火电厂热工自动化的可靠性分析及提升措施

吴迪

（内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司，内蒙古 呼伦贝尔 021025）

近年来国内对于电能的需求量越来越大，火力发电作为当今我国发电厂中的主力，要想满足和保证人们的用电需求，火力发电厂必须能够持续稳定地运转。而热工自动化的可靠性对于火力发电厂的正常运转来说意义重大，所以我们要重视提升热工自动化的可靠性，在充分了解热工自动化工作内容的基础上，结合可能会影响其可靠性的因素，对其可靠性进行的分析，并提出了一些提升可靠性的有效措施。

1 火电厂热工自动化系统的可靠性分析

1.1 自动检测系统

自动检测系统指通过采用自动化仪表来对温度、压力等热工参数进行检测并记录。自动检测系统记录的热工参数能够帮助我们判断机组是否在正常运转，也是自动控制系统调节机组运转的重要根据。这些数据更是机组进行成本核算、事故分析的重要数据。由于热工参数的重要程度不一样，可将其划分为3种：主要参数（如主蒸汽温度、主蒸汽压力、汽包水位），重要参数（如给水温度、给水流量、排烟温度），辅助参数（如减温水流量、炉水电导率）。

1.2 自动控制系统

热工自动控制系统在火力发电的机组装置的调控及监视中发挥着重要作用。热工自动控制系统会根据工作环境的条件变化和机组运行过程中的各项参数变化做出相应地调节措施，如设备发热程度、流量等相关因素发生变化时，系统都能及时做出相应调节，以保证机组能够一直处在良好的运行状态中。此外，热工自动控制系统能够自动对机组的各项参数进行检测，并远程对其运行情况进行记录与监控，如果机组在运行过程中出现任何问题，系统都会及时通知相关管理人员并根据相关检测数据作出有效的针对性解决措施。热工自动控制系统在火电厂的运转中，不仅节约了生产成本，而且为火电机组工作的持续稳定提供了保障。

1.3 自动报警

自动报警是指在自动检测所得热工参数的数据与正常状态下的参数有所偏离时，通过闪烁灯光、发出声响等方式，向工作人员传递警报信息的过程。自动报警系统既帮工作人员减少了一定的工作量，同时在故障发生时也提高了工作人员发现设备问题和及时解决问题的效率，有效降低故障发生时造成的经济损失。

1.4 自动保护系统

自动保护系统会在自动检测系统检测所得热工参数异于正常值或工作设备运行状况且不能达到规定标准时，可以采用设备供电等手段终止异常设备的工作，防止由于带着某些故障因持续运转而造成设备进一步遭到破坏，避免造成不必要的人员伤亡。以机组设备的分类可将自动保护系统分为以下3种：锅炉自动保护（如汽包水位保护、主蒸汽压力保护、炉膛灭火保护），汽轮机自动保护（如转子超速保护、加热器水位保护、低油压保护），辅助设备自动保护。

2 自动化可靠性存在的问题

（1）由于火电厂规模一般较大，各个工作区域之间往往会由于相距较远而出现信号传输速率较慢的问题，从而容易使热控逻辑出现混乱失控等情况。同时，热工自动化系统会根据工作环境的变化而发生可靠性变化。

（2）设置的控制设备由于工作环境过于恶劣，而设备在这种环境中长时间的工作，将遭到了严重的损害，设备部件出现的老化损伤情况严重。例如控制系统的控制卡件、测量部件和执行部件等重要部件都会由于在温度过高或者空气中粉尘含量偏高的环境中工作，而严重老化或损害。同时，在系统建设阶段，由于工作人员的不认真，设备的接线和插件因为没做好固定措施，随着工作时长而逐渐松动，联锁保护会因此出现误动和拒动的情况。

（3）控制系统没有根据设计方案科学合理地配置电源。配置电源没有配备UPS或者配置电源与实际需求的保险容量并不相匹配，同时，电源没有实现科学分路也会对控制系统的可靠性产生一定影响。

3 提升可靠性的有效措施

3.1 技术层面

热工自动化系统应用了先进的各种技术，要满足逐渐增长的用电需求，自动化系统的技术层面必须要随着时代发展而进行技术更新。在选用系统的元件时，要考虑到保证发电机组的稳定工作，所以需要挑选出技术较为成熟且动作可靠的热控元件。要将不同的重要热工信号采用相互独立的方式进行信息采集，或者在不同卡件中通过一样的通道来进行数据测量，以减少故障出现时造成的集中破坏风险。采用来自不同母线的2根进线为DCS系统进行稳定的电流供应。自动化系统在火电厂中的应用方案，必须根据不同工作区域的危险程度不一样而做出专门制定，充分应用APS技术有效避免因为人为出现失误而导致事故的可能。

