關(guān)于火電廠熱工自動(dòng)控制可靠性分析及對(duì)策

楊薈學(xué)

摘要：伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們?cè)谌粘５纳钆c工作中對(duì)于電力資源有著極高的需求量，需要電力企業(yè)重視電力工程的建設(shè)工作，依托自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)代化、智能化電網(wǎng)建設(shè)?；痣姀S在電網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮著非常重要的作用，借助于天然氣、煤炭等能源進(jìn)行電力生產(chǎn)，以此滿足人們的用電需要。目前很多火電廠為了提高電力生產(chǎn)效率和質(zhì)量，采用熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)，取得了良好的應(yīng)用效果，切實(shí)保障了火電廠電力生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行。文章對(duì)熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了概述，并提出了提高系統(tǒng)控制作用的對(duì)策，以此為火電廠的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供助益。

關(guān)鍵詞：熱工自動(dòng)控制;火電廠;可靠性

引言

電能對(duì)中國(guó)社會(huì)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的意義重大，作為重要的電力企業(yè)——火電廠，需要對(duì)生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量和效率給予重視，應(yīng)用先進(jìn)的熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電能的有效、安全生產(chǎn)。通過(guò)對(duì)火電廠發(fā)展?fàn)顩r的考慮，注重其電氣自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)研究，有利于增強(qiáng)火電廠電氣設(shè)備良好的功能特性及運(yùn)行工況，并實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行故障的及時(shí)處理，促使火電廠的生產(chǎn)計(jì)劃得以深入推進(jìn)，并提升其發(fā)展過(guò)程中的電氣自動(dòng)化水平。因此，需要給予火電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)更多的關(guān)注，并將該系統(tǒng)建設(shè)研究工作落實(shí)到位，從而滿足火電廠的可持續(xù)發(fā)展要求，使其電氣設(shè)備能夠處于穩(wěn)定、高效的運(yùn)行狀態(tài)。

一、熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)

熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)機(jī)爐協(xié)調(diào)控制、過(guò)熱蒸汽溫度、送風(fēng)、引風(fēng)控制等多個(gè)工作環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督，以此對(duì)電能生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的控制管理，減少設(shè)備故障發(fā)生率。該控制系統(tǒng)主要包括三個(gè)系統(tǒng)：第一，為分散控制系統(tǒng)，存在于各個(gè)組件中，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備安裝情況進(jìn)行控制，以便管理人員可以對(duì)機(jī)組運(yùn)行情況進(jìn)行有效把握，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的故障，及時(shí)進(jìn)行維修處理;第二，為輔助控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在火電廠整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)恢復(fù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的正常運(yùn)行。該系統(tǒng)可以在無(wú)人管理狀態(tài)下依托編程器（可控制）對(duì)系統(tǒng)中的各個(gè)裝置進(jìn)行自動(dòng)化的控制管理，控制期間接收的數(shù)據(jù)可以通過(guò)各個(gè)接口實(shí)現(xiàn)交換，一旦系統(tǒng)某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障問(wèn)題可以在數(shù)據(jù)交換后進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，使得故障設(shè)備盡快恢復(fù)正常。

二、熱工自動(dòng)控制可靠性存在的問(wèn)題以及解決措施

（1）主機(jī)DEH電源柜兩路電源設(shè)計(jì)不合理

原因：重要設(shè)備，非雙路電源，主機(jī)DEH電源柜電源原設(shè)計(jì)兩路電源取自同一配電柜同一電源母排。

建議：更改設(shè)計(jì)：分開(kāi)布置在兩路母排下空開(kāi)，進(jìn)行供電，保證雙路供電，互不影響，保證供電的穩(wěn)定和可靠;

（2）MEH系統(tǒng)服務(wù)器柜電源設(shè)計(jì)不合理

原因：重要設(shè)備，非雙路電源，MEH系統(tǒng)服務(wù)器柜原設(shè)計(jì)一路電源，取自熱控配電柜（電氣UPS電源來(lái)）。

建議：更改設(shè)計(jì)：增加一路直接來(lái)自電氣UPS的電源，兩路電源供電，任意一路電源失去時(shí)，MEH系統(tǒng)服務(wù)器柜不會(huì)失電，電源更加可靠;

（3）機(jī)組電動(dòng)門(mén)上級(jí)電源開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)不合理

原因：重要設(shè)備，非雙路電源，全廠機(jī)組電動(dòng)門(mén)配電柜，電源為母排直接引下一路電源電源供電，缺少雙電源切換裝置。

建議：更改設(shè)計(jì)：增加第二路供電母排和雙電源切換裝置，保證任意一路電源失去時(shí)，可以保證電動(dòng)門(mén)電源不失去。

（4）再熱器安全門(mén)設(shè)備電源和控制電源未分開(kāi)，

原因：再熱器安全門(mén)控制柜內(nèi)再熱器安全門(mén)的控制電源（24VDC）的開(kāi)關(guān)跳閘可能引起再熱器安全門(mén)的誤動(dòng)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，用于顯示再熱器安全門(mén)閥門(mén)反饋的模擬量傳感器LVDT傳感器電源（24VDC）與再熱器安全門(mén)的控制電源為同一路電源，生產(chǎn)過(guò)程中如果傳感器電源接地短路會(huì)造成再熱器安全門(mén)控制柜內(nèi)開(kāi)關(guān)跳閘。

