摘要:随着我国经济的发展,对于电力的需求量也进一步提高,发电设备更加趋向于自动化和智能化,火力发电厂热控保护工作的重要性也日益突出。因此,就需要不断从多方面优化和完善热控保护系统,防止保护误动、拒动,提高设备可靠性和稳定性,本文就火力发电厂常见热控保护技术进行分析和探讨,对实现火力发电厂绿色持续发展具有重要的意义。
关键词:火力发电厂;机组;热控保护技术;应用;重要作用
一、引言
近年来由于各种新技术、新设备的诞生和发展,促使我国电力事业进入了飞速发展的时期,火力发电机组参数、容量不断增大,自动化控制水平不断提升,因此,提高热控保护装置可靠性和优化完善热控保护技术,对实现火力发电厂生产自动化、提高设备安全性具有重要意义。
二、火力发电厂热控保护技术及重要作用
1、火力发电厂热控保护技术概述
发电厂热控包括热控装置及其控制,具体包括对各种生产设备的自动检测、生产过程的自动调节及设备运行中的自动保护。其中热控自动保护是指当机组启停或运行中的主辅设备发生故障时,能自动地采取保护或连锁动作措施并向运行人员发出告警,以防止事故发生或避免事故扩大化。热控保护技术有联锁保护和跳闸保护两类,联锁保护是当局部设备故障,按预定顺序启动备用设备或解除故障设备,以维持机组原负荷运行或减负荷运行。跳闸保护是当设备发生故障,并危及人身和设备安全时,实施跳闸保护,停止机组或设备运行,并伴随有热工信号显示和报警,以避免事故扩大。
随着火力发电机组容量增大、参数提高,热力系统复杂程度不断增加,运行中需要监视和控制的参数也迅速增加,计算机技术和通讯技术也得到了快速发展,DCS(分散控制系统)便运用而生,其集合了计算机技术以及网络通讯技术等,能提供良好人机界面窗口,且其强大的通讯功能在工业过程控制和管理方面有着良好运用,对热工自动化程度更是有着极大的促进作用,特别是超超临界火力发电机组的控制更加复杂和困难,为确保其在各种运行工况下的稳定运行,控制系统就必须有优良的控制品质,应充分利用分布式控制系统强大的硬件和丰富的软件功能,更多地采用自适应控制技术,在控制方案上采用变参数、变定值技术,而且所有控制功能应在前馈基础上完成,并要求连续地校正控制系统的增益。
2、火力发电厂热控保护技术的重要作用
火力发电厂的安全、稳定运行离不开热控保护技术,特别是电力事业快速发展的今天,随着社会用电量和电网调峰加大,大型火力发电机组的不断诞生,对热控保护技术提出了更高的要求,这就需要有先进的技术作为支撑,将热控保护技术加以科学化运用,对实现发电机组顺利运行、电网系统稳定具有十分重要的意义。一旦热控系统发生故障,将会造成热工保护误动、拒动,甚至危及人生和设备的安全,不但对发电厂造成一定的经济损失,而且也对电网造成了严重的冲击和影响,给人们的生产生活产生很大影响。因此,采取有效的措施保证热控设备及保护的正常运行,避免热控保护出现误动或拒动,提高热控保护系统的稳定性和可靠性,保障火电厂系统安全运行,是火电厂工作的首要任务。??
