李军亮
阳城国际发电有限责任公司 山西省晋城市 048100
摘要：随着工业自动化的快速发展，在热电联产运行中，对热工保护的运行维护工作提出了更高要求。热工保护系统不可靠，会造成严重后果；当机组主辅设备在运行过程中参数超出可控制的范围时，自动联动相关设备，及时采取相关措施加以保护，降低故障的波及范围，避免出现重大设备损坏和其他后果的发生。
关键词：DCS系统；火电厂；热工保护
中图分类号：TK95 文献标识码：B
1概述
1.1热工保护误动及拒动定义
主辅设备正常运行时，DCS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，DCS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[1]。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。但热工保护误动和拒动的情况还有时发生。如何防止DCS系统失灵和热工保护误动、拒动成为热电厂甚至大型旋转机械设备控制的日益关注的焦点。
2热工保护误动、拒动案例
案例1:2019年8月11日，某公司1#锅炉在正常运行过程中突然发生引风机、送风机跳闸，操作员站显示为引风机状态丢失故障，热工检修人员在对引风机开关反馈干接点信号、DI8模块检查过程中发现DI8模块损坏，更换DI8模块后系统恢复正常[2]。
案例2:2018年7月27日，某公司2#汽轮机运行工在清理机头卫生时，误碰触前轴承回油温度测点接线，因前轴承回油温度测点接线为插头式，导致前轴承回油温度测点虚接，造成2#机组因前轴承回油温度高跳机，严重影响了公司的安全生产。
3.热工保护误动、拒动原因分类
3.1DCS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量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。
3.2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]。
3.3中间环节和二次表故障
火电机组的轴向位移、转速、胀差、热膨胀、油动机行程等仪表都有中间环节和二次表。二次表的输出到DCS系统，如果中间环节和二次表的抗干扰能力差或质量不可靠也造成热工保护误动、拒动。
3.4电缆接线短路、断路、虚接
电缆接线短路、断路、虚接引起的保护误动主要原因是电缆老化绝缘破坏、接线柱进水、空气潮湿腐蚀等引起。
3.5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[4]。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或因环境潮湿，灰尘大导致电源模块内部短路或过热而致使电源模块出现不工作，从而引起保护故障。
3.6人为因素
因人为因素引起的保护误动大多是由于热工人员走错间隔、看错端子排接线、错强制或漏强制信号、万用表使用不当等操作等引起。人为因素引起保护拒动大多因热工人员在检修后忘记合仪表电源开关、检修后仪表二次门忘记开启等引起。
3.7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误动或拒动。
具相关资料记载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。
4防止措施及对策
4.1技术管理上高度重视
行操作人员和仪表维护人员必须知道热工保护的报警点和跳闸点参数值，甚至有相关的资料才能减少热工保护的误动、拒动。必要时定期专业技术培训。
4.2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的动作电源也应该监控起来[5]。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，冗余设计能快捷、高效进行故障查找、软化和排除。
4.3硬接线替代通讯设计
火电厂主辅机保护、重要设备联锁避免通过通讯信号，应采用硬接线三取二的方式实现。避免在发生控制站通讯模块故障或网络堵塞时设备误动或拒动。
4.4选用技术成熟、可靠的热控元件
随着热控自动化程度的提高，对热控元件的可靠性要求也越来越高，所以，采用技术成熟、可靠的热控元件对提高DCS系统整体的可靠性有着十分重要的作用，根据热控自动化的要求，热控设备的投资也在不断地增加，切不可为了节省投资而“因小失大”。在合理投资的情况下，一定要选用品质、运行业绩较好的就地热控设备。以提高DCS系统的整体可靠性和保护系统的可靠性、安全性。
4.5选用抗干扰能力强的前置器和二次表
随着智能化仪表飞速发展的今天，对智能化仪表的抗干扰能力越来越高，选择抗干扰能力强、质量可靠的前置器和二次表对热工保护起着十分重要的作用。
4.6保护逻辑组态进行优化
优化保护逻辑组态，对提高保护系统的可靠性、安全性，降低热控保护系统的误动、拒动率，具有重要意义[6]。
4.7提高DCS硬件质量和软件的自诊断能力
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。
4.8对设计、施工、调试、检修质量严格把关
提高热控设备的设计、施工、调试、检修质量对提高热控保护的可靠性有着长远的重要意义。
4.9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较大影响。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。
4.10严格执行定期维护制度
做好机组的大、小修设备检修管理，及时发现设备隐患，使设备处于良好的工作状态。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。
结语
随着电力事业和高新技术的快速发展，大型旋转机械设备日趋高度自动化和智能化，系统的安全性、可靠性变得重要，成为一种趋势，对系统运行安全、稳定性提出了更高的要求。但是，无论多么先进的设备，从可靠性角度看，100%可靠是难以实现的。因此，在一定意义上讲，“有故障”是绝对的。但是，故障与事故之间并不是必然的关系，对故障也不是不能防范，关键是如何尽早检测、发现故障，然后预防、软化、控制和排除故障，避免故障的进一步扩大，努力使热工保护的正确动作率达到100%。
参考文献
[1]刘国华.DCS系统中热工保护的合理设置研究[J].科技与创新，2019(22):100-101.
[2]周正，陈超，刘丹.关于热工保护信号检测元件选型与DCS逻辑优化的建议[J].自动化应用，2019(10):27-29.
[3]曾阳，蒋婷，薛伟，王兴法.电厂热工DCS保护误动、拒动原因及对策分析[J].技术与市场，2019，26(01):138+140.
[4]冯浩.关于增强电厂热工自动化保护意识的思考[J].科技创新导报，2018，15(28):49+52.
[5]林岩，辛岩.DCS系统中热工保护的设置方法[J].东北电力技术，2018，39(09):56-58.
[6]杨吾.电厂热工DCS保护误动和拒动原因和对策探析[J].通讯世界，2018(03):272-273.