论文部分内容阅读
摘要：在火力发电厂中，热控保护系统是一项非常重要的部分，其对提高机组设备的可靠性和安全性有着重要的作用。热工保护系统在主辅设备发生故障的时候，可以及时的采取具有针对性的防治措施，进而保证人们的安全和设备的稳定运行。本文就从热工保护系统可靠性的意义进行入手，针对热工保护系统中存在的问题进行分析，同时提出有效的改进措施。
关键词：火电厂；热工；保护；安全
随着机组容量的增大和参数的提高，机组热工保护系统的可靠性对机组的安全运行显得尤为重要。热工保护系统的可靠性体现在两方面：热工保护系统测量元件、信号回路、执行机构等各设备保持连续稳定运行的能力；热工保护正确动作率。热工保护误动会造成机组无故障停运，影响电力热力供应，降低电厂运营的经济性；热工保护系统拒动有可能造成重大设备损坏和人员伤亡事故。因此，提高热工保护系统的可靠性，消除或减少热工保护系统的拒动和误动，保证其动作的正确性具有重要意义。
1、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。
2、热工保护系统存在的一些问题
2.1热工系统产生的逻辑故障和现场设备产生的故障
如果用作测量的信号本身就不可靠，而当该信号被用作连锁保护时，系统中相应的一些误动概念将会大幅的增加。同时，用作热控保护连锁系统中的触发信号大多运用的是单点测量信号，并且该系统和设备是在一个强电磁环境中运行的，由于外部环境的干扰和系统内部的异常都有可能引起单点信号保护回路误动情况的发生。据统计，大多数热控单点信号保护回路发生的异常是由外部因素诱导的瞬间误发信号引起的，还有一些故障仅仅是由于某个位置开关接触不良或某个挡板卡涩引起跳闸而造成的。
2.2重要硬件设备进入故障多发期
热工保护系统的可靠性与系统硬件设备的可靠性直接相关，所以必须保证系统硬件设备的可靠性，尤其是保护出口卡件的可靠性，常规的做法是每次对检测元件及卡件进行校验，确认合格才可以使用。但实际应用中经常出现校验合格的检测元件或卡件在运行中出现故障，造成设备误动的事件。这是因为设备（尤其是电子设备）有自己的无故障工作期，使用一段时间后，由于电子元件老化等原因，设备进入故障多发期。如果热工保护系统使用了进入故障多发期的硬件设备，必然造成设备的误动。
3、提高热工保护可靠性及安全性的对策
3.1针对逻辑与现场设备故障的对策
一是最好不在保护回路中设置运行人员可投、切保护和手动复归保护逻辑的任何操作设备。200MW及以下机组的工程师站中已设计有投切开关的保护系统应设置有状态显示和投、切开关操作的确认功能。二是MFT、ETS、GTS间的跳闸指令必须至少有两路信号，通过各自的输出模块，并按照二选一或三选二的逻辑启动跳闸继电器。三是保护逻辑组态时应合理配置页面和正确的执行时序。四是全面梳理热工保护连锁信号，着重从动作可靠性角度进行优化。五是为避免单个部件或设备故障而造成机组跳闸，在新机组逻辑设计或运行机组检修时采取容错逻辑设计，对运行中常出现故障的设备、部件和元件，从控制逻辑上进行优化和完善，通过预先设置的逻辑措施来降低或避免控制逻辑失效。
3.2对热控设备电源应尽可能地采用冗余设计
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。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断，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。
3.3及时发现并更换故障硬件
