提高热工保护可靠性及安全性对策

完善电厂热工保护系统可靠性措施浅析　李冬梅　（大庆市油田热电厂）　摘要：热工保护系统是火力发电机组不可缺少的重要组成部分，热工保　护的可靠性对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。特　别是在电力市场竞争日益激烈的今天，发电厂的热工保护成为越来越关键的　技术，需要我们不断的加以研究和完善。　关键词：热电厂设备热工保护可靠性意义　０引言　热工保护作为发电厂至关重要的核心技术之一，在近几年得到快速　提升，这在一定程度上为机组的安全稳定运行提供了保障，但是在机　组的实际运行过程中，不可控的因素时常发生，使得热工保护出现误　动，造成机组停机，这不仅给企业的运营带来额外损失，还会因危胁　电网稳定而产生负面影响。　１提高热工保护系统可靠性的意义　热工保护系统是火力发电机组不可缺少的重要组成部分，热　工保护的可靠性对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分　重要的作用。热工保护系统的功能是当机组主辅设备在运行过程　中参数超出正常可控制的范围时，自动紧急联动相关的设备，及时　采取相应的措施加以保护，从而软化机组或设备故障，避免出现重　大设备损坏或其他严重的后果。但在主辅设备正常运行日寸，保护系　统因自身故障而引起动作，造成主辅设备停运，称为保护误动，并　因此造成不必要的经济损失　在主辅设备发生故障时，保护系统也　发生故障而不动作，称为保护拒动，并因此造成事故的不可避免和　扩大。　随着发电机组容量的增大和参数的提高，热工自动化程度越来　越高，尤其是伴随着ＤＣＳ分散控制系统在电力过程中的广泛应用和　不断发展，ＤＣＳ控制系统凭借其强大的功能和优越性，使机组的可　靠性、安全性、经济性运行得到了很大的提高。但由于参与保护的热　工参数也随着机组容量的增大而越来越多，发生机组或设备误动或　拒动的几率也越来越大，热工保护误动和拒动的情况时有发生。因　此，提高热工保护系统的可靠性，减少或消除ＤＣＳ系统失灵和热工　保护误动、拒动具有非常重要的意义。　２热工保护误动和拒动的原因分析　热工保护误动、拒动的原因大致可以概括为：ＤＣＳ软、硬件故　障；热控元件故障；中间环节和二次表故障：电缆接线短路、断路、虚　接；热控设备电源故障；人为因素；设计、安装、调试存在缺陷。　２．１　ＤＣＳ软、硬件故障随着ＤＣＳ控制系统的发展，为了确保　机组的安全、可靠，热工保护里加入了一些重要过程控制站（如：　ＤＥＨ、ＣＣＳ、ＢＭＳ等）两个ＣＰＵ均故障时的停机保护，由此，因ＤＣＳ　软、硬件故障而引起的保护误动也时有发生。主要原因是信号处理　卡、输出模块、设定值模块、网络通讯等故障引起。　２＿２热控元件故障因热工元件故障（包括温度、压力、液位、流　量、阀门位置元件、电磁阀等）误发信号而造成的主机、辅机保护误　动、拒动占的比例也比较大，有些电厂因热工元件故障引起热工保护　误动、拒动甚至占到了一半。主要原因是元件老化和质量不可靠，单　元件工作，无冗佘设置和识别。　２．３电缆接线短路、断路、虚接电缆接线断路、断路、虚接引起　的保护误动主要原因是电缆老化绝缘破坏、接线柱进水、空气潮湿腐　蚀等引起。　２．４设备电源故障随着热控系统自动化程度的提高，热工保护　中加入了ＤＣＳ系统一些过程控制站电源故障停机保护。因热控设备　电源故障引起的热工保护误动、拒动的次数也有上升的趋势。主要原　因是热控设备电源接插件接触不良、电源系统设计不可靠导致。　２．５人为因素因人为因素引起的保护误动大多是由于热工人　员走错间隔、看错端子排接线、错强制或漏强制信号、万用表使用不　当等误操作等引起烧损。　２．