燃煤发电厂热工自动化设备及系统风险分析及防范措施

燃煤发电厂热工自动化设备及系统风险分析及防范措施

莫莹莹

广东红海湾发电有限公司 516600

摘要：随着我国信息技术和自动控制技术的不断发展，燃煤发电厂逐步对热工自动化设备及系统进行全面升级，我国电力工业基本上实现全自动化生产。然而，燃煤发电厂也不得不重新审视自身发展前景，面临时代发展带来的全新挑战，即分析热工自动化设备及系统风险并采取措施加以防范。因此，本文将在分析燃煤发电厂热工自动化设备及系统风险的基础上，从技术和管理层面提出防范措施，以此为相关管理人员提供新的思路和方法。

关键词:燃煤发电厂；热工自动化设备；系统风险；防范措施

1.燃煤发电厂热工自动化设备及系统简介

1.1集散控制系统（DCS）

燃煤发电厂多数采用DCS控制系统（集散控制系统）对运行机组设备予以保护，该系统主要由电力系统、信息通信设备及计算机应用软件三个部分构成。DCS系统的主要特征就是利用电子计算机进行操纵，在系统信息传递的过程中，建立起以通信网络为载体的多级别控制系统。其中，在机组DCS控制系统中，对单元机组进行综合控制的场所是发电厂中央控制室或集中控制中心。而其他相关的自动控制系统、远程控制操作、报警系统等的控制场所均为监控中心（操作员站及大屏幕液晶显示器），它们将按照各种运行方式控制来完成机组DCS系统的动作和要求。

1.2辅助系统

燃煤发电厂中的化学水处理及预处理、凝结水精处理、除尘除灰除渣、脱硫脱硝、废水处理及输煤等系统，都属于辅助系统。通常来讲，燃煤发电厂会特意设置辅助车间控制网络，以此实现对辅助车间作业的精确掌控。其中，部分控制系统的控制场所可依具体情况而定，如除灰除渣系统、输煤程序控制系统，它们的控制场所既可以是就地控制室，也可以是中央控制室。值得注意的是，部分控制系统若是在就地控制室内控制，相关工作人员在系统调试结束正常投入运行后，必须将就地控制室内的显示器（CRT）迁至中央控制室。

1.3厂级监控信息系统（SIS）

厂级监控信息系统 （SIS）作为监控生产过程的信息系统，构建单元机组DCS、辅助系统及其他控制系统之间的网络，以此发挥采集和管理生产过程参数、计算和分析厂级性能、管理现场各类重要设备设施、保证信息安全等功能，从而为全厂生产过程的正常运行和科学管理提供有效保障。

2.热控系统风险分析

若DCS系统失灵，机组设备面临出现各种故障的风险，在此种情况下，运行人员无法及时对发电机组进行监控操作及远程控制，将导致单元机组运行不受控制。此外，在机组控制较为紊乱的情况下，运行人员易受到各种装置产生的错误信息及错误提示的误导，从而采取错误操作，损害机组设备，造成电厂经济损失。

若DCS系统不采取信息安全措施加以防护，将面临遭受计算机病毒入侵或黑客恶意攻击的风险，上述情况一旦发生，随之而来的将会是电气一次系统事故、电力二次系统的崩溃瘫痪，最终导致大面积停电事故，这对电厂生产安全埋下了巨大隐患。

在实际生产过程中，热控系统还面临着许多危险因素的威胁，如热控系统的设计不周、热控设备质量不良、热控设备安装错误、热控设备调试不到位及维护检修不到位和人为误操作等。热控系统作为一个整体，一旦某个环节出现故障，将会产生极其不好的连锁反应，因此运行人员应当采取针对性的防范措施，保障机组设备的正常运行。

3.热控系统常见事故类型及原因分析

3.1机组DCS系统失灵

机组DCS系统失灵事故的发生原因有很多种，常见原因有以下几点：UPS电源（不间断电源）发生故障导致DCS系统失去供电；集中控制电缆中的电源、通信电缆和接口出现问题，导致系统死机；传输信息量过大，通信电缆及接口负载过量，此种传输不稳定的情况下，系统易发生死机现象；主机键盘或电缆插件被损坏，导致系统失灵。

3.2机组保护拒动或误动

机组保护设施供电线路故障、机组保护检测装置线路故障或损坏、机组保护专用的通讯设施及元器件故障、保护专用输入输出元件故障或其线路故障等原因，都会造成机组保护系统失效，发生拒动现象。

