摘 要：隨著DCS控制系統(tǒng)的成熟發(fā)展，熱工自動化程度越來越高，憑借其巨大的優(yōu)越性，使機組的可靠性、安全性、經(jīng)濟性運行得到了很大的提高。但熱工保護誤動和拒動的情況還有時發(fā)生。如何防止DCS系統(tǒng)失靈和熱工保護誤動、拒動成為電廠甚至大型旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備控制的日益關(guān)注的焦點。

　　關(guān)鍵詞：熱工保護；誤動；拒動；技術(shù)
　　熱控保護系統(tǒng)是火力發(fā)電廠不可缺少的組成部分，它對提高機組主輔設(shè)備的可靠性和安全性具有十分重要的作用。熱工保護系統(tǒng)的功能是當機組主輔設(shè)備在運行過程中參數(shù)超出正常可控制的范圍時，自動緊急聯(lián)動相關(guān)的設(shè)備， 及時采取相應(yīng)的措施加以保護，從而軟化機組或設(shè)備故障，避免出現(xiàn)重大設(shè)備損壞或其他嚴重的后果。主輔設(shè)備正常運行時，保護系統(tǒng)因自身故障而引起動作，造成主輔設(shè)備停運，稱為保護誤動；在主輔設(shè)備發(fā)生故障時，保護系統(tǒng)也發(fā)生故障而不動作，稱為保護拒動。隨著熱工技術(shù)水平的進步和設(shè)備的質(zhì)量的提高，控制理論的快速發(fā)展與不斷完善，使得電廠熱工控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)和自動化水平都得到了極大的改善與提高。但從近幾年熱工保護情況統(tǒng)計來看，由于熱工保護誤動引起機組跳閘，造成非計劃停運的比例還是較大的。如何避免熱工保護誤動、拒動成為火力發(fā)電廠同益關(guān)注的問題。
　　1 熱工保護誤動、拒動原因分類
　　熱工保護誤動、拒動的原因大致可以概括為：DCS軟、硬件故障；熱控元件故障；中間環(huán)節(jié)和二次表故障；電纜接線短路、斷路、虛接；熱控設(shè)備電源故障；人為因素；設(shè)計、安裝、調(diào)試存在缺陷。
　　2 熱工保護誤動、拒動原因分析
　　2.1 DCS軟件、硬件故障。
　　隨著DCS控制系統(tǒng)的發(fā)展，為了確保機組的安全、可靠，熱工保護里加人了一些重要過程控制系統(tǒng)（如：DEH、CCS、BMS等），兩個控制器同時故障時停機保護，由此，因DCS軟、硬件故障而引起的保護誤動也時有發(fā)生。主要是控制器、輸出模塊、設(shè)定值模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊等故障引起。
　　2.2 熱工一次元件故障
　　熱工一次元件作為熱工保護的信號采集部分，其安全可靠運行對熱工保護的可靠性至關(guān)重要，而因其故障（包括溫度、壓力、液位、流量、閥門位置元件、電磁閥等）誤發(fā)信號而造成的主輔機保護誤動、拒動占的比例也比較大，有些電廠因熱工元件故障引起熱工保護誤動、拒動甚至占到了一半。究其原因主要是元件老化和質(zhì)量不可靠，該系統(tǒng)保護設(shè)計不合理，采用單點參與機組保護，從而增加了機組保護誤動的風險。
　　2.3 線纜接線斷路、短路、虛接
　　電纜接線斷路、短路、虛接引起的保護誤動主要原因是電纜老化絕緣破壞、熱工一次元件接線端子處進水、端子接線處松動或空氣潮濕腐蝕等引起。
　　2.4 設(shè)備電源故障