建議1：針對(duì)用于顯示再熱器安全門(mén)閥門(mén)開(kāi)度的模擬量傳感器LVDT的連接回路，加裝一個(gè)單獨(dú)的熔絲，主要目的是避免當(dāng)開(kāi)度傳感器LVDT受損時(shí)不會(huì)同時(shí)把控制柜開(kāi)關(guān)跳閘，從而避免再熱器安全門(mén)誤動(dòng)作。建議2：在再熱器安全門(mén)系統(tǒng)用儀用氣總管上加裝一臺(tái)由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制的隔離門(mén)，在發(fā)生再熱器安全門(mén)誤動(dòng)作的特殊情況下，由運(yùn)行人員判定后及時(shí)遙控關(guān)閉儀用氣，使再熱器安全門(mén)及時(shí)回座。

（5）循泵電源設(shè)計(jì)不合理

原因：循泵液控蝶閥油站電源將帶保護(hù)動(dòng)作的信號(hào)電源與不帶保護(hù)動(dòng)作的信號(hào)電源混用。

建議：在電源設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意，要求廠商設(shè)計(jì)分開(kāi)。將帶保護(hù)動(dòng)作信號(hào)的電源分開(kāi)，例如蝶閥模擬量開(kāi)度和開(kāi)關(guān)量信號(hào)，防止某一個(gè)裝置故障導(dǎo)致上級(jí)電源全部跳閘。

（6）爐膛出口3路氧量信號(hào)電源未單獨(dú)設(shè)計(jì)

原因：爐膛出口氧量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電源原設(shè)計(jì)為一路總電源輸入，在儀表柜內(nèi)分為三路，分別作為三個(gè)氧量變送器的儀表電源。經(jīng)檢查，總電源電纜破損接地短路，導(dǎo)致電源開(kāi)關(guān)跳閘，三個(gè)氧量變送器同時(shí)失電，氧量信號(hào)顯示為壞值。

建議：由于爐膛出口氧量信號(hào)作為機(jī)組風(fēng)量控制的重要信號(hào)，采用三冗余配置。而儀表電源則設(shè)計(jì)為一路，一旦失去，三個(gè)氧量信號(hào)全失。因此增加二路總電源，使儀表電源也做到三冗余配置，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

（7）給煤機(jī)控制電源設(shè)計(jì)

給煤機(jī)控制電源原設(shè)計(jì)由電氣給煤機(jī)MCC各取3路380V電源至給煤機(jī)就地控制柜。在就地控制柜中，通過(guò)隔離變壓器轉(zhuǎn)至110VAC后作為給煤機(jī)控制電源。由于機(jī)組400V母線故障，400V設(shè)備運(yùn)行母線失電。在切換母線電源過(guò)程中，由于控制電源短時(shí)失電造成給煤機(jī)就地控制系統(tǒng)CPU板失電，變頻器啟動(dòng)指令失去，使給煤機(jī)停運(yùn)。

建議：給煤機(jī)控制電源采用較為可靠的UPS電源。

（8）消除邏輯設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定降低

審核汽動(dòng)給水泵邏輯，發(fā)現(xiàn)給水泵汽輪機(jī)控制油泵3B故障3A自啟動(dòng)后，人工切回3B時(shí)故障泵出力不足，3A泵可能存在無(wú)法再次自啟動(dòng)的情況，很有可能造成控制油失壓，最終小汽機(jī)跳閘。

分析原因：小機(jī)控制油泵3B故障，3A自啟動(dòng)成功后，運(yùn)行人員手動(dòng)進(jìn)行控制油泵切換，將油泵3A切至3B運(yùn)行，如3B出力不足，可能導(dǎo)致控制油泵A停運(yùn)瞬間又接到啟動(dòng)指令，出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)，無(wú)法再次接受啟動(dòng)指令，聯(lián)鎖啟泵失敗，控制油壓持續(xù)下降，最終跳機(jī)。

建議1：在油泵出口逆止閥前增加壓力變送器，便于運(yùn)行人員監(jiān)視壓力值。

建議2：增加油泵出口壓力異常判斷邏輯，當(dāng)主泵運(yùn)行并且出口壓力正常后，方允許停運(yùn)備用油泵，否則閉鎖停備泵指令，并提供油泵出口壓力異常的定值。

建議3：取消安全油壓低跳機(jī)保護(hù)。

結(jié)束語(yǔ)：總而言之，我國(guó)火力發(fā)電廠在電力生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)方面起著不可替代的作用。隨著火電廠熱工自動(dòng)控制應(yīng)用的不斷深入，系統(tǒng)的可靠性必須得到進(jìn)一步提升。熱工自動(dòng)控制是火電廠生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵核心系統(tǒng)，管理人員要做好各方面的調(diào)試與監(jiān)督管理工作，提升自動(dòng)控制系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)以及輔助控制等系統(tǒng)的可靠性。發(fā)電企業(yè)還要加強(qiáng)對(duì)人員素質(zhì)的培訓(xùn)，不能忽視任何操作細(xì)節(jié)，從而有效保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，進(jìn)而促進(jìn)火電廠的穩(wěn)定健康發(fā)展。

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