《 火力发电厂的热控保护技术及实施要点分析》

发表时间:2020/7/30   来源:《当代电力文化》2020年第7期   作者:滕广英
[导读] 目前,我国发电仍以火力发电为主,所以维护火力发电厂运行安全、稳定意义重大。
        摘要:目前,我国发电仍以火力发电为主,所以维护火力发电厂运行安全、稳定意义重大。为了实现对火力发电中运行安全的维护,要合理应用热控保护技术,从而使火力发电厂在运行过程中的设备问题得到处理,从而消除各项安全隐患,确保火力发电厂运行的安全性。
关键词:火力发电厂;热控保护技术
引言
        现如今,各行各业的发展均离不开电力资源的支持,同时对电力资源的需求量也在不断增加。就目前来说,我国电力资源依然主要依靠火力发电,随着科技的进步,火力发电厂也引进了诸多智能化、精密化、自动化的设备,热控保护系统是保障电厂正常运转的重要构成部分,因此要确保热控保护系统的运行安全。
1、热控保护技术概述
        热控保护技术及其装置是为了避免热力设备由于出现故障,而导致系统受损的防范措施。热控保护技术能够在热力设备出现故障时,实现对整个系统的保护,对提升工作的安全性起着不可替代的作用。工作人员采取热控保护技术,能够将故障的部分进行软化,然后展开停机检修,减少其损坏。随着我国科学技术的提升,火力发电厂已经进入了自动化以及智能化的工作模式,在这种时候,相应的提升热控保护技术也成为了必然[1]。DCS控制系统是当前较为常见的综合控制系统,它兴起于工业文明,并且随着工业的进步而不断进步。DCS控制系统是集多种技术于一体的技术,其范围不仅涵盖了计算机技术、系统控制技术,而且还涵盖了网络通讯技术以及多媒体技术等。工作人员应用DCS系统,能够实现对过程的控制与管理,其应用前景十分广阔。DCS系统在火力发电厂中的引入,有效提升了火力发电厂的自动化水平,但部分问题依旧存在,热工保护误动与拒动时有发生。为此,提升热控保护技术就成为了必然趋势[2]。
2、电厂的热控体系的组成
        火力发电厂中的热控仪表一般由流量计算仪表、温度仪表、压力仪表和部分特殊仪表及报警设备组成,其中,压力表和流量表主要是对电厂的压力和流量指标进行检测和控制,温度传感器是对设备的温度进行测量,而报警装置则起到及时通知工作人员处理故障的作用。
        辅助控制体系:辅助控制体系是电厂的热控自动化体系运行进程当中极为关键的构成成分之一,辅助控制体系能够于无人控制条件下工作。在辅助控制系统运行进程当中,能够把自动控制的指令经过可编程的控制设备进行相应设置,再在数据信息交换机与其他数据信息接口辅助之下,使得系统稳定、安全的运行得到实现,而且这个系统还能够对于数据信息进行综合传输[1]。
        分散控制体系:分散体系指的是运用着四个相对独立的操作系统,关键涵盖了开发维护、控制接口、运行操作以及网间通信这四方面,使得通信网络与分散系统得到有效结合,方便组成相应过程控制体系,这类构造的关键核心为模块,运用着模块来合理、灵活地对系统功能进行配置[6]。它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想,采用多层分级、合作自治的结构形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。目前DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。
3、火力发电厂的热控保护系统故障分析
        热控保护系统常见的故障一般为:由于DCS的硬件或软件出现问题而引起保护拒动或误动。出现类似故障主要是因为软、硬件设备诸如信号处理卡、设定值模块、输出模块或者网络通讯等发生故障引起的。由于热工元件出现问题误发信号造成主机或辅机保护出现误动或拒动的故障称为热控元件故障,其占的比例较大,原因主要是元件老化严重,元件质量不可靠或者单元件工作,没有冗余设置和识别等;由于线路的断路或虚接所引起的系统保护误动故障主要是因为电缆出现老化、电缆绝缘受到破坏、接线柱被进水、空气潮湿腐蚀等;设备电源故障主要是因为热控设备电源的接插件接触不良或者电源系统在设计上不够全面和可靠:人为因素故障主要是因为人为操作失误等引起的。
4、火力发电厂的热控保护技术措施
        4.1、强化电厂中DCS控制系统的操作工作人员技术培训
        操作为DCS控制系统的功能能够正常实现基础条件,而且是DCS控制系统的稳定性得到提升关键的保证,假如DCS控制系统的操作工作人员在操作与技术方面存在问题,将会对于DCS控制系统稳定产生影响,对于电厂的经济与安全等指标具体的实现造成影响。

