第五章 火电机组热工保护系统

提高热工保护可靠性，确保火电机组安全运行热工保护系统的功能是当机组或设备运行过程中出现生产参数或设备超出正常可控范围时，及时采取相应的措施加以保护，从而软化故障，停机待修，避免发生重大的设备损坏和人身伤亡事故。

如果热工保护系统发生拒动，将会造成设备损坏事故或其他比较严重的损失；如果热工保护系统发生误动，则会使机组或设备造成不必要的停运，从而造成较大的经济损失。

在我们日常生产中，热工保护系统拒动的事件时有发生，热工保护系统误动造成机组非计划停运的比例也比较大。

因此，提高热工保护系统的可靠性，消灭或减少热工保护系统的拒动和误动成为火力发电厂日益关注的焦点。

提高热工保护系统的可靠性，从客观设备入手是一个全方位的工作；从生产维护入手是一个全过程的工作。

只有全方位、全过程的做好工作,才能真正提高热工保护系统的可靠性。

历年来，邹县电厂针对出现的问题在技术上采取了一系列措施，有效防止了热工保护再次出现误动和拒动；同时从管理制度上进行完善，通过人的因素来提升保护的可靠性。

下面结合我厂实际情况谈一谈如何提高热工保护系统可靠性。

一、在技术上采取的措施1、换型或改进（1）更换就地设备为更加可靠的型式例如原I、I期4台300MW大、小机的润滑油压、低真空保护均使用电接点压力表，为提高可靠性，将电接点压力表更换为压力开关。

#1-#4炉安全门电接点压力表改为压力变送器。

风机电机轴承温度元件原来为航空插头，因插头容易松动，现改成焊接接线的元件。

百万机组定子冷却水流量保护原来使用流量开关，因流量开关为双刀双掷型，工作死区大，导致开关工作不正常，现改为流量变送器。

（2）对就地设备进行改进例如原#1、#2炉吸风机动调执行机构曾因接触器剩磁和卡涩导致动调全开和全关，造成负压保护动作。

借鉴气动门保位思路，在DCS 系统中增加“指令、位返偏差大10%切动力回路”逻辑，并在就地控制回路增加相关切投动力的接触器。

执行器正常时，DCS指令输出为0，当风机动调指令与位返偏差达到10%，且无MFT、风机跳闸或RB的情况下，DCS输出强制切断风机动调电源。

I C S27,100 K 54备案号：J926-2009工阳lll华人民共和罔电力行业标准jDL/T 5428 - 2009火力发电厂热工保护系统设计技术规定Technical code for design ofI&C protectionsv. stem in fos矧 fuel power plant2009-07-22发布2009-12-01实施III华人民共和陶国家能源局发布⑧目次DL /T 5428 - 2009前言…………………………………一Ⅲl范围………- ……………………………………¨12规范性引用文件 (2)3 术语和定义、缩略语…………………………………………．53.1术语和定义……”………………………………………………”5 3.2缩略语…………………………………~84总则………………………………………………1 05热丁保护系统的设计原则………………………….a…．115．t电源设计原则...一.....................． (1)5.2逻辑设计原则...~ .....................． a (11)5_3热工保护系统配置原则 (13)5.4其他......。

..................~ (16)6锅炉保护………………一………．176.1锅炉局部保护…“………~ ………¨176，2锅炉炉膛安全保护………………………一…………………．196+3锅炉停炉保护…”………一……………………………_227锅炉燃烧器控制.........~ (26)7.1 点火、助燃……一…………1 267。

2煤粉燃烧器控制.........一 (28)7.3磨攥机启、停条件......“ (28)7，4蛤煤机启，件条件......~ (29)7。

5给（排）粉机扁、停条件……………………………………。

308汽轮发电机组保护……一………………………’318.! 汽轮机局部保护……………………………………。

第五章火电机组顺序控制与热工保护第一节火电机组顺序控制系统一、火电机组顺序控制系统的功能和控制方式（一）火电机组顺序控制的功能顺序控制（Sequence Control）是指将生产过程中的工况和被控设备的状态，按照预先拟定的规则，自动地依次进行一系列操作，以实现设备和系统的工作目的。