　　隨著熱控系統(tǒng)自動化程度的提高，熱工保護中加入了DCS系統(tǒng)，一些過程控制站電源故障停機保護。因熱控設(shè)備電源故障引起的熱工保護誤動、拒動的次數(shù)也有上升的趨勢。主要原因是熱控設(shè)備電源接插件接觸不良、電源系統(tǒng)設(shè)計不可靠。
　　2.5 人為因素
　　人為原因很多，大多數(shù)是由于熱工人員走錯間隔、看錯端子排接線、錯強制或漏強制信號、萬用表使用不當?shù)日`操作等引起。人為因素引起保護拒動大多因熱工人員在檢修后忘記合儀表電源開關(guān)、檢修后儀表二次門忘記開啟等引起。還有一些是由于控制系統(tǒng)在設(shè)計、安裝、調(diào)試存在質(zhì)量缺陷，這樣因熱控設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試存在質(zhì)量缺陷導(dǎo)致機組熱工保護誤動或拒動的案例也在電廠中經(jīng)常遇見。另外也有許多機組是由于邏輯設(shè)計不合理、保護系統(tǒng)配置不當、定值不準確、自動調(diào)節(jié)PID參數(shù)不合適等因素造成機組保護誤動。
　　3 防止熱工保護誤動、拒動應(yīng)采取的措施
　　由于熱控設(shè)備覆蓋著整個電力生產(chǎn)過程中的所有參數(shù)，電力生產(chǎn)過程中的各系統(tǒng)不僅相互聯(lián)系，而且相互制約。因此，任何一個環(huán)節(jié)的故障都有可能通過熱工保護系統(tǒng)發(fā)出跳機停爐信號，從而造成不必要的經(jīng)濟損失。因此要提高熱工保護的可靠性，減少熱工保護誤動或拒動現(xiàn)象的發(fā)生，首先必須在管理制度上采取有效措施。
　　（1）熱工保護的投退必須嚴格按照熱工監(jiān)督的管理規(guī)定，確保在運機組保護的投入率為100%，在任何情況下不隨意解除保護，在機組啟動前，嚴格執(zhí)行熱工聯(lián)鎖、保護的靜態(tài)試驗，確保保護的正常投入和可靠運行。
　　（2）嚴格履行保護投退手續(xù)，加強保護投退記錄和強制信號的登記記錄。對保護回路定期組織檢查，確保保護回路運行可靠。加強對參與保護設(shè)備的定期工作程序，通過定期工作來及時排查、發(fā)現(xiàn)治理熱控設(shè)備存在的各種隱患和缺陷。
　　（3）加強缺陷的處理。在熱控設(shè)備的缺陷處理過程中，應(yīng)嚴格按照小缺陷不過班、大缺陷不過天、重大缺陷連軸轉(zhuǎn)的要求開展缺陷管理工作，通過強化消缺來不斷提高機組安全運行的系數(shù)。
　　（4）針對重要設(shè)備的檢修制定標準化作業(yè)程序，通過制定該程序來規(guī)范操作，提高人員的規(guī)范意識和安全行為。
　　（5）加強事故分析和培訓，針對每一次熱工保護動作組織進行徹底分析，系統(tǒng)地排查出問題的所在，并制定相應(yīng)的反事故措施或相應(yīng)的檢修應(yīng)急預(yù)案，從而消除導(dǎo)致保護誤動的各種因素。
　　對異常的分析要嚴格按照“四不放過”的原則，認真分析原因、落實責任，總結(jié)經(jīng)驗教訓，并舉一反三地制定各種防范措施，從根本上來提高熱工保護系統(tǒng)的可靠性。
　　4 防止熱工保護誤動、拒動的技術(shù)對策
