。停机时, 对保护系统检修彻底检修、检查, 并进行严格的保护试验。
5、坚持不懈地进行职工培训。随着新建机组增加，新人的涌入以及成熟技术人才资源的流逝，电厂面临人员技术素质跟不上需求的局面。加强技术培训、提高人员技术素质， 是做好检修维护工作的基础。因此为推动培训工作健康开展，我厂热工专业编制了系统培训教材，并建立岗位证书制度，用以指导热工专业及班组的培训工作； 通过班的可靠性产生积极的影响，能够节约煤炭开采的能源消耗，让安全生产的目的能够顺利实现。在这个过程中需要考虑供电系统具有的独立特性，所以不要在其内添加其他类型的用电线路负荷。煤矿开采的过程是复杂的，因此必须针对这种情况制定相应的解决方案，对于供电系统的整体构建进行布局，为了用电的安全，应该采取分段供电的方式，使用大截面的电线，安装相敏等装置，确保供电系统的顺利运作。供电设备在供电系统之中占有重要的地位，如果供电设备出现问题，必然会降低供电系统的可靠性，严重的情况下会导致安全事故的出现，因此必须对其负载、短路等情况采取针对的保护措施，通过安装相应的保护装置进行解决。比如可以对变电所及移动变电站等安装这些保护类的设施，确保短路、漏电等故障得到有效的避免。
3.8应用无功补偿设备与谐波消除装置
将无功补偿设备与新的谐波消除装置等应用于煤矿供电系统当中，能够防止供电系统受到谐波的制约，以及实现无功损耗的降低，因此应用无功补偿设备与谐波消除装置可以大大地提升煤矿供电系统的稳定性与安全性。谐波消除装置在煤矿供电系统当中的应用，可以防止谐波污染煤矿供电网络，以及在应用静止无功发生器的过程中，借助变换无功能量就好比是使一个无功电流源形成。
结语
综上所述，对于煤矿的供电设备来说，增强设备运行的稳定性和在运营过程中各个零部件之间的相互协调显得尤为重要。因此，在改进传统工业加工设备的同时，要不断地引进一些较为先进的供电技术，从而在一定程度上为我国煤矿事业的发展提供良好的生产条件。本文主要针对目前煤矿供电安全方面出现的问题进行了阐述，然后结合机电维护的标准，对当前煤矿供电设备的安全运营提出了几点改进建议，并试图从全新的角度对煤矿的供电系统进行分析，从而不断推进我国煤炭事业的进程，在为企业带来经济效益的同时促进国民经济的稳步发展。
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论文作者:王小平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/26
标签：设备论文; 热工论文; 可靠性论文; 故障论文; 供电系统论文; 系统论文; 机组论文; 《电力设备》2017年第27期论文;