3.2 管理层面

由于火电厂的规模一般较大，如今的火电厂大多数都应用分散控制系统。因为很多DCS质量、种类都不一样，很容易出现通讯中断等问题。为了保持火电厂的稳定发电，管理人员必须根据不同故障情况，准备不同的科学有效的应急措施，防止事故突发后事态严重化，甚至影响整个火电厂的稳定运行。要根据热工自动化的规范操作去制定详细严密的管理制度，在整个自动化管理体系中都要严格遵守制度，严格按照规定章程进行操作流程，有效避免由于人工失误造成的事故。结合热工自动化系统的检修运维规程，制定基于全寿命周期的风险评估体系，也可以应用在线监测、红外测温等当代先进技术，并在此基础上开展状态检修工作，通过对设备运行的趋势变化和细微状况的跟踪，要对设备的运行状态和各项参数做到精确掌控，要拥有强烈的防范意识；同时，做好仪表自动化校验管理一体化工作。测量仪表的数量与电厂机组容量相匹配，为了降低大量仪表同时校验时的出错率，应实现仪表校验的全程计算机管理；做好设备消缺管理。重点是做好一般缺陷的规律掌握，重大缺陷的及时消缺；应用现代化技术实施严密远程监控，对设备的运行状态进行实时监控，并及时发现故障问题，对出现的问题进行详细分析，提高系统的可靠性。

3.3 控制系统软硬件的优化配置

热工调试自动化控制系统安全运行的基础在于热工保护及辅机控制。由于热控误动大部分是因辅机控制逻辑的不完善和不正确而造成，尤其是新建机组，因此必须加强控制系统软硬件的高质量配置和控制逻辑系统的改进。在对控制系统逻辑进行改进时，要考虑曾经发生的故障和存在的安全隐患，并进行整体优化和综合比较，利用容错逻辑的设计方法，对极容易出现故障的设备进行完善和优化，其中预先设置的逻辑系统可以降低或者避免整个系统的失效，从而在设计方面体现其技术优势，以保证其可靠性。

3.4 抑制干扰信号，采集可靠信号

抗干扰能力是热工调试自动化系统的重要措施和手段，直接关系到系统的可靠性。由于热工调试自动化系统工作的环境较为复杂，因而必须认识到抗干扰能力的重要性，分析引起干扰的原因，在总结电力设计、安装施工和维护监督的实际经验的基础上，提出有效对策。干扰源主要与工程设计、安装设施和生产维护有关，可分为计算机供电系统的干扰、公共阻抗、漏电阻和雷击引入的干扰等，会造成保护误动，影响系统的可靠性，损坏设备，影响生产安全。因而抑制干扰主要包括以下措施：切断干扰途径、消除干扰源、提高设备的抗干扰性能等，并根据具体工作实际采取针对性的措施。

3.5 提高监管人员的素质

随着我国技术发展的突飞猛进，很多新组成的火电机组都应用了较为新颖的技术。而电厂工作人员的技术素质还有待提升，在应用高新技术提升设备工作效率的同时，也要保证相关工作人员能够熟练准确地操作，一旦因操作失误造成的损失，甚至是伤亡都是无法估量。对于有效提高员工的整体素质，可以通过组织相关培训，并制定详细的相关设备操作考核体系的方式，必须操作水平达到一定程度才能通过考核拿到证书并上岗工作。在职工作人员也要定期进行考核，以保证在岗员工的素质水平可靠可信。与此同时，还需要培养员工爱岗敬业的责任意识和科学认真的工作作风。

4 结语

总之，热工自动化是火电厂得以保证高稳定性、高效率的产电基础。所以对于不同发电厂的各自生产情况，要结合实际情况，时常对热工自动化系统的不足之处进行分析探讨，还要想办法应用先进技术和提高整体管理人员综合素质等方法进行改善。从而保证火电厂能够安全高效地产电，有效提高火电机组的可靠性。

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[2]石同礼．谈热工自动化系统可靠性的提高[J]．电气传动,2009,(09):173-174．

[3]邱小静．浅析火电厂热工自控制的可靠[J]．大科技,2014,(02):38-39．