三、火力发电厂热控保护技术优化及应用
1、热控装置检查校验及逻辑保护优化
火力发电厂热控保护工作中,热控装置检查校验和热控逻辑优化是必不可少的部分,但是常常由于热控装置接线松动、损坏及本身质量问题等故障,导致热工测点信号显示不稳或异常,造成热控保护误动、拒动的事件发生,这就需要我们热工人员周期性的检查和维护好热工仪表,做好设备检修的质量控制,发现问题及时处理,并制定相应的控制措施,以实现保护装置的可靠运行。另外,有些热工保护装置受到环境温度、磁场等多方面因素的影响和干扰,经常出现测量显示不准,发生瞬间信号误发或保护动作异常事件。特别是对于一些单点保护的热工测点,更容易出现保护误动、拒动风险,造成设备损失、人生身害的重大经济损失。因此,为保障热控保护技术的科学化运用,这就需要我们采取合理配置保护测点、优化控制逻辑等手段,通过增加同一保护不同位置取样保护测点,并采用三取二、三取中等逻辑组合运算方式以及测点坏质量判断逻辑优化,且有针对性地设计热控逻辑,这样就能有效减少保护误动和拒动问题发生,保障设备安全有效的运行。
2、双向无扰切换控制
在火力发电厂热控保护技术运用中,双向无扰切换逻辑控制的运用,提高了控制对象的灵活性,减少了系统的扰动和不稳定性,具体表现为当调节系统从“自动”状态进入“手动”状态时,执行机构应保持在原来的位置,手动操作应在自动调节时执行机构原来的位置基础上去进行。反之,当调节系统从“手动”状态转入“自动”状态时,执行机构应保持在原来的位置上接受调节器的指挥,然后按被调量的偏差、变化的情况进行调节。由此可见,实现无扰切换的条件是调节器的输出等于给定,例如,除氧器水位、给水流量、减温水、机组压力等控制,均可采用手动、自动双向无扰切换,从而提高调节控制的灵活性和稳定性。
3、热工联动、闭锁控制
热控保护技术的实际运用中,联锁控制技术是常用的控制手段。所谓联锁是指设备允许、禁止等的约束条件。它是利用被控对象之间存在的简单逻辑关系,使这些对象的动作关系相互牵连,形成联锁反应 ,从而实现自动保护的一种控制方式。具体地说,就是当某种操作或状态完成之前,不允许有别的操作或状态进入。
联锁控制分为闭锁控制和联动控制两种方式。甲动作是乙动作的必要条件,则这种关系为闭锁关系。甲动作是乙动作的充分条件,则这种关系为联动关系。例如:引风机未运行时,则送风机、一次风机、密封风机、给煤机、磨煤机等相继不允许启动。这种控制关系称闭锁控制。汽轮机润滑油压低时,自动启动交、直流润滑油泵运行等,这种控制关系称联动控制。因此互联闭锁控制是火力发电厂保障设备、系统安全有序运行的重要手段。
4、保护投入、切除控制按钮
由于火力发电厂的快速发展,生产工艺水平的不断提高,热控保护技术的优化完善就显的愈来愈重要。随着DCS控制系统的广泛的使用,很多保护控制逻辑都属于软逻辑,一定要从对整体予以控制的主机着手,这样就能够防止因为保护解除出现问题而导致的异常工况发生,尤其是当自动保护系统本身(如检测元件、 控制装置或执行机构等)出现故障时,保护系统需能从“投入”位置切换至“切除”位置,以便进行检修处理。因此为了预防此类事件的发生,通过在热控保护装置设置保护“投入”和“切除”按钮,以避免误操作和强化操作效率,保障火力发电厂的稳定运行。
5、热工保护硬回路
DCS控制系统的基本操作原理是建立在软逻辑的前提下完成的,是通过DCS输入、输出至相应热控卡件,并完成对设备的调节控制和保护动作,然而当设备出现紧急情况需要停机或需要紧急启动备用时,在热工保护拒动的情况下,造成运行人员无法及时停运或启动备用设备,导致异常事故发生。因此就需要在机组主设备设置紧急停运按钮或硬启按钮,既硬控制回路,可使运行人员在紧急情况时完成对设备的直接控制,从而提高了热控控制系统的快捷、可靠和安全性。
结束语
总而言之,火力发电厂的热控保护技术的应用过程中,要注重从多角度进行考虑和优化,并结合实际生产特点对其不断完善和创新,从根本上有效提升热控装置的运行效率,从整体上提升热控保护技术的科学化应用水平,切实做好热控工作的调试、控制、监督、检查、检修等各个环节的工作,才能切实保障热控保护系统的正常运行,提高机组的使用寿命和可靠性,进一步提升火力发电厂的经济效益和社会效益。
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