顺序控制仅与设备的启、停、开、关有关。

在顺序控制系统中，检测、运算和控制所用的信息全部是“有”“无”，或“开”“关”这两种状态表示。

这种具有两种状态的信息称之为开关量信息，因此顺序控制属于开关量控制范畴。

顺序控制系统（简称SCS）在大型火电单元机组中的主要功能是对机组热力系统及其辅机设备的启、停和开、关进行自动控制。

顺序控制技术在火电厂应用的长期发展过程中逐渐形成了按工艺流程划分顺控范围、按功能分级设计顺控系统的原则。

将同锅炉、汽轮机和发电机密切相关的所有辅机、阀门、挡板等设备的顺控称为火电厂顺序控制系统，它相当于把热力系统和辅机运行规程用顺序控制系统来实现。

主要包括燃烧器管理系统（BMS）、锅炉顺序控制系统（BSCS）、汽轮机顺序控制系统（TSCS）和公用顺序控制系统；将相对独立的全厂辅助系统（车间）的控制对象，按相对完整的工艺流程划出各顺控系统，称为电厂辅助系统顺控，主要包括化学水处理系统、输煤系统、锅炉定期排污、锅炉吹灰、凝汽器胶球清洗、锅炉除灰等顺控系统。

随着机组容量的增大和参数的提高，辅机数量和热力系统的复杂程度大大增加，一台600MW机组约有辅机、电动/气动门、电动/气动执行器300余台套，而机组的顺序控制系统有2000~3000多个输入信号、1000多个输出信号、800多个操作项目。

对如此众多而且相互间具有复杂联系的热力系统和辅机设备，仅靠运行人员进行手工操作是难以胜任的，必须采用安全可靠的自动控制装置，对热力系统和辅机实现顺序控制。

采用顺控后，运行人员只需启动一个或几个操作按钮，就能完成一个热力系统或辅助设备甚至整个机组的启、停任务，不仅能减轻了运行人员的劳动强度，更为重要的是在顺序控制系统设计中，各个设备的动作都设置了严密的安全连锁条件，无论自动顺序操作，还是单台设备手动只要设备动作条件不满足，设备将被闭锁，从而避免了操作人员的误操作，保证了设备的安全。

第五章火电机组顺序控制与热工保护第一节火电机组顺序控制系统一、火电机组顺序控制系统的功能和控制方式（一）火电机组顺序控制的功能顺序控制（Sequence Control）是指将生产过程中的工况和被控设备的状态，按照预先拟定的规则，自动地依次进行一系列操作，以实现设备和系统的工作目的。

顺序控制仅与设备的启、停、开、关有关。

在顺序控制系统中，检测、运算和控制所用的信息全部是“有”“无”，或“开”“关”这两种状态表示。

这种具有两种状态的信息称之为开关量信息，因此顺序控制属于开关量控制范畴。

顺序控制系统（简称SCS）在大型火电单元机组中的主要功能是对机组热力系统及其辅机设备的启、停和开、关进行自动控制。

顺序控制技术在火电厂应用的长期发展过程中逐渐形成了按工艺流程划分顺控范围、按功能分级设计顺控系统的原则。

将同锅炉、汽轮机和发电机密切相关的所有辅机、阀门、挡板等设备的顺控称为火电厂顺序控制系统，它相当于把热力系统和辅机运行规程用顺序控制系统来实现。

主要包括燃烧器管理系统（BMS）、锅炉顺序控制系统（BSCS）、汽轮机顺序控制系统（TSCS）和公用顺序控制系统；将相对独立的全厂辅助系统（车间）的控制对象，按相对完整的工艺流程划出各顺控系统，称为电厂辅助系统顺控，主要包括化学水处理系统、输煤系统、锅炉定期排污、锅炉吹灰、凝汽器胶球清洗、锅炉除灰等顺控系统。

随着机组容量的增大和参数的提高，辅机数量和热力系统的复杂程度大大增加，一台600MW机组约有辅机、电动/气动门、电动/气动执行器300余台套，而机组的顺序控制系统有2000~3000多个输入信号、1000多个输出信号、800多个操作项目。