应当强化对于DCS控制系统的操作工作人员技术培训,与电厂现实情况相结合,利用DCS控制系统技术与技能当作中心,实施DCS控制系统教育与学习活动,使得操作工作人员的DCS控制系统操作能力得到提升,从而保证DCS控制系统功能的发挥与整体稳定,使得电厂技术、经济以及安全等方面目标得到实现。
        4.2、注重日常维护
        火力发电,本身属于能量高速转换、传输的过程。在不同的时间点上,场内温、湿度均会有很大的转变。该种温度的骤变,无疑对仪表仪器元件也会造成巨大的冲击。可见,外界环境也会损伤热控仪表,成为各类故障的罪魁祸首。所以,电厂人员平时要注重对仪表仪器做好必要的维护。另外,检修人员也要勤检查,切勿忽略、偷懒[4]。
        4.3火力发电厂常见热控保护技术
        一、重要模件故障报警功能的完善。重要模件,主要指环网处理子模件、多功能处理器、重要阀门卡件等。一旦这些模件发生故障而不能及时发现和处理,就会严重威胁机组的安全稳定运行。因此,需要对这些重要模件进行声音报警组态,重新设计一个报馨光字画面,同时具备声音报警和手动复位功能,并加入报警组,通过报警组红灯闪烁,索引到报警光字画面,再通过该画面索引到LOOP画面,即可很快找到故障模件。
        二、逻辑优化。火力发电厂常见热控保护技术中,热控逻辑优化是比较重要的,热控设备对火电厂开展连锁保护工作,会发生现测量信号不稳定表现,对电磁场当中单点式测量信号,容易受到多方面因素的影响和干扰,这就会容易造成瞬间误发信号问题发生,造成热控保护误动以及拒动问题主要是因为温度和振动测量的时候热控保护误动和拒动发生。变送器和接触不良问题也是造成误动以及拒动问题的重要原因,在受到外部因素影响下,瞬间信号就会出现误发的问题,这是和热控保护系统控制逻辑有很大的关系。为保障热控保护技术的科学化运用,这就需要通过逻辑改善的方式,通过容错式逻辑形式积极优化,保障故障高发设备有效控制,设计有针对性热控控制逻辑,这样就能有效减少误动体积和拒动问题发生[3]。
        三、提高热控系统抑制干扰的能力。(1)提高控制系统的电源稳定性,热控系统在原始设计时,应确保供电电源负荷稳定且必须对这种电源采取双冗余设计,双电源切换开关切换品质必须满足现场设备要求,以此消除因电源不稳定或频繁波动而产生的对系统稳定性的不利影响。(2)提升接地工艺的合理性和科学性。接地是有效解决热控系统干扰问题的一个关键措施,接地系统设计是否科学合理,直接决定着整个系统的抗干扰能力。一点以及多点接地的基本方针,根据电信号频率的不同,施工时选择不同的接地方法,高频信号采取多点接地的方式;低频信号选择一点接地的方式。不同性质设备接地方式不同,像控制箱、变送器、接线盒、控制盘柜等设备,应与钢结构进行就近连接,以缩小其与热力系统的距离。电缆屏蔽层的处理工艺,由于在电信号传输中会产生电容电感耦合干扰因素,所以在安装前确保电缆屏蔽完整十分重要。若两条或两条以上的屏蔽电缆必须使用同一插件,则每条电缆的每个屏蔽层都要使用一个接线端子,防止电流穿过屏蔽层时影响电信号的传输。合理利用隔离技术,科学合理利用隔离技术,也能有效的预防电容电感耦合干扰因素。尤其在像模拟量 AI/ AO回路这样的关键回路中,必须预防由多种因素造成的电势差而在信号回路中造成的干扰,就更应采用信号隔离器对分步电容进行抑制。正确敷设电缆是热控系统甚至整个火电系统正常有效运行的基础。在敷设电缆的过程中,应注意以下几个方面:一方面强电缆和弱电缆分开铺设,另一方面施工时安装足量的电缆通道,保证强弱电缆单独敷设,保证电源电压超过 220V、电流小于 10A电源电缆与信号电缆的间距超过 15cm。屏蔽层须在信号源端接地?,弱信号电缆和强信号电缆之间的距离也不宜过近,而且须保证屏蔽层在信号源端一端进行接地,防止外界干扰,进而降低电信号在传输过程中的失真[5]。
结束语
        热控保护系统是火电厂中的一项重要设备,主要起到控制和保护电力机组的作用。火力发电厂生产过程中,为了确保各项火力发电设备运行的安全性和合理性,应依据实际情况,适当对热控保护技术进行改进和完善。
参考文献:
[1]孙国文.试论火力发电厂的热控保护技术[J].山东工业技术,2016(16):169.
[2]张钦.火力发电厂常见热控保护技术分析[J].科技展望,2017,27(2):118.
[3]吕映斌.火力发电厂的常见热控保护技术[J].科技传播,2016,8(1):95-96.
[4]赵洋,王萱.火力发电厂常见热控保护技术探讨[J].工业设计,2016(3):164-165.
[5]杨志佳,刘磊,段朝伟等.火电厂DCS系统中抗干扰技术的应用[J].科技成果管理与研究,2010(12).
[6]王萱,赵洋.浅谈火力发电厂的常见热控保护技术[J].科技展望,2016,26(11):83.
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