铝电企业的火电厂热控保护系统的可靠性研究

2020-12-10陈付印

中国金属通报 2020年6期

陈付印

（阳泉煤业（集团）股份有限公司发供电分公司，山西阳泉 045000）

近年来随着铝电企业对电力能源需求的日益激增，铝电企业中的火电厂不论是在数量上还是在规模上都呈现出了显著的增长趋势，与此同时火电厂中的相关设备以及机组的参数也都在本质上有了极大的提升。热控保护系统是火电厂最必不可少的组成内容，也一直都发挥着极好的控制以及保障作用。尤其是近年来随着分散控制系统技术的日臻成熟，火电厂的热工自动化程度也有了显著提升，热控保护系统的应用也就变得更加普遍。但是纵然当前的热控保护系统已经足够现金，仍是不能避免会出现故障问题，尤其是系统误动故障灯，这些如不能及时得到有效处理将会成为火电厂的隐患问题。实践研究证明，只有热控保护系统的安全与可靠得到保障，才能确保铝电企业火电厂的正常运转。

1 热保护系统可靠性存在的问题

伴随着热控技术的不断进步，铝电企业火电厂的热控系统在功能上也变得更加全面，如其监测系统就得到了显著的提升，不仅监控角度变得更大，监控范围也更加广阔，并且已经基本实现了连续无中断的全天候监控。但是在热保护系统工作的过程中，会因受到外界环境如设备、线路、电源以及控制系统等的影响而出现运行故障，且还存在如业务以及人员等方面的因素等。不论是受到哪一因素的影响，都可能会导致系统产生误动情况，进而使机组不能正常运行。具体来讲，其可靠性出现的问题主要表现在如下几方面。

（1）系统设计及安装存在漏洞。在铝电企业火电厂中，热保护系统都是在火电厂进行基建工作时就开始进行安装的。但是若在安装过程中不能对系统进行充分认识，或是安装时的侧重点有所差异就会影响到热保护系统后期的可靠性。如有诸多铝电企业火电厂在对热保护系统进行设计时更多考虑的都是为了提升后期的使用效率以及便利后期的运行，但在系统可靠性方面的考量却较少。这种有所偏颇的设计考量往往会导致多种设备在运行初期就出现预期外的停运，并最终导致机组的整体工作效率被降低。由此不难看出，这些存在于系统设计以及安装过程中的漏洞问题都会导致热控系统的可靠性降低，且并尤其不适用于当下的大型机组的日常工作。

（2）DCS 系统软硬件故障。近年来，随着铝电企业火电厂机组容量的不断增咋以及相关配备的不断增加，为切实提升机组的可靠性，通常都会在系统中加入过程控制以便能在系统CPU出现故障时及时进行保护。但是由于这些起到过程控制作用的软硬件也会发生故障，并最终影响到热控保护系统。如导致其产生误动，甚至停工。此外系统中信号处理模块、输出以及设定模块产生问题时也会造成DCS 系统出现故障。

（3）控制电源故障。控制电源作为热控保护系统的重要组成部分，因此控制电源的故障问题也会影响到系统的可靠性。而可影响到控制电源的通常主要有其内部的冗余配置、监视模块以及失电报警装置等。而可导致控制电源发生故障的则主要有两方面，首先是电源线路方面的问题，如发生接触不良、接口处发生松动，或者电源开关出现了质量问题等等而致使电源线路出现短路或者断路等，并进而致使系统出现误动。其次则是由于在对电源系统进行设计时，未能正确选择元器件的容量，或者是电压没能正确匹配等级等。

（4）可靠性管理水平以及模式滞后。纵观我国的多数铝电企业火电厂，在对热控保护系统进行管理时多数都在使用传统的管理方法，且对于设备的检修也均采用统一的定期检修的方式，在校验时使用的方法也多都一致。如，即使有些仪表设备的合格率在98%左右，在检修时也要全部进行校验。再加上由于缺乏对设备的系统了解有些铝电企业电厂在购置基础设备时还可能会出现以次充好的情况，这些都会给后期热工系统的可靠性产生影响，甚至还会威胁到机组的正常运行。

