浅析电厂热工保护系统的常见故障及防控措施黄俊铭--中国期刊网

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浅析电厂热工保护系统的常见故障及防控措施黄俊铭

发表时间：2020/4/9 来源：《电力设备》2019年第23期作者：黄俊铭

[导读] 摘要：热工保护是火力发电机组正常运行不可或缺的重要组成部分之一。火力发电机组辅助设备的可靠性和安全性以及设备运行的稳定性都受热工保护系统的控制。

        （华能海南发电股份有限公司东方电厂海南东方 572600）
        摘要：热工保护是火力发电机组正常运行不可或缺的重要组成部分之一。火力发电机组辅助设备的可靠性和安全性以及设备运行的稳定性都受热工保护系统的控制。所以，本文分析热工保护系统提升整体的性能指标，在不同技术的支持之下，实现优化改造。对电厂热工保护系统的改造工作进行分析，研究了热工保护系统的改造与应用等相关内容。
        关键词：火力发电厂；热工保护；可靠性方案
        热工保护系统是电厂发电机组的重要内容，提升热工保护系统的稳定性，可以保障发电机组的可靠性与安全性。在热工保护系统的各项功能在运行中高于正常的可控制范围的时候，就会自动联动设备，通过有效的措施进行保护，可以达到软化设备故障的效果，进而有效地避免设备损坏而造成的严重影响。在设备呈现正常运行状态的时候，如果保护系统因为自身出现故障而造成设备停运就属于保护误动行为，这样就会造成一定的经济损失。在设备出现故障的时候，保护系统也会出现故障而不进行动作，会造成较为严重的事故问题。在电厂发展过程中，随着发电机组容量的不断增大，其参数要求不断地提升，热工保护系统呈现自动化发展的特征。热工保护系统具有分散控制的作用，可以提升机组的可靠性、安全性，但是因为热工参数的增多就会增加设备误动的概率。为了提升热工保护系统的可靠性，就要综合实际状况进行电厂热工保护系统的改造与优化。
        一、热工保护拒动误动原因分析
        1.外围设备造成的保护误动
        外围设备主要涉及一些物理量的测量问题，物理量包括温度、炉内的压力和锅炉水的流量、液压开关、锅炉的阀门等。有的是器件本身的原因造成的，在自身原因当中自然老化是重要因素，同时存在设备安装过程中的不得当也会造成保护电路误启动，这一系列问题都会使得系统的主、辅设备的故障。作为发电厂1套200兆瓦机组，有时会出现突然关闭的情况，造成炉内压力在10s以内升高1900Pa高压锅炉炉膛保护设施瘫痪，MFT动作造成整个系统关机。由于主机6瓦的温度测量点的故障，过温保护信号传到中央控制器当中，涡轮实现了保护功能，单元跳闸造成的1个发电厂发电机组整体不能工作。
        2.控制系统本身造成的保护误动
        中央控制器、辅助设备、信号输入输出装置、相关的一些必要的模块和电源系统是控制系统主要构成元素。常见的故障包括CPU故障、指令或者信号传输过程中的某些问题（也被称为信号中断问题），电源控制系统故障等等。这些发生概率高的故障都是由误操作造成的。发电厂机组当中的相关机器经常要面临连环跳闸的情况，进而导致电厂中的高压主蒸汽阀门出现意外，整个系统因此无法正常运转。
        3.逻辑设计及软件造成的保护误动
        逻辑设计不合理使保护系统发生不正常运行的状态，设定值不准确，PID参数自动调整就会出现很大的误差。作为发电厂1台300MW机组的风机反馈和指令偏置，由于控制由同一模块驱动2个风扇调节，在主、副开关控制模块中的一个风机叶片阻尼器，当主模块100s正常工作后，辅助模块又出现跳闸的现象，导致锅炉不正常工作，炉内的温度降低，从而使整个系统停止运转。
        二、提高热工保护的可靠性的方案与策略
        1.不断强化对其的维护管理
        一是要有专业人士对各个模块进行看守，责任落实到位，同时相关人员要非常熟悉整个热工系统的流程，不光是理解掌握图像处理这方面，还要理解好对所有子系统是如何操作的。