（1）充分利用历史站等在线监测及追忆手段，进行日常检查，及时消除安全风险。DCS设备提供了很好的参数历史追忆手段和实时监测手段，可以利用这些手段对检测元件及卡件、端子板等的通道工作特性进行历史查询和实时观察，及时发现工作特性不好的硬件设备，总结设备进入不稳定期的规律。（2）热工保护系统重要的硬件设备，不仅要按照常规进行检测更换，而且要实行定期更换制度。在工作稳定期内将设备使用在热工保护系统上，当设备进入故障多发期时，热工保护系统应及时更换设备，防止设备误动。从热工保护系统更换下来的设备可以按照重要性逐级（如：热工保护系统※局部非重要联锁或自动※DAS监测系统）递减的次序进行更换使用，最后不能使用时淘汰。更换硬件设备时，为了缩短保护切除时间，可以事先检定好备件，短时间退出热工保护系统，更换备件后将系统投运。然后再对拆下的检测元件进行检定，用检定合格后元件更换其它同类待检保护元件。
3.4关于完善测量报警信号系统的方法
测量信号的报警作用在及时发现故障且排除故障争取时间方面，起着相当重要的作用。但是，目前很多的电厂经常存在描述错误、报警值的设置与运行实际值不相符合、测量的信号不可靠、机组软报警点未分级或者机组软报警点分级不够完善等一系列的问题，因此而造成的误报警，将导致工厂的工作人员不能准确的判断设备是否发生故障。因此，为了进一步提高报警信号的可靠性，应该从装软件逻辑和对数据库的比较、删除重复的和不必要的软报警点、修改錯误描述入手，从修改数据库里的软报警量程和报警值的上下限以及对软报警组织专项核对整理入手，或者对所有软报警重新进行分级和分组，开通操作员站声音报警装置并且采用不同的颜色，从而使软报警系统发挥其该有的作用。
4、结语
热工保护系统是火电厂必不可少的组成部分，其在提高机组主辅设备的安全性和可靠性上起着重要的作用。本文从热工保护系统的概念入手，分析了为了确保火电厂安全运行，热工保护所起的作用。重点提出了热工保护系统中经常遇见的一些问题，并且提出了提高热工保护安全性和可靠性的措施。热工保护系统是热力设备安全运行的最后一道防线，为了确保热工保护系统的安全性和可靠性，需要进一步对热工设备以及管理制度做进一步的完善。
参考文献
[1]庆涛，张学庆.提高热工保护可靠性及安全性对策[J].科技论坛，2016（7）.
[2]保良.浅谈火电厂热控保护工作的重要性及对策[J].中国集体经济，2016（2）.
[3]张辉.关于提高火电厂热工保护装置可靠性的探讨[J].科技论文，2016（4）.
（作者单位：大唐信阳发电有限责任公司）
关键词：火电厂；热工；保护；安全
随着机组容量的增大和参数的提高，机组热工保护系统的可靠性对机组的安全运行显得尤为重要。热工保护系统的可靠性体现在两方面：热工保护系统测量元件、信号回路、执行机构等各设备保持连续稳定运行的能力；热工保护正确动作率。热工保护误动会造成机组无故障停运，影响电力热力供应，降低电厂运营的经济性；热工保护系统拒动有可能造成重大设备损坏和人员伤亡事故。因此，提高热工保护系统的可靠性，消除或减少热工保护系统的拒动和误动，保证其动作的正确性具有重要意义。
1、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。
2、热工保护系统存在的一些问题
2.1热工系统产生的逻辑故障和现场设备产生的故障
如果用作测量的信号本身就不可靠，而当该信号被用作连锁保护时，系统中相应的一些误动概念将会大幅的增加。同时，用作热控保护连锁系统中的触发信号大多运用的是单点测量信号，并且该系统和设备是在一个强电磁环境中运行的，由于外部环境的干扰和系统内部的异常都有可能引起单点信号保护回路误动情况的发生。据统计，大多数热控单点信号保护回路发生的异常是由外部因素诱导的瞬间误发信号引起的，还有一些故障仅仅是由于某个位置开关接触不良或某个挡板卡涩引起跳闸而造成的。
2.2重要硬件设备进入故障多发期
热工保护系统的可靠性与系统硬件设备的可靠性直接相关，所以必须保证系统硬件设备的可靠性，尤其是保护出口卡件的可靠性，常规的做法是每次对检测元件及卡件进行校验，确认合格才可以使用。但实际应用中经常出现校验合格的检测元件或卡件在运行中出现故障，造成设备误动的事件。这是因为设备（尤其是电子设备）有自己的无故障工作期，使用一段时间后，由于电子元件老化等原因，设备进入故障多发期。如果热工保护系统使用了进入故障多发期的硬件设备，必然造成设备的误动。
