垃圾发电厂DCS控制系统故障的应急处理及预防措施的分析

垃圾发电厂DCS控制系统故障的应急处理及预防措施的分析

李金祥

（深圳市能源环保有限公司518000）

摘要：文章首先分析了垃圾发电厂DCS控制系统的故障应急处理措施，包括操作员站的故障处理、通讯网络的应急处理、DCS控制系统功能故障的应急处理、紧急停止机组运行等措施，随后文章具体介绍了垃圾垃圾发电厂DCS控制系统的故障预防措施，包括电源系统的故障问题、硬件故障、软件故障以及通信网络故障等，希望能给相关人士提供一些参考。

关键词：垃圾垃圾发电厂；DCS控制系统；应急处理

随着DCS控制系统的应用推广，垃圾发电厂热工自动化程度也得到了较大的提升，在现实应用过程中具有多样的使用优势从而提高了机组的使用安全性和可靠性。但是在实际应用过程中依然存在各种各样的故障问题，从而对机组运行的安全性造成了严重的威胁，为此需要采取有效措施进行预防，同时提高故障的应急处理能力。

一、DCS系统概述

山东省单县垃圾焚烧垃圾发电厂工程配置2台日处理量400t/d的机械炉排炉、2台余热锅炉，2套烟气处理系统和一台15MW凝汽式汽轮发电机组及其辅助设备。DCS系统按两炉一机以及公用系统要求设计，核心设备选用ABB贝利的SymphonyPlus系统,控制器采用HPC800，包含数据采集（DAS）、模拟量控制（MCS）、锅炉和汽机顺序控制系统（SCS（B/T））、电气控制系统（ECS）及各相关系统的通讯等功能，满足机组各种运行工况要求，确保机组安全、高效运行。是一套软硬件一体化的完成全套机组各项控制功能的完善的控制系统。

DCS通过高性能的工业控制网络及分散处理单元（DPU）、过程I/O、人机接口和过程控制软件等来完成焚烧线、汽轮机及其辅机热力生产过程及其它相关设备的控制。

本工程配置10对冗余的DPU：每台锅炉配置3对，汽机系统配置1对，公用系统配置3对，同时满足控制和通讯技术指标。

本工程DCS配置5台双屏操作员站、1台单屏工程师站、1台单屏值长站、1台单屏历史数据处理站，各工作站各自独立。

二、垃圾垃圾发电厂DCS控制系统的故障应急处理

当机组正常运行过程中出现DCS系统故障时，运行人员应按事故预案一方面紧急通知热工工程师处理，同时派值班员到现场监视重要运行参数，此时燃烧工况宜稳定，适当降低负荷，如重要参数不稳定，考虑机组安全，应停炉或者停机处理。

（一）操作员站的故障处理

在部分操作员站中的显示器不能正常显示时，可以利用良好的操作员站或者值长站来进行监控，如此能够保证机组的平稳运行，并将故障问题及时反映给相关技术人员进行处理。

假如集控室内的操作站都无法正常监视，那么可以让工程师进入工程师站站内监控和操作，从而防止重大操作事故的产生。

所有的操作员站都发生故障时，假如电源依然保持正常运行的状态，那么可以将所有设备逐台进行紧急热启，并看其是否能够恢复正常。若热启失败，短时间内处理不好，应报告值长，打闸停炉停机。

（二）通讯网络的应急处理

DCS控制系统出现网络故障问题时，容易发生数据遗失的问题，这时在进行数据刷新操作也是比较困难的。在这种状况下，需要立刻将问题汇报上去，同时处理好相应的数据备份储存工作。

SCS系统出现网络故障时，应该让技术维修人员立刻赶赴现场，对重要设备进行就地处理，如故障扩大，大面积设备不受控时，应该立刻停止运行。

MCS系统出现网络故障时，应及时将自动调节改为手动调节，并密切关注调节量就地变化。

（三）DCS系统功能故障的应急处理

DCS电源柜电源为冗余配置，在一路电源失去时，另一路电源自动投入，如未自动投入，可手动操作双电源切换装置尝试送电，如无法送电，应尽快检查系统接地或者短路等

MCS和SCS系统出现失电现象时，需要实时监控处于运行状态的机组，并组织专业人员负责检修维护工作，防止故障发生。

如DPU故障，冗余DPU自动切换，如一对DPU同时故障，应根据DPU所带设备采取停机或停炉操作。如数字量输入输出卡件通道故障，可将设备切为就地操作，判断是通道故障、接线问题还是短路等。如模拟量输入输出卡件故障，可将调门等切为就地调节，检查通道、接线等因素。