机组保护误动事故的发生原因多种多样，其中常见的有机组保护装置的整定不准、系统逻辑设计存在结构性安全隐患、双路电源自动切换错误等原因。

3.3自动调节系统失控

自动调节系统失控事故并不少见，经过调查分析可以清楚了解其发生原因：自动调节系统出现电源或线路故障，造成机组自动调节失控；自动调节检测装置及其线路故障，导致调整门出现变化不均；自动调节系统的相关执行机构含有缺陷，导致机组自动调节异常；调节器芯片运算紊乱，自动调节系统因此无法正常运行。

3.4热工电源系统故障

在燃煤发电厂内，造成热工电源系统故障的原因主要有UPS电源及元器件遭到外力损坏；线路表层绝缘老化，导致发生线路短路现象；电源回路负荷过重造成熔断器被烧断；热工电源回路发生短接现象，造成电源开关自动动作。

4.热工自动化设备及系统风险防范技术措施

在进行热工控制系统的设计及设备选型的过程中，管理人员要以相关技术规定和章程为执行标准规范，同时遵守电力二次系统安全防护的相关规定。针对热控系统风险及常见事故，在技术层面可采取以下措施：

4.1热工自动化系统设计要具备前瞻性，在设备的选型上要保证质量可靠、制作精良，以此保证运行人员采取常规手段就能对其进行操作。

4.2面对各种运行工况，控制系统的配置要满足其监控技术要求，同时在芯片的选择上，应保证芯片的负荷率超过最大通信运输量。

4.3系统电源的配置上主要考虑质量可靠的UPS电源，满足系统供电要求，为了应对UPS电源故障的情况，应确保备用电源可在其最小时间内进行自动切换。此外，在进行系统电源的配置时，应当安装声光报警装置，以此确保运行人员能够及时发现电源故障。

4.4在选择系统接口时，要考虑接口质量是否优良、接口负荷量是否高于系统要求等问题，这样才能防止接口故障导致系统失灵的现象发生。系统线路应当选择符合国家安全标准的产品，管理人员要做好线路的维修和检测工作，及时更换表面出现磨损的线路。

4.5针对机组系统的拒动、误动现象，热工维护人员应按照国家相关反措要求，在系统程序中设置好应对策略，防止机组保护系统失常。

4.6燃煤发电厂要对DCS系统采用监控技术，可采取应用程序控制或手动操作的方法对系统进行监控。当系统在运行中出现异常，自动启动应用程序控制，即系统进行自我调节。为了避免出现自动调节系统失控的情况，应当设置自动和手动切换按钮，以此保证运行人员能够及时采取处理措施。

5.热工自动化设备及系统风险防范管理措施

5.1建立岗位安全责任制度

为了保证热工人员的工作责任落到实处，燃煤发电厂内部应建立和完善岗位安全责任制度，明确各岗位工作人员的职责。当热工自动化设备及系统出现事故时，管理人员可查明事故原因，并据此对相关岗位人员进行追责，以此让各岗位人员能够各司其职，确保热控系统的正常运行。

5.2完善安全管理制度

完善安全管理制度，是规避热工自动化设备及系统风险的重要手段。其中，安全管理制度中应当包括机组设备维护和检修制度、热工技术管理制度、热控设备缺陷及事故管理制度、计算机系统防病毒管理制度等内容，逐渐完善安全管理制度并加强执行力度，不仅能够保证热工自动化设备一直处于良好状态，还能确保热控系统运行的安全稳定。

5.3做好应急预案管理

只有做好应急预案管理，才能将事故不利影响降到最低。在制定事故应急预案时，不能光纸上谈兵，要保证应急预案能够切实解决系统故障问题。应急预案制定完成后，热工人员应当对其采用实验的方法来验证其作用，验证通过后可将其作为本专业学习材料，要求各岗位人员牢记于心，从而增强热工人员解决系统故障的信心和决心。

总结

在燃煤发电厂的生产过程中，各种危险因素的出现为热工自动化设备及系统故障的出现埋下了巨大隐患，这不仅给电厂造成经济损失，还威胁到一线工作人员的人身安全，因此要采取防范技术和管理措施，保障DCS系统和机组设备能够安全稳定运行，从而确保燃煤发电厂获得更好的经济效益。

参考文献

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[2] 刘政委 曾娟. 发电厂热工保护系统的故障处理及预控分析[J]. 科技创新与应用, 2015.

[3] 郭永红. 浅析火电厂热工保护系统的常见故障及防控措施[J]. 中国科技纵横, 2017, 000(020).