　　（1）在熱控系統(tǒng)中，盡可能地采用冗余設(shè)計。過程控制站的電源和CPU冗余設(shè)計已成為普遍，對一些保護執(zhí)行設(shè)備（如跳閘電磁閥）的動作電源也應(yīng)該監(jiān)控起來。對一些重要熱工信號也應(yīng)進行冗余設(shè)置，并且對來自同一取樣的測點信號進行有效的監(jiān)控和判斷，同一參數(shù)的多個重要測點的測量通道應(yīng)布置在不同的卡件以分散由于某一卡件異常而發(fā)生危險，從而提高其可靠性。重要測點就地取樣孔也應(yīng)該盡量采用多點并相互獨立的方法取樣，以提高其可靠性，并方便故障處理。一個取樣，多點并列的方法有待考慮改進。總之，冗余設(shè)計對故障查找、軟化和排除十分快捷和方便。? 　　（2）盡量采用技術(shù)成熟、可靠的熱控元件。隨著熱控自動化程度的提高，對熱控元件的可靠性要求也越來越高，所以，采用技術(shù)成熟、可靠的熱控元件對提高DCS系統(tǒng)整體可靠性有著十分重要的作用。根據(jù)熱控自動化的要求，熱控設(shè)備的投資也在不斷地增加，切不可為了節(jié)省投資而“因小失大”。在合理投資的情況下，一定要選用品質(zhì)好、運行業(yè)績佳的就地熱控設(shè)備，以提高DCS系統(tǒng)的整體可靠性和保護系統(tǒng)的安全性。
　　（3）對保護邏輯組態(tài)進行優(yōu)化。在電廠中，溫度高保護是主輔機設(shè)備保護的必不可少的一項重要保護。由于溫度元件受產(chǎn)品質(zhì)量、接線端子松動、現(xiàn)場環(huán)境等各種因素的影響，在運行一定周期后極其容易導(dǎo)致信號波動，從而引起保護誤動現(xiàn)象的發(fā)生。針對此，可在溫度保護中增加加速度限制（壞質(zhì)量判斷），具體措施為：對溫度保護增加速率限制功能，當系統(tǒng)檢測到溫度以≥20℃/s的速率上升時，即閉鎖該溫度保護的動作，并且在DCS系統(tǒng)畫面上報警，同時通知檢修人員進行排查故障。這樣通過優(yōu)化保護邏輯組態(tài)，對提高保護系統(tǒng)的可靠性、安全性，降低熱控保護系統(tǒng)的誤動、拒動率具有十分重要的意義。
　　（4）提高DCS硬件質(zhì)量和軟件的自診斷能力。
　　（5）對設(shè)計、施工、調(diào)試、檢修質(zhì)量嚴格把關(guān)。
　　（6）嚴格控制電子間的環(huán)境條件。
　　（7）提高和改善熱控就地設(shè)備的工作環(huán)境條件。
　　如：就地設(shè)備接線盒盡量密封防雨、防潮、防腐蝕；就地設(shè)備盡量遠離熱源、輻射、干擾；就地設(shè)備（如：變送器、過程開關(guān)等）盡量安裝在儀表柜內(nèi)，必要時對取樣管和柜內(nèi)采取防凍伴熱等措施。
　　（8）嚴格執(zhí)行定期維護制度，對重要設(shè)備主動開展定期工作。做好機組的大、小修設(shè)備檢修管理，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，使設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。做好日常維護和試驗。停機時，對保護系統(tǒng)檢修徹底檢修、檢查，并進行嚴格的保護試驗。
　　5 結(jié)束語
　　隨著電力事業(yè)和高新技術(shù)的快速發(fā)展，發(fā)電設(shè)備日趨高度自動化和智能化，系統(tǒng)的安全性、可靠性變得日益重要。但是，無論多么先進的設(shè)備，絕對可靠是絕對辦不到的。所以應(yīng)通過對電廠熱工保護控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進行統(tǒng)計，并認真分析故障的產(chǎn)生原因，提出相應(yīng)的解決方法，不斷完善電廠的各項管理制度，提高操作人員的技能水平。只有這樣才能有效的降低電廠熱工控制系統(tǒng)的誤動作次數(shù)與故障發(fā)生率，從而保證機組的安全性和經(jīng)濟性。