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系统一旦出现故障，要高效准确的发现问题的根源，尤其需要留意工作人员在操作系统进行手动输入的地方，减少这种因为人为失误造成的系统崩溃，应注意定期在屏幕上检查工作，做好随时切换测试设备的准备，操作人员挨个检查，主要检查保护和待机辅助联锁（待机）输入。二是如果手续没有按照相关规范进行办理，就要禁止进行相关保护的操作，并强制参加DCS中的信号点保护；如果热保护装置系统（包括检测设备）发生事故，就需要总工程师快速下达如何处理工作指令，机组运行时低油压保护装置禁止出现在出口处；应在关机期间进行配置更改，并对于结果和相关系统进行模拟测试，确保设备符合设计标准，可以正常运转。另外寄存器保留的之前的数据可以用来进行在线监测，检查硬件设备的日常性能。DCS设备具有恢复历史记录参数和实时监测的优良功能，如果要查询检测元件和夹持件，那么可以通过这些装置来进行。
        2.对保护系统的配置进行优化和完善
        一是辅助设备在整个系统中的作用十分关键，加上整个系统中的子系统较多，不同的子系统的每个测试点也十分重要，一旦系统发生故障，就需要对每个子系统所处的运行状态进行检测，并通过加强子系统测试点的检测，才能促进其工作效率的提升。这就需要对每个子系统都要进想一次检查，才能保证系统运转正常。而且还要将每个子系统作为一个单元，这样在故障发生过程中，就不用对整个系统实施检测，这样不仅能节约时间，而且还能判断与检测子系统的检测点。二是对蒸汽轮机的保护系统进行不断的优化，借助DCS系统或者独立控制系统，但是为确保其修复工作得到高效的实施，就需要加强系统的备份，并在PLC可编程软件中加强对其控制器的利用，尽可能地确保系统的稳定性得到提升，即便是在故障面前，也能有效的应对，不会由于故障而带来巨大影响。
        3.技术改革培训
        在进行电厂热工保护系统的技术改革过程中，要综合实际需求重视技术培训管理。综合改革目标以及具体需求，合理的应用计算机技术手段，重视人员的岗位培训，对原有技术改革中的操作、参数等内容变化进行系统分析，了解不同技术应用的注意事项，分析操作过程与步骤。电厂技术改革部门在技术改造之前要综合具体内容合理的编制培训方案，综合改造内容，集合培训工作，在试车阶段要提升一线工作人员的操作能力，提升专业性，进而在根本上试点电厂热工保护的应用目标。
        4.重视实际操作
        在电厂热工保护系统改造运行过程中会出现各种问题与不足，而通过研究分析可以发现多数的问题与人工保护系统技术改造安装质量具有直接的关系。例如，探头安装不到位，造成系统误操作，影响改造效果。出现这些问题主要就是受到人工因素的影响。对此，在实践中，维修安装人员要根据操作要求及时进行安装与检查。工作人员要重视监督管理，提升工作人员的责任意识，重视改造质量管理以及监督，根本上避免各种问题的出现，提升热工保护系统改造质量与效果。
        5.加强保护信号管理工作的开展
        一是在信号的输出、输入口设置不同的冗余点。一般而言，需要在线路安装中设置双向开关时，必须设置相应的保护触点，预防因为误操作导致断线与抖动的情况出现，且加强对其余重要辅助装置的防备，在受到指令后才能进入下一步的操作，并从断路器的开关触点来获取相关信息。二是在保护信号采样装置方面，主要是对其炉内的压力和真空度以及润滑油的压力与速度等基本参数进行冗余配置，当信号没有条件时，需要采取有关逻辑信号，将信号的可靠性提升。三是主燃料跳闸后，由于保护装置和点火系统的故障，都需要借助火检探测信号来确定，所以对火检探测信号进行维修，能有效的预防火灾，并对其是否存在遗漏的情况进行检查，预防锅炉的保护电路的拒动与制粉系统跳闸，预防锅炉灭火保护的误动事故出现。
        结束语：
        本文着眼于热工保护，针对不同的着手点进行相对应的热工保护措施，这样就可以有效地提高热工保护的可靠性，尽最大的可能性使失误或者由于其他因素导致的损失降到最低，最大限度地防止保护误动、拒动的发生，让整个系统能够稳定地运转。
        参考文献：
        [1]田爱军.火电厂热工设备保护系统优化分析与研究[J].工业技术创新,2016,03(01):53-56.