试析电厂热控保护误动与拒动原因

期刊: 环球探索 DOI: PDF下载

刘文宇

河南省民权县国能民权热电有限公司 河南 商丘 476800

摘要

热控保护系统可以为电厂的运转核心提供保护,还可以为锅炉机组的辅助装置提供一定的可靠性。在电厂热控制的过程中,随着热控保护系统的推广,更多的电厂热控保护水平也随之提升,在一定程度上保障机组的稳定运转,实现全面优化。而使用过程中可以发现,这一热控保护系统依旧存在误动与拒动的可能性,这对电厂运转造成了威胁,本文主要针对这一问题进行分析,希望可以起到参考的作用。


关键词

电厂;热控;保护;误动;拒动

正文


在火力发电厂发电期间,对于各类新型技术的应用正在随着我国经济实力水平的增强而高速发展。热控系统作为对发电厂整体运行产生积极影响的重要系统结构,必须要及时进行分析与管控,从而保障热控系统可以在电厂当中顺利运转。同时,还需要对热控系统精度以及热控系统保护装置进行及时优化,针对可能出现的各类问题进行妥善处理,例如误动和拒动,均需要进行有效改进与加强。

一、电厂热控保护系统及其误动和拒动故障

(一)电厂热控保护系统概念

电厂热控保护系统是指一种用于对电厂热力设备进行监测,从而保障热力设备安全稳定运行的一项重要系统。这一系统主要针对电厂当中的锅炉、汽轮机、换热器等设备进行监测与保护,从而维护这些设备在正常工作范围内进行运转,避免出现过热、过压、低温等问题,避免设备损坏。一般来说这一系统可以通过传感器和仪表测量关键参数,例如温度、压力、流量等,并且对设备运行状态进行实时监督检测。一旦设备的运行参数超过设定的安全范围,系统将会自动触发报警,并且采取对应的保护措施,例如关闭设备或者调整操作模式。同时,系统还会记录设备运行期间的数据,提供历史数据以及趋势分析,方便运行管理维护人员对设备进行故障诊断以及性能评估[1]

(二)误动故障

电厂热控保护系统误动故障是指系统在没有出现异常情况下,错误触发报警或者保护动作,这一故障的出现很可能会导致设备因此陷入停机以及调整当中,进而影响电厂的正常运转。误动故障的发生还会导致设备频繁启停或者调整,增加设备遭受的磨损以及耗能,降低电厂运行效率,某种程度上还会导致事故的风险随之增加。

(三)拒动故障

拒动故障是指电厂热控保护系统运转期间,系统出现了问题,导致设备运行期间温度出现异常变化,而热控保护系统并未及时触发报警以及保护动作。这种故障的出现,将会导致设备在异常状态下持续运行,增加了事故风险以及装备损坏可能性。拒动故障的发生,将会导致设备的损坏与事故风险进一步加重,很多时候设备拒动故障出现之后,只能够依靠人工的方式发现故障,而这也埋下了一些安全隐患[2]

二、热控误动以及拒动原因分析

(一)分布式控制系统故障

在热电厂运转期间,一般不同的设备需要以分布式控制模式进行控制,热控保护系统也属于其中之一。无论是误动还是拒动,其出现问题的主要原因均在于热控保护系统使用期间运作模式出现了障碍,整体运行效率较差甚至不运行,从而影响热控保护系统的作用发挥。热控保护系统将会保障相关机组的有效运转,而在分布式控制系统当中,一般热电厂会将热控保护系统设定为分布式控制系统的其中一个节点,而一旦分布式控制系统故障,就会导致热控保护系统的处理器无法响应系统当中其他部件和传感器传来的信号。尤其是分布式控制系统当中的信号模板,作为设备与系统沟通交流的主要方式,一旦出现问题,势必会导致电厂热控保护出现严重故障。

(二)接线短路或出现断路故障

一旦接线电缆出现故障或者直接断裂之后,很有可能导致热控保护系统因此出现故障。一些热控保护系统较为敏锐,依靠电信号开展工作,因此电缆出现短路或者断路之后,容易引发误动以及拒动等问题。在这一情况下,必须要积极分析引发故障的原因是否源自于系统使用的电缆发生了进水。例如,一些电缆在地下安置,而使用期间由于长时间降雨、意外进水等因素,电缆的绝缘层因此老化,再加上水的导电性,很有可能会导致电缆在这一过程中短路甚至烧毁。因此,为了避免接线短路以及短路故障的存在,必须要针对电缆的损坏情况进行及时登记与记录,及时发现电缆出现的老化问题并且进行解决[3]