６设计、安装、调试存在缺陷许多机组因热控设备系统设计、　安装、调试存在质量缺陷导致机组热工保护误动或拒动。　２１６　３完善热工保护的原则与措施　３．１尊重原热工保护设计原有的热工保护项目是设备厂家经　多年的研究和实践设计出来的，较为成熟，电厂作为设备的使用者在　征得厂家同意前不应随意对其进行更改、更不能进行删减，只能进行　补漏和完善。　３．２建立设备试运记录对重要热工保护系统所用的硬件设备　实行跟踪记录制度。热工保护系统的可靠性与系统硬件设备的可靠　性直接相关，所以必须保证系统硬件设备的可靠性，尤其是保护出口　卡件的可靠性，常规的做法是每次保护投入运行前对检测元件及卡　件进行校验，确认合格就可以使用。但是实际应用中还是会出现校验　合格的检测元件或卡件在运行中故障造成设备误动的事件。这是因　为热控设备尤其是电子设备对环境和安装要求比较苛刻，不认真的　安装以及无有效的产品保护都会造成故障的出现，有些特殊的故障　还会很隐秘的存在，所以很可能将事故隐患忽视。基于此类情况出现　的可能，在调试运行中只有做好记录，严格跟踪保护系统校验的每一　个过程，才能有效避免事故的发生。　３．３在热控系统中，尽可能地采用冗余设计过程控制站的电源　和ＣＰＵ冗余设计已成为普遍，对一些保护执行设备（如跳闸电磁阀）　的动作电源也应该监控起来。对一些重要热工信号也应进行冗余设　置，并且对来自同一取样的测点信号进行有效的监控和判断，同一参　数的多个重要测点的测量通道应布置在不同的卡件以分散由于某一　卡件异常而发生危险，从而提高其可靠性。重要测点就地取样孔也应　该尽量采用多点并相互独立的方法取样，以提高其可靠性，并方便故　障处理。一个取样，多点并列的方法有待考虑改进。总之，冗余设计对　故障查找、软化和排除十分快捷和方便。　３．４尽量采用技术成熟、可靠的热控元件随着热控自动化程度　的提高，对热控元件的可靠性要求也越来越高，所以，采用技术成熟、　可靠的热控元件对提高ＤＣＳ系统整体可靠性有着十分重要的作用。　根据热控自动化的要求，热控设备的投资也在不断地增加，切不可为　了节省投资而“因小失大”。在合理投资的情况下，一定要选用品质　好、运行业绩佳的就地热控设备，以提高ＤＣＳ系统的整体可靠性和　保护系统的安全性。　３．５对保护逻辑组态进行优化在电厂中，温度高保护是主辅机　设备保护的必不可少的～项重要保护。由于温度元件受产品质量、接　线端子松动、现场环境等各种因素的影响，在运行一定周期后极其容　易导致信号波动，从而引起保护误动现象的发生。针对此，可在温度保　护中增加加速度限制（坏质量判断），具体措施为：对温度保护增加速率　限制功能，当系统检测到温度以≥２０℃／ｓ的速率上升时，即闭锁该温　度保护的动作，并且在ＤＣＳ系统画面上报警，同时通知检修人员进行　排查故障。这样通过优化保护逻辑组态，对提高保护系统的可靠性、安　全性，降低热控保护系统的误动、拒动率具有十分重要的意义。　３．６提高ＤＣＳ硬件质量和软件的自诊断能力。　３＿７对设计、施工、调试、检修质量严格把关。　３．８严格控制电子问的环境条件。　３．９提高和改善热控就地设备的工作环境条件。　如：就地设备接线盒尽量密封防雨、防潮、防腐蚀：就地设备尽量　远离热源、辐射、干扰；就地设备应尽量安装在仪表柜内，必要时还应　对取样管和柜内采取防冻伴热等措施。　３．１０严格执行定期维护制度做好机组的大、小修设备检修管　理，及时发现设备隐患，使设备处于良好的工作状态。做好日常维护　和试验。停机时，对保护系统检修彻底检修、检查，并进行严格的保护　试验。　４结语　随着电力事业和高新技术的快速发展，发电设备日趋高度自动　化和智能化，系统的安全性、可靠性变得日益重要。虽然，无论多么先　进的设备，