2 确保热控保护系统可靠性的策略

对于铝电企业火电厂而言，热控保护系统不仅可以对机组的运行情况实行全方位的检测，能在设备的参数出现异常时及时做好处理并做到有序跟进，一确保机组的稳定运行，并将可能出现的风险状况降至最低。因此必须要提高对热控保护系统的重视程度。基于热控系统经常出现的一些问题，可主要从如下几方面进行提升。首先可对过程控制部分的相应部件如电源、CPU 等采用冗余设计，且对于样本的测点信号都应当予以记录并进行判断，除此之外还应当对起执行保护作用的一些设备进行全方位的监控；其次在对热控系统的组成设备进行选购时一定要确保设备的技术以及质量都可靠；再则，对于热控系统以及DCS 系统而言，在电源上一定要进行区分，宜使用双电源；最后则是应当建立相应的评价机制，并定期对相关工作人员进行培训。

此外，还可以应用APS 技术以及或者实现对单元机组的智能控制。APS 技术，其实就是指对铝电企业火电厂的机组按照相应的顺序进行控制。当使用此技术后，只需要在机组运行时启动相应的控制按钮，机组就能够在既定的运行顺序下开启运作。如此一来就能实现机组的全自动化工作，有效降低了工作人员的工作强度，避免了人为操作时可能出现的失误情况，并且还极大地提升了铝电企业火电厂机组的运行效率以及生产效率。

其次，单元机组的职能控制其实也是铝电企业火电厂自动化发展的一项重要内容，此控制模块通常可以应用于DCS 中以提升机组的自主控制能力。纵然当前以我国多数铝电企业火电厂的发展以及配备水平而言仍不能够实现单元机组的职能控制，但是相信随着计算机水平的不断提升以及各种微控制单元在市场上认可程度的不断增加，单元机组的智能控制也必然会逐渐得到应用，并促进热控保护系统可靠性的提升。

3 热控保护系统的检修与维护

（1）检修维护。在对热控保护系统进行维护检修工作时，相关检修人员一定要具备专业的理论知识，同时还要熟知相关的维检修规程，而且在进行检修时还应当遵循以下原则：首先，应当按照机炉的大小来判断对仪表的维修工作量；其次则应当注重检修工艺的使用，必须要严格按照仪表的构成原理来维修；再则当遇到仪表故障时，一定要对故障前仪表的运行环境及运行情况进行分析，一找出导致其发生故障的原因；然后还应当对使用的仪器工具做好检查，确保其满足工作需求；最后则是在检修过程中必须要对拆卸下的不见做好标记，在检修结束后还需及时做好调校。

（2）完善优化辅机控制逻辑。目前，辅机控制逻辑已经成为铝电企业火电厂中应用极为广泛的系统之一，且此控制系统所使用的技术也与DCS 一样，均是由国外引进。且相关实践研究发现，铝电企业火电厂中机组的运行在很大程度上都取决于辅机逻辑，一旦其产生缺陷或者错误，就会导致机组发生误动或者不动。因此在对热控保护系统进行检修与维护时，必须要对辅机控制逻辑进行完善，当需要优化及改进时一定要做到及时，减少逻辑失效发生的概率，进而避免系统运行过程中发生故障。

（3）制定DCS 应急处理预案。随着热控保护系统的广泛应用，DCS 的市场需求也变得越来越大，其生产厂家也变得越来越多。但是不同厂家所生产出来的产品在质量上肯定也会有所不同，一旦DCS 产生质量问题就极易在使用过程中导致系统出现死机、断电以及通信市场等故障的发生，并会直接影响热控保护系统的保护功能。而若此时铝电企业火电厂不能及时处理相关的故障，严重时还会引发锅炉爆管以及汽轮机部件损毁等安全事故的发生。因此，为避免此类现象的发生，减少或者放置DCS出现失灵等，就必须要提前制定好应急预案。且应急预案的制定一定要结合铝电企业火电厂的实际工作情况，并要在制定好之后定期安排相关工作人员进行演练，以不断提升工作人员的临场应变能力。且应急预案的制定还能对工作人员提供相应的工作及经验指导，并最终将事故风险产生的概率减少到最低。