对如此众多而且相互间具有复杂联系的热力系统和辅机设备，仅靠运行人员进行手工操作是难以胜任的，必须采用安全可靠的自动控制装置，对热力系统和辅机实现顺序控制。

采用顺控后，运行人员只需启动一个或几个操作按钮，就能完成一个热力系统或辅助设备甚至整个机组的启、停任务，不仅能减轻了运行人员的劳动强度，更为重要的是在顺序控制系统设计中，各个设备的动作都设置了严密的安全连锁条件，无论自动顺序操作，还是单台设备手动只要设备动作条件不满足，设备将被闭锁，从而避免了操作人员的误操作，保证了设备的安全。

热工保护及其配置原则说明1、热工保护1.1热工保护定义热工保护是通过分析实际工作中发生的热力学状态参数发生异常或者超过或低于设定的限值，而对热力系统中的生产设备通过逻辑自动控制或顺序启停的方式自动控制热力系统中设备及状态参数的程序和设备的总称。

讨论了热工程控保护信号在逻辑实现时要注意的问题及一些提高可靠性的实施策略。

1.2、热工保护的作用。

热工保护的主要作用是当机组在启动和运行过程中发生危及设备安全的状态及情景时，使其能自动采取保护或联联，防止事故扩大而保护机组设备的安全。

2、火电厂热工保护的原则。

2.1、热工保护是通过对机组工作状态和运行参数进行监视和控制而起保护作用的，当机组发生异常时，保护装置及时发出报警信号，必要时自动启动或切除某些设备或系统，使机组仍然维持原负荷运行或者减负荷运行。

当发生重大故障而危及机组设备安全时，停止机组（或某一部分）运行避免事故进一步扩大。

热工保护系统是火力发电厂一个十分重要的、不可缺少的组成部分，对提高机组的可靠性和安全性具有十分重要的作用。

随着DCS控制系统的日益发展，热工自动化程度越来越高，使机组的安全、可靠性得到了很大的提高。

但热工保护误动和拒动的情况还时有发生，如何提高热工保护的可靠性，使其”该动时则动，不该动就不动”。

2.2、热工保护的基本配置原则是“既要防止拒动，也要防止误动”。

为防止单个部件或设备故障和控制逻辑不完善而造成机组跳闸，在新机组逻辑设计或运行机组检修时，应采用容错逻辑设计方法。

对运行中易出现故障的设备、部件和元件，从控制逻辑上进行优化和完善。

通过预先设置的逻辑容错措施来降低或避免控制逻辑的误动作。

运行机组应对热控保护连锁信号取样点的可靠性进行论证确认。

对控制系统的硬件、逻辑条件、定值进行可靠性梳理和评估分析，对机组设备安全运行有严重影响的热控保护逻辑从提高可靠性角度进行优化，例如：a.条件许可的单点信号保护逻辑，改为信号三取二选择逻辑——即采用三个一次元件进行测量，当其时两个或两个以上的信号动作时，信号单元就有输出，这样大大降低了信号的误动作率和拒动作率，提高了系统的可靠性。

火电机组热工保护可靠性分析热工保护系统是火电机组不可或缺的部分，是至关重要的一个环节，其可靠与否对于机组主辅设备的安全稳定运行意义重大。

随着机组自动化程度越来越高，热工保护系统也逐渐成为了被关注的焦点，标签：电厂；热工保护系统；可靠性；误动；拒动0 引言如今，火电机组的单机容量和装机容量日益增加，热工保护系统在火力发电厂中的地位也在不断提升，提高其可靠性可以有效地降低机组运行中的不安全事件发生概率，显著提高发电企业的经济效益。

但是机组在实际的运行工况中，常常有很多不可控的因素，致使热工保护系统出现拒动或误动的事件，给发电企业造成巨大的经济损失和设备损坏。

因此，如何提高热工保护系统的可靠性，也逐渐成为火力发电企业日益关注的焦点。

1 提高热工保护系统可靠性的意义热工保护系统在火力发电机组中占据着重要的位置，是不可或缺的部分，其可靠性对于机组的主辅设备能否安全稳定运行起着至关重要的作用。

当机组的主辅设备运行出现参数超出可控范围时，热工保护系统会联动相关设备，同时采取及时有效的措施对机组加以保护，从而避免出现重大设备损坏甚至更严重的后果。

因此，热工保护系统是否可靠是提高发电机组主辅设备正常运行的关键所在。

近年来，我国火电机组的设备不断更新换代，直接表现为发电机组的容量增大、参数提高、热工自动化程度也不断提升，DCS（分散控制系统）也已广泛被火电企业采用，凭借其强大的功能及优越性，使机组的稳定性、安全性、经济性和可靠性都得到极大的提升。