（四）紧急停止机组运行

1、解除机组旁路联锁，禁止向凝汽器排汽。

2、手按“紧急停机”按钮或手拍危急遮断器，打闸停机。检查主汽门、调节汽门、抽气逆止门应迅速关闭，负荷到零。发电机出口开关跳闸。关闭电动主汽门。

3、启动交流辅助油泵，保证润滑油压正常。

4、开启真空破坏门，停用水环真空泵。

5、保持凝汽器的水位。

6、注意机组内部声音、振动情况，转速到零投入连续盘车，切换到交流润滑油泵，记录惰走时间。

7、开启电动主汽门前、后疏水阀，开启汽机前汽缸及导汽管、抽汽管道疏水。

8、完成正常停机的其他操作。

三、垃圾垃圾发电厂DCS控制系统的故障预防措施

（一）电源系统故障问题

DCS控制系统中的核心零件就是电源系统，在DCS控制系统当中假如电源出现问题，就会导致整个系统发生严重破坏。因此，在实际操作当中，为了让电源能够维持稳定的运行状态，就需要科学使用电源，只有高质量的电源模块，才能促进DCS系统的稳定、持续运行。为此需要定时检查电源系统中电压输出的稳定性，从而预防由于电压不稳所产生的严重后果。同样还应该及时检查电源设备，假如发现电源问题时，应该立刻进行替换或是维修，从而能够及时发现电源中的隐藏问题。相关技术人员应该对DCS控制系统的内部结构布局有一个全面的掌握，了解不同单元柜之间的不同功能，特别是电源回路的运作模式和设计方式。技术人员还应该对DCS控制系统的重要设备和网络系统进行定期检查。

（二）硬件故障

在DCS控制系统的运行过程中，其中的硬件版块容易出现各种故障问题。因此为了更好地预防硬件系统中的故障问题，需要从下面几种问题入手，首先应该严格遵守相应的技术要求和制度标准进行操作，从而为客户创造一个良好的硬件运行条件[1]。DPU不能在人为控制下

随意开关辅机和主机。为了防止静电感应的问题，应该从整体角度入手，做好各项接地准备。DCS控制系统当处于运行状态时，注意避免使用具有较大功率的无线设备，同时也不能将机箱随意打开，比如不可以随意使用手机和对讲机等工具。DCS控制系统在运行过程中需要比较稳定的电压环境，从而为重要的硬件版块预留出充足的冗余。

（三）软件故障

在DCS控制系统的运行过程中，在软件编程和设计方面可能会出现各种问题。而这些软件故障问题可以进行轻松处理，其中比较普遍的软件问题就是所使用的软件是盗版软件，从而导致运行中的DCS控制系统出现故障问题。而杜绝这种故障问题发生的最好措施就是使用比较正规的软件。此外，正版软件当中也会出现某种补丁防控的问题，并推动版本的升级，利用这种正版软件，可以在某种程度上，预防故障问题的发生。在对软件进行升级、更新和修改之前，应该进行软件备份，没有通过测试的软件绝对不能在运行中的DCS控制系统中下载。同时尽量避免在DCS控制系统当中使用各种不明确的介质，比如软盘或是光盘等，从而更好地预防病毒的感染问题。严格遵守相关的工程师管理规定，针对DCS控制系统的具体问题，建立有效的病毒防护措施，坚决不能将便携式电脑和DCS控制系统网络进行直接连接。

（四）通信网络故障

节点总线中发生故障问题，会导致DCS控制系统无法发挥出应有的作用，因此为了避免这种情况的发生，应该做好双冗余配置工作[2]。这种配置工作需要从整体角度出发进行考虑，从而将各种故障问题控制在可管理范围内，防止因为故障问题，而阻碍整个DCS控制系统的正常运行，能够对本地的设备连接点和总线故障都能够得到有效控制。在遇到拆迁设备时，应该在维持总线平稳运行的基础上，将总线设置在不容易接触到的位置，通过双沉余配置能够实现预期目标，提高信息输送的安全性，预防地址错误的现象，能够有效避免人为错误的问题。热工技术人员在进行DCS控制系统的管理维护工作当中，应该加强和同组运行人员之间的交流与沟通，严厉禁止没有经过允许的操作人员对机组进行任何干预行为。

结语

综上所述，随着技术水平的不断提高，DCS控制系统的自动化程度和智能化水平都得到了较大的提升，但是不管是什么类型的系统在使用过程中依然出现一定的故障问题。故障问题也并不是不能防范的，为此需要相关操作人员提高故障应急处理能力，同时加强日常管理，从而促进DCS控制系统的平稳运行。

参考文献

[1]王建收,申健.火电厂DCS控制系统故障的应急处理及预防措施[J].中国电力教育,2013(05):229-230.

[2]陈鹏,郭亮.火电厂DCS控制系统故障的应急处理及预防措施研究[J].中国石油和化工标准与质量,2016,36(21):33-34.

个人简介

姓名：李金祥（1986.04--）；性别：男，籍贯：河南省南阳人，学历：本科，毕业于东北电力大学；现有职称：中级工程师；研究方向：热工控制；