3、提高热工保护可靠性及安全性的对策
3.1针对逻辑与现场设备故障的对策
一是最好不在保护回路中设置运行人员可投、切保护和手动复归保护逻辑的任何操作设备。200MW及以下机组的工程师站中已设计有投切开关的保护系统应设置有状态显示和投、切开关操作的确认功能。二是MFT、ETS、GTS间的跳闸指令必须至少有两路信号，通过各自的输出模块，并按照二选一或三选二的逻辑启动跳闸继电器。三是保护逻辑组态时应合理配置页面和正确的执行时序。四是全面梳理热工保护连锁信号，着重从动作可靠性角度进行优化。五是为避免单个部件或设备故障而造成机组跳闸，在新机组逻辑设计或运行机组检修时采取容错逻辑设计，对运行中常出现故障的设备、部件和元件，从控制逻辑上进行优化和完善，通过预先设置的逻辑措施来降低或避免控制逻辑失效。
3.2对热控设备电源应尽可能地采用冗余设计
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。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断，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。
3.3及时发现并更换故障硬件
（1）充分利用历史站等在线监测及追忆手段，进行日常检查，及时消除安全风险。DCS设备提供了很好的参数历史追忆手段和实时监测手段，可以利用这些手段对检测元件及卡件、端子板等的通道工作特性进行历史查询和实时观察，及时发现工作特性不好的硬件设备，总结设备进入不稳定期的规律。（2）热工保护系统重要的硬件设备，不仅要按照常规进行检测更换，而且要实行定期更换制度。在工作稳定期内将设备使用在热工保护系统上，当设备进入故障多发期时，热工保护系统应及时更换设备，防止设备误动。从热工保护系统更换下来的设备可以按照重要性逐级（如：热工保护系统※局部非重要联锁或自动※DAS监测系统）递减的次序进行更换使用，最后不能使用时淘汰。更换硬件设备时，为了缩短保护切除时间，可以事先检定好备件，短时间退出热工保护系统，更换备件后将系统投运。然后再对拆下的检测元件进行检定，用检定合格后元件更换其它同类待检保护元件。
3.4关于完善测量报警信号系统的方法
测量信号的报警作用在及时发现故障且排除故障争取时间方面，起着相当重要的作用。但是，目前很多的电厂经常存在描述错误、报警值的设置与运行实际值不相符合、测量的信号不可靠、机组软报警点未分级或者机组软报警点分级不够完善等一系列的问题，因此而造成的误报警，将导致工厂的工作人员不能准确的判断设备是否发生故障。因此，为了进一步提高报警信号的可靠性，应该从装软件逻辑和对数据库的比较、删除重复的和不必要的软报警点、修改錯误描述入手，从修改数据库里的软报警量程和报警值的上下限以及对软报警组织专项核对整理入手，或者对所有软报警重新进行分级和分组，开通操作员站声音报警装置并且采用不同的颜色，从而使软报警系统发挥其该有的作用。
4、结语
热工保护系统是火电厂必不可少的组成部分，其在提高机组主辅设备的安全性和可靠性上起着重要的作用。本文从热工保护系统的概念入手，分析了为了确保火电厂安全运行，热工保护所起的作用。重点提出了热工保护系统中经常遇见的一些问题，并且提出了提高热工保护安全性和可靠性的措施。热工保护系统是热力设备安全运行的最后一道防线，为了确保热工保护系统的安全性和可靠性，需要进一步对热工设备以及管理制度做进一步的完善。
参考文献
[1]庆涛，张学庆.提高热工保护可靠性及安全性对策[J].科技论坛，2016（7）.
[2]保良.浅谈火电厂热控保护工作的重要性及对策[J].中国集体经济，2016（2）.
[3]张辉.关于提高火电厂热工保护装置可靠性的探讨[J].科技论文，2016（4）.
（作者单位：大唐信阳发电有限责任公司）