(三)热控设备单元元件故障

电厂热控设备作为一项感知温度并且做出决策与管理方式的设备,往往感知设备较为敏锐,可以非常轻松的感知到温度、压力、电磁效应等相关信息,一旦热控系统的关键设备出现了故障,那么这一设备也将会在其他感应部件运行期间传递出错误的数据信号,进而导致电厂热控系统主机与辅机出现错误的数据与信号,电厂热控保护系统也将会因此而出现误动和拒动问题。同时,技术人员如果在使用期间并未及时撤换老化的设备,也很容易为接下来的使用埋下严重的安全隐患,产生热控保护误动或者拒动的情况。例如,在对轴承持续振动进行检测期间,需要持续振动2s以上,此时如果发现振动不规律,就可以将一些不对称出现磨损的探头、电缆进行有效的优化与改进,否则会导致运行安全受到影响。另外,这一情况的出现很容易导致机组因此停机,影响火电厂运行效率[4]

(四)其他故障分析

除了诸多原因之外,还有一些其他因素可能会导致热控保护系统出现误动以及拒动的问题,例如,在对热控保护装置开展设计与优化期间,必须要结合现如今使用的实际情况和火电厂的实际需求,分析电厂热控管理系统的安全模式以及使用方法,而现如今一些工作人员对火电厂安全模式不够了解。在热控保护系统当中,还需要进行调试,从中发现热控保护系统由于自身缺陷而引发的相关运行问题。在具体的使用与调试期间,工作人员必须要从头到尾进行认真排查与分析。目前来看,造成故障的主要原因在于一些工作人员并未使用对应的仪器设备来进行认真排查,或者在排查工作结束之后,并未对仪器的电源进行积极调整,导致仪器依旧通电。后续使用期间,一些电厂的热控保护系统必须要走向智能化、自动化,避免受到不可控因素的影响。但是在后续使用期间,依旧有可能出现电源不匹配或者电源不稳定的情况,这些问题均会导致热控保护系统的可靠性随之下降。

三、改善电厂热控保护误动及拒动问题的措施

(一)增强热控保护系统的抗干扰能力

随着热控保护系统的发展与优化,电厂相关系统以及架构也随之更新,电厂热控保护工作越发受到重视和关注。而接地处理作为热控保护系统经常使用的一项技术体系,往往也影响了热控保护系统运行效率。在电厂基建安装期间,需要选择正确的热控保护接地位置,优化接地方案,从而避免热控保护系统因此受到干扰与影响。针对电厂基建实际情况,必须要对整体布局以及热控保护系统搭建进行改进与加强,接地处理期间,接地线可以选择使用截面大于20平方毫米的通道线,并且接地位置需要距离最近建筑物15米以外。在这一基础上,针对电厂各类设备的分布与安放,将设备与系统接地点距离控制在合理状态下,从而更好的增强热控保护系统的抗干扰能力与抗干扰水平,这对电厂机组设备的可靠运转将会起到帮助与参考[5]

而运转期间,还需要结合电厂的运转使用合理的保护策略,例如取消单一测点的保护,引入多重保护策略,这意味着在进行保护判断期间,需要同时满足3-4个条件,而不是依靠一个单一测点的信号,这样可以有效降低误动的概率,提高系统运行的可靠性与稳定性。在现有的模拟量观测点上,还需要增加品质判断功能,通过对观测点信号进行分析与比较,如果发现信号异常或者其他相关参数不符合预期标准,将其标记为坏品质,从而避免信号质量不佳导致的误动。在测算的过程中,还可以使用智能算法与机器学习技术对电厂热控保护系统进行优化,通过对历史数据的学习与分析,系统能够自动识别正常状态与异常状态,做出对应的保护判断,这将会进一步提高保护系统准确性与可靠性。