但由于机组容量越来越大，工艺越来越发杂，致使参与保护控制的热工测量参数也不断地增多，使得设备和机组发生误动和拒动事件的几率明显升高。

所以，想要消除或减少误动和拒动，就要提高机组热工保护系统的可靠性。

2 热工保护系统误动及拒动的原因2.1 误动与拒动在机组主辅设备正常运行时，由于热工保护系统本身存在故障而动作，致使机组主辅设备停机，这种情况被称为保护误动。

还有一种情况为保护拒动，是指机组主辅设备在运行过程中出现异常，参数超出可控范围，但热工保护系统因故障而无法动作。

2024年提高热工保护可靠性确保火电机组安全运行热力发电是当前我国电力生产的主要方式之一。

火电机组作为热力发电的核心设备，其运行安全一直是电力行业关注的重点。

为了确保火电机组的安全运行，提高热工保护系统的可靠性是非常必要的。

本文将围绕2024年提高热工保护可靠性确保火电机组安全运行展开讨论。

一、热工保护的重要性热工保护是指对火电机组在运行过程中的热力参数进行监测和保护，及时发现和处理运行中可能出现的异常情况，以防止事故的发生。

热工保护的可靠性直接关系到火电机组的安全稳定运行。

1.确保设备安全：热工保护系统能够及时发现设备运行过程中可能出现的异常，如高温、高压、低温、低压等情况，从而避免设备的损坏和事故的发生。

2.保护人员安全：热工保护系统能够对火电机组进行监测和保护，提前预警可能发生的危险情况，确保工作人员的人身安全。

3.优化能源利用：热工保护系统能够通过监测和调整火电机组的热力参数，实现能源的合理利用和能耗的降低。

二、提高热工保护可靠性的策略为了提高热工保护的可靠性，确保火电机组的安全运行，可以从以下几个方面进行考虑。

1.完善热工保护系统完善热工保护系统是提高热工保护可靠性的首要任务。

可以采用以下策略来完善热工保护系统：（1）使用先进的传感器和监测技术，实时监测火电机组的热力参数，及时发现异常情况。

（2）引入先进的控制和自动化技术，实现对火电机组的自动化监控和保护。

（3）建立完善的数据采集和分析系统，对采集到的数据进行综合分析和处理，提供及时、准确的决策支持。

（4）加强与其他系统的协同配合，如与火力发电机组的自动控制系统、机械系统等进行联动，确保整个火电系统的安全稳定运行。

2.加强人员培训和管理火电机组的安全运行需要专业的人员进行操作和维护。

加强对热工保护系统操作人员的培训和管理，提高其技术水平和责任意识，能够更好地发现和处理异常情况，确保热工保护系统的有效运行。

3.优化设备维护管理设备的正常维护能够有效延长其使用寿命，减少故障率。

电厂热工保护系统的可靠性分析摘要：进入二十一世纪，随着科学技术的不断进步，发电设备向着大型化、复杂化的方向发展，大量电气设备的控制也都接入热控系统，电厂的热控系统也就越来越复杂，作为电厂的主要控制、监视系统，其控制逻辑设计是否合理、设备是否可靠、日常维护是否适当，将直接影响到机组的安全稳定运行。

本文结合本厂机组的控制逻辑、热工设备及日常维护等方面所做的可靠性技术优化及有效实践，为其他机组提供借鉴经验。

关键词：热控；保护系统；可靠性引言热工保护系统是火力发电机组中必不可少的一部分，热工保护系统可不可以使动作准确、可靠，关系着机组运行的稳定、安全。

可是当机组运行时，通常由于一些原因，如设计安装缺陷、DCS软／硬件故障、人为因素、热控元件故障、电源故障、电缆接线虚接／断路／短路等和有拒动或误动事件出现在热工保护中。

