电厂热工保护系统的可靠性分析

电厂热工保护系统的可靠性分析

王玉麒

中煤平朔安太堡热电有限公司 山西省朔州市 036800

摘要：当前在人们日常生活、企业日常运作中都离不开电，这也使得电厂建设的规模日益扩大，如何才能实现高效率安全运行便成为电厂工作的重点内容。热控保护系统是电厂核心组成部分，可以大大提高电厂机组主、辅设备的安全性。在电厂的正常运行过程中，不可避免会发生一些故障和技术问题，如果这些故障影响不大，可以通过简单的设备维修来解决；如果故障影响较大，热控保护系统可以及时执行一定的保护命令，使整个电厂停止正常运行，避免重大设备故障的危险。基于此，本文主要对电厂热工保护系统的可靠性进行分析，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：电厂；热工保护系统；可靠性

引言

在火电厂实际运行中，不同的主辅设备都有其正常的运行参数。在正常工况下，运行参数在允许的范围内波动，一旦主辅设备的运行参数超出了正常范围，热工保护系统就会启动，自动将相关设备的联动起来，并采取相应的措施来保护设备，避免设备发生大的损坏或者酿成大的事故。近年来，随着发电机组容量的增加，热工自动化的程度也越来越高，尤其是DCS系统的广泛应用，大大提高了火电机组运行的安全性和可靠性。但在机组容量增加的同时，参与热工保护的参数也越来越多，保护系统可能会由于自身的故障出现误动或拒动的情况。误动是机组主辅设备的运行参数正常，但由于热工保护系统自身故障而引起动作，导致主辅设备停止运行。而拒动是当机组主辅设备的运行参数不正常，出现故障时，热工保护系统却没有保护动作。在实际运行中，热工保护系统的拒动危害要远高于误动危害，因为主辅设备已发生故障，保护系统还没有工作，就会引发更大的故障。

1热控保护误动和拒动概念

电厂主要电力设备、供电设施一旦发生故障可能直接造成严重后果的重大电力故障时，可以立即采取电力相关热控制等保护措施可以消除重大故障或减少故障严重后果，等待电力系统正常停机后再行处理，避免重大电力系统及其他人身安全事故的再次发生。但是，当发电厂的相关核心设备仍然处于正常运行工作模式时，保护启动系统因自身原因不能启动相关保护的动作，导致相关核心设备自动停止正常运行，称为热能源保护系统误动。在两个主设备和其他辅助设备之间出现问题时，热控保护系统通常会执行热控保护措施，以有效保护主、辅助设备的安全和工作稳定性。特殊情况下，热控保护系统由于自身控制电路或其他部件出现问题，下达停止命令和继续执行命令都有可能直接造成不必要的资源浪费，甚至可能造成巨大的经济损失。这种情况被称为发电厂热控保护系统的安全保护和防误动。这种保护设备动作的错误实施不仅会对其造成巨大的社会经济损失，甚至还会严重损坏保护系统设备的零部件。由于尚未发展到不容易发生设备故障的水平，热控控制系统的误动和拒动现象对电力设备的连续性和运行性能有较大影响，进而影响电力企业的经济效益。

2电厂热工保护系统的可靠性提升措施

2.1使用冗余设计

电厂热工保护系统的可靠性提升措施之一是使用冗余设计。对热控保护系统的跳闸电磁阀等执行装置的动作电源应加强监控，并进行电源和CPU等冗余设计。另外，对于热控制测量信号也需要同时进行一次冗余测量设置，在进行监视和分析判断同一测量样品的冗余测量点控制信号时，尝试将同一测量参数的多个重要样品测量点的冗余测量信号通道分别放置在不同的测量卡上，防止其中一个卡出现问题而影响操作的可靠性。还可以用多点和独立的采样方法对相同的重要温度测量点数据进行不同采样，改善原来的采样、多点并行形式。

2.2重视改善热控设备的工作环境

电厂热工保护系统的可靠性提升措施之二是重视改善热控设备的工作环境。实际日常工作管理经验分析表明，热控设备的日常工作管理环境当中需要重点关注改善的是热控控制设备的日常工作管理环境，以便有效提高热控系统的稳定性。现场接线设备间的接线盒接口可以用橡胶密封、防潮和防腐等方法处理，现场散热设备还需要与备用热源之间保持合理的散热距离，如果设备引起干扰，可以放置货架或通过对样品管道的防冻措施处理。总之，通过不断改善工业热控系统设备的正常运行环境，可以大大提高工业热控系统运行的稳定性，有效防止系统误动和拒动问题。