(二)改善热控保护电源切换问题

在电厂开展基建设计以及安装期间,需要针对电厂热控保护系统进行详细设计与优化,综合考量在整个系统当中热控保护电源是否可以顺利完成切换,再考虑到电厂热控保护电源以及相关设备之间的整体布局,从中进行筛选,采用独立两路冗余电源的构建方式,避免电厂机组发生故障时对热控保护系统造成影响,解决误动与拒动问题。在构建电厂热控保护系统的过程中,是否可以让设备拥有质量更高的电源,以及发生事故之后电源的切换是否顺利,这些都将会影响热控保护系统运行效率。电厂热工人员必须要在处理热控保护误动以及拒动过程中,考虑到冗余电源模式切换期间产生的电流波动对热控保护造成的影响。相关工作人员设计电厂热控保护系统的过程中,需要准确把控热控保护的基本原理,将冗余电源切换方式作为电源供电的关键基础,在两条冗余电源当中,需要明确哪一条是主要的负载电源,哪一条是备用电源,从而避免不断切换的情况。一般来说会将第一条线路上的电源设定为主要负载电源,辅助电源则是以第二条为主,承担起一些辅助作用,通过继电器承担主要负载电源上多余的负荷。目前实际设计期间,主要利用UPS技术进行供电,通过两路能源的切换与使用,可以达到更好的供电效果,降低出现波动的情况。另外,UPS技术也可以避免在使用期间电流出现环流问题,这也是避免电源故障的主要方式,可以从源头上有效控制热控保护出现的误动以及拒动[6]

(三)优化热控保护逻辑

对于电厂机组各类设备的保护,站在热控保护的角度上来说,主要目标在于关注设备的运行温度,保障温度稳定。想要对热控保护误动以及拒动进行研究,需要从工作逻辑入手,分析热控保护对各类设备温度保护的主要方式。在经常发生误动以及拒动的情况下,需要对现场环境进行考量,分析是否出现了信号干扰以及接线端子是否松动,这些都可能是影响误动与拒动的关键因素。另外,对于各类温度元件的温度波动原因进行分析,从软件层面上积极优化热控保护逻辑形态。在使用期间,将避免热控保护出现误动与拒动作为主要目标,对温度保护增加速率限制功能,从而深化对机组各个设备的温度保护效果,确保系统检测到的温度上升速率正常。同时,这种逻辑优化,也可以让工作人员从源头上更好的了解设备目前运行状态,为设备的检修提供保障。

除此之外,还需要热控保护使用的各类温度感应设备进行积极改进,使用技术水平更加成熟同时可靠的热控单元作为热控保护系统设计源头,选择符合热控保护系统要求的软件与硬件来进行设计,提升热控保护自诊断水平,避免出现误动以及拒动。对于一些其他热电厂使用的热控保护系统,也需要进行积极参考与优化,从中汲取经验,保障电厂的顺利运转。

(四)提高热控人员工作素质

热电厂热控人员业务水平以及工作素质将会直接影响热电厂热控保护运行效果,关系到是否会出现误动以及拒动等问题。在某种程度上来说,热控保护误动与拒动除了设备原因之外,主要源自于工作人员的使用方式与技术水平。因此,在正式优化与安装之前,需要对热电厂相关工作人员进行集体培训,帮助技术人员了解现如今全新的热控保护系统如何使用以及涉及到的相关知识。对于管理人员的管理方法也需要进行加强,强化对热控人员行为约束与管控,落实各项操作规范以及使用要求限制,提升热控保护工作人员的整体素质水平。对于系统的实际操作,也需要进行优化与改进,降低人力对系统造成的干扰与影响,例如尽量使用人工智能和物联网设备进行传感,降低人为直接影响的可能性,这对保障电厂机组设备的安全运行具有重要意义和关键价值。考虑到电厂安全生产的实际需求,还需要加强电厂热工人员工作水平,打造合理工作维护制度,提升热工人员业务质量。

结束语:

新技术新设备在电厂当中的广泛应用,将会从源头上进一步推动发电设备的自动化与智能化进步,电厂热控保护问题在这一阶段也将会受到更大的关注与重视。未来必须要将电厂热控保护作为主要切入点,积极避免系统与设备在实际使用期间出现故障与问题,这已经成为发展期间的一项主要内容。工作人员需要针对热控保护误动与拒动的原因进行分析,逐条针对性检查,优化热控保护方案,从而切实干预并且解决热控保护误动和拒动,保障电厂安全生产质量。

参考文献:

[1]施小驹.电厂热控保护误动及拒动原因分析[J].天津化工,2021,35(04):104-106.

[2]司俊.浅析电厂热工保护系统误动与逻辑优化[J].机电信息,2021,(19):14-16.

[3]孙震.提高电厂热控系统可靠性技术研究[J].电子技术与软件工程,2021,(12):233-234.

[4]白世明.关于电厂热工控制系统应用中的抗干扰技术探讨[J].电子测试,2021,(12):99-100.

[5]聂龙富.电厂热控保护误动及拒动原因和措施[J].电子世界,2021,(09):184-185.

[6]韩欢欢.电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施研究[J].应用能源技术,2021,(04):1-4.

 

 

 


...


阅读全文