这些状况轻则就会导致机组的负荷下降快，重则会造成停机，使企业受到经济损失。

所以，当机组运行的过程中，要把日常巡视加强，操作要规范，对设备进行的隐患排查要认真，当事故发生到主／辅机之前，要马上采取与之相对应的保护措施，方能防止有停机或减负荷的事件出现在机组中，进而减少经济损失。

通过持续改进与完善，提高了DCS系统的性能与功能，提高了发电机组经济、安全、稳定的运行，但实际工作中还是经常发生热工保护的拒动或误动事件。

如何提高热工保护的可靠性，对于DCS保护的优化细节中存在不少值得讨论的地方。

1电厂热工保护系统可靠性提升的特点火力发电机组是发电厂重要设备之一，而热工保护系统是设备主要组成部分，其可靠性会影响到设备运行安全性、可靠性，以“辅助”角色存在，在火力发电机组运行阶段对其各项参数检测，一旦超出标准范畴，系统内的自动紧急联动功能会启动，有具体的措施进行保护，避免引发软化机组故障、设备故障等问题，降低电力企业的经济损失。

近几年，随着发电厂的创新发展，在发电机组容量、参数等方面均提出不同要求，促使热电自动化技术水平不断提升，在电力工程中广泛应用，发挥着重要作用。

火电厂热工保护系统的常见故障原因及防控发布时间：2022-04-19T11:33:53.977Z 来源：《中国电力企业管理》2022年1月作者：曹居应[导读] 随着时代的进步和发展，电能已经成为了人们的生活必需品，电能也成为了经济建设的重要领域，对推动经济发展起到了重要的作用。

近年来，我国的火电工业正在逐步的发展，其发展速度有了质的飞跃，大容量的火力发电机构成了一个大型的发电机组网，火电厂的热工保护系统也成为了电网的一大骨干机组，它的运行安全性和可靠性都对人们的安全以及电能的质量产生影响，传统的热控系统已远远不能满足智能电网的要求。

山西驰捷电力科技有限公司曹居应山西省太原市 030000摘要:随着时代的进步和发展，电能已经成为了人们的生活必需品，电能也成为了经济建设的重要领域，对推动经济发展起到了重要的作用。

近年来，我国的火电工业正在逐步的发展，其发展速度有了质的飞跃，大容量的火力发电机构成了一个大型的发电机组网，火电厂的热工保护系统也成为了电网的一大骨干机组，它的运行安全性和可靠性都对人们的安全以及电能的质量产生影响，传统的热控系统已远远不能满足智能电网的要求。

采用自动控制系统，是解决热工控制不确定性的最佳途径。

本文火电厂热工保护系统的常见故障原因及防控进行了分析。

关键词：火电厂；热工保护系统；故障引言热工保护系统是指设置在火力发电厂等场所内，当发电用的机组设备在启动、运行期间出现各类风险时，为防止风险规模扩大，可在短时间内使设备迅速停止运行，以达到保护目的的自动化安全控制系统。

随着技术的升级，可将具备特定功能的PLC（可编程逻辑控制器）与机组设备相联，进而自动执行停机操作。

但受多种因素的影响，热工保护系统经常出现故障，必须分析故障产生的原因，并注重防控。

1热工保护系统故障类别与原因1.1软、硬件故障引发软、硬件故障的主要原因之一，是DCS分散控制系统运行过程中只考虑到发电机组的安全性，发电厂在创新研究阶段在热工保护系统中增加过程控制站，有助于解决两个CPU故障问题，并影响着发电机组停机保护。

火电厂热工保护系统简析一、前言热工保护系统作为火力发电厂热力生产过程中十分重要的组成部分，它最基本的任务就是在发电设备正常启停和运行过程中，当相关参数超过预期规定值时能够及时采取紧急措施，自动停止相关设备的运行，制止危险工况的发展，为设备安全提供根本保障。

火力发电厂热工保护系统主要包括锅炉锅炉炉膛安全保护FSSS、主蒸汽（再热蒸汽）压力和温度高保护、汽包水位高低保护、汽机紧急跳闸系统ETS、汽机防进水保护、辅机故障保护等。