2.3热工仪表非线性特性的校正

电厂热工保护系统的可靠性提升措施之三是热工仪表非线性特性的校正。自动控制理论在控制过程仪表上有很大作用，特别是对热工仪表进行非线性特性校正来提高仪表的精度，其主要有两种表现。第一种，合理使用自动控制理论。在热工仪表非线性校正的工作中，可以用自动控制理论来模拟线性化，将模拟信号和现实中的各硬件进行整合利用，线性化处理热工仪表的输入信号，保证校正效果的良好。第二种，智能化热工仪表的非线性校正需要将自动控制理论和计算机技术充分结合在一起，精确计算输入信号需要的数字量，利用计算机的三维空间将其数字线性化处理，进而满足其非线性校正的需求。所以，在实际进行校正时需要将自动控制理论充分的应用起来。例如，在进行节流式流量仪表的校正过程中，就可以利用自动控制理论将流量和差压的关系进行模拟，从而实现有效校正。

2.4定期维护和技术培训

电厂热工保护系统的可靠性提升措施之四是定期维护和技术培训。电厂热控设备的定期检查、设备检修维护管理有助于保证电厂的安全稳定运行，日常用电维护和设备定期检查等也是必要的设备维护管理手段。日常设备维护管理包括动力设备的清洁和保养维护、动力设备的润滑油和工件润滑、除锈、油漆等日常设备维护管理工作。定期检查和定时检查服务包括定期检查工作、找到适当的工作时机、在停机时定期检查移动设备、解决发现的问题、更换故障设备等单位设备的详细检查。下次启动运行前，必须进行整个试验机和热控保护试验。另外，要确保运行机组都有热工保护，且热工保护不得随意解除。在机组投入启动前，要确保热工保护运行稳定。要对热工保护回路进行定期检查，尤其是重点排查热工保护设备，查看其运行状况，发现隐患、缺陷后要及时处理，确保热工保护设备稳定运行。加强对高温环境下运行线路的排查，在进行定期检修过程中，要检测电缆的绝缘情况，将检测到的绝缘电阻与上次的检测情况相比，如果电阻出现较大变化，说明电缆的绝缘受到破坏，要及时更换。同时校验开关和定期清理保护设备，要经常对负压开关的取样管进行吹灰，防止粉尘堵塞取样管。定期组织开展热控人员的安全工作知识学习和专业技术技能教育，也是不断提高电厂热控专业安全生产运行的重要手段。尽管目前电厂电力设备的全自动化先进程度高，但仍然普遍存在许多不稳定性的因素和一些固有技术缺陷。这时，热控人员就需要对此设备进行严格把关，检查设备是否运行异常，掌握深入的设备理论知识和完善的设备工作管理技能，才能最大限度地减少因热控设备保护的误动和热控拒动而造成的经济损失。

结语

总而言之，电厂热控保护系统具有保障全所系统及整个运行系统的重要作用，随着我国科学技术的发展，火电厂的机组设备越来越自动化、智能化，系统的安全性、可靠性也越来越高。但设备在长期运行过程中，由于自身的磨损，加上运行环境的影响，不可避免会发生故障。设备的故障虽然不可避免，但事故可以避免，这就需要相关的工作人员切实担负起责任，做好日常的检修维护工作。尤其是热工保护操作人员，要确保让热工保护尽可能的做到正确动作，最大可能地减少误动，杜绝拒动，真正把好热力设备的安全运行关。

参考文献

[1]童明.热工保护误动及拒动原因分析和总结[J].贵州电力技术，2011（12）：43-44，11.

[2]胡轶群.火电机组热工保护误动及拒动案例分析[J].发电设备，2016，30（2）：138-140.

[3]任晓鹏.电厂热控保护误动及拒动原因浅析及对策［J］.绿色环保建材，2017（1）：186.

[4]邓云妹.浅谈热控保护装置的故障原因分析及解决对策［J］.东西南北：教育，2017（7）：1.

[5]张全.电厂热控DCS保护误动和拒动原因、对策分析［J］.电子测试，2016（9）：136-137.