二、热工保护系统结构热工保护系统由以下部分构成：1、保护测量元件：主要包括压力（差压）开关、温度开关、液位开关、行程开关等。

2、就地驱动装置：主要包括电动（气动）阀门及挡板、油枪、电动机等。

3、控制电源4、控制装置：主要由分散控制系统DCS或可编程控制器PLC或现场总线控制系统FCS等实现。

设备主要包括机柜、卡件、控制元器件等。

5、电缆线路、取样管路、气源管路等。

三、热工保护系统故障原因分析火电厂热控系统运行受多方面因素影响，电气元件故障、电缆接线故障、系统故障是常见的影响因素，此外，还有设计安装故障与人为故障等。

火电厂热控系统运行必须及时排除以上故障，这就有必要分析这些故障的发生原因。

1、控制装置故障分析控制装置主要包括分散控制系统DCS、可编程控制器PLC以及现场总线控制系统FCS等，是一项综合性较强的系统，其主要包括计算机技术、网络技术、过程控制技术、LED显示技术等。

可以实现热工保护、数据采集与记录、模拟量控制、顺序控制等功能。

随着计算机技术的快速发展，控制装置的可靠性也有明显提高。

但由于计算机或元件质量造成的系统故障也时有发生。

诱发其故障的原因主要包括操作站问题、主DPU死机、辅助DPU切换失败、服务器死机、控制卡件故障以及外部环境不能满足控制系统要求等因素，是影响机组安全运行的重大隐患之一。

2、就地控制设备故障分析就地控制设备包括检测仪表、行程开关等就地保护测量元件及阀门挡板、电动机等就地驱动装置，因就地控制设备故障引起的事故很多，主要是指元件信号失真，设备拒绝动作或误动作。

论述大型火电机组的保护系统构成基本构成热工保护系统是一种自动控制手段，他以保证某一参数在限制的范围内或某一设备符合安全运行的条件为前提，监视运行过程。

一旦参数越限或设备安全运行的条件被破坏，则产生预定的动作，以避免造成设备损坏和人身伤亡事故，是处理事故的最后手段。

[1]电力工业迅速发展，已进入大电网、大机组、高参数、高度自动化的时代。

目前，大容量、高参数机组运行的安全重要性日益提高，需要控制的与燃烧的设备越来越多。

这些设备不仅类型复杂，而且操作方式多样化，操作过程也比较复杂，如果操作不当很容易造成意外事故[3]。

保护项目应根据工艺系统有关设备的特点、安全运行要求以及有关自动化设备的配置情况和技术性能等确定。

凡属威胁锅炉和汽轮机安全运行或人身安全的越限参数及异常情况，都需要设置热工保护。

对单元制机组的热工保护设计，应将锅炉、汽轮机、发电机以及除氧器、给水泵等设备视为一有机整体来考虑。

一般热工保护分为四个方面内容：（1）锅炉保护系统（2）汽轮机保护系统（3）发电机保护系统（4）机组联锁保护系统 [1]锅炉机组保护系统锅炉机组的热工保护组要包括：炉膛安全监控、主燃料跳闸、锅炉快速切回负荷、机组快速切断等自动保护。

1.炉膛安全监护系统当锅炉启动、点火、运行或工况突变时，保护系统监视有关参数和状态的变化，防止锅炉或燃烧系统煤粉的爆燃，并对危险状态作出逻辑判断和进行紧急处理，停炉后和点火前进行炉膛吹扫等保护措施。

实现炉膛安全监控的系统称为炉膛安全监控系统（Furnace Safeguard Supervisory System，FSSS）。

2.主燃料跳闸保护当锅炉设备发生重大故障,如送、引风机全部跳闸，汽包压力超过限值，锅炉水循环不正常，汽包严重缺水，炉膛压力过高或过低，锅炉灭火，再热蒸汽中断等，以及汽轮机由于某种原因跳闸或厂用电母线发生故障时,保护系统立即使整个机组停止运行,即切断供给锅炉的全部燃料,并使汽轮机跳闸.这种处理故障的方法,称为主燃料跳闸保护(Mastrer Fuel Trip,MFT)。