２０１１年第２６期　科技圈向导　◇科技论坛◇　

提高热工保护可靠性的几点现场经验　

索玉明　

ｆ中国华能北方联合电力海勃湾发电厂　内蒙古乌海０１６０３４）　

【摘要】针对火电厂热工保护出现的常见问题，根据多年来对热工保护检修维护的现场经验．从专业技术和管理两个方面总结了预防和　处理常见问题的措施方法，以提高热工保护的可靠性，防止热工保护误动或拒动，达到保护机组设备安全的目的，保证机组安全稳定运行。　

【关键词】热工保护；提高；可靠性；保护机组设备安全　

Ｏ．概况　

随着火电机组向大容量、高参数快速发展，机组的自动化控制水　

平也越来越高．热工保护也更为重要．同时对热工保护的可靠性也提　

出了更高的要求。热工保护主要作用是通过监视和控制机组工作状态　

和运行参数．当机组发生危及设备和人身安全的故障时．自动采取措　

施，防止事故发生或避免事故扩大．保证机组设备安全运行。目前，火　电机组几乎都采用ＤＣＳ控制．热工保护及信号联锁也在ＤＣＳ中实现．　

个别保护如汽轮机ＥＴＳ保护要求特别可靠仍用ＰＬＣ实现除外　ＤＣＳ　

本身具有很高的稳定性和可靠性．这就为热工保护的安全可靠提供了　坚实的基础。因而．自ＤＣＳ在火电厂大规模应用后．与以前常规分立　

表计组成的热工保护相比．热工保护正确动作率得到了提高．引起机　

组非计划停用的次数也很少了　然而．近几年由于热工保护的问题造　成机组停用的现象有所抬头，如北方联合电力有限责任公司在２０１０　

年所属发电厂非停总数５３起．其中由热工保护引起的有１１起．占总　

数的２１％，这个比例已不小，由电气原因造成的有６起，占１１％，很显　

然，热］Ｉ问题造成机组非停的次数是电气的近２倍。分析其原因，主要　是因热工保护用一次元件（如保护开关、温度取样等）发生故障、冗余　

配置的保护装置运行装置故障时备用的不能正常切换、保护信号受到　

电磁干扰发生异常、以及检修时人为不慎造成保护动作等引起的保护　误动致使机组跳闸。由于热工保护系统本身不可靠，出现了问题，非但　

关于提高热工保护可靠性及安全性的对策分析

摘 要：热工保护是火电厂热工自动化的重要组成部分，它以安全运行为前提，是保证人身安全和设备完好的最后一道屏障。热工保护系统在主辅设备发生严重故障时，能及时采取针对性的防御或修补措施，保障人身安全和设备安全运行。本文从介绍热工保护概念入手，分析了热工保护对于火电厂的安全运行的重要性，并引入了dcs系统来介绍其在促进热工高度自动化，实现机组可靠性及安全性方面所起到的重要作用。

关键词：热工保护 可靠性和安全性 dcs系统

中图分类号：tm621.4 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2011）10（c）-0000-00

1热工保护的概念

热工保护是指在机组启停和运行过程中，通过对机组及其主要辅助设备的工作状态和运行的热力参数及电网的运行状态的实时在线监测，在主辅设备及系统的热力参数及电网发生异常或故障时，及时发出报警信号，紧急情况下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减负运行；当发生重大故障而危及机组设备安全时，自动停止机组运行并记录相关信息。一般来说，一套完整的热工保护系统包括监测装置、报警装置、控制逻辑、保护定值、记录和打印设备、保护在线试验装置等。

2热工保护对火电厂安全运行的影响

热工保护对火电厂安全运行的影响体现在其对锅炉和汽轮机等

核心装置上，其重要性也即体现在热工保护系统的可靠性和安全性对这些装置的保护上。热工系统中的各种热力设备在热工保护下会降低故障的发生率，甚至自动修复故障，从而大大提高了火电厂的安全性和可恢复性。热工保护系统一般分两级保护即事故联锁回路保护和事故跳闸回路保护。前者的作用是维持机组在故障情况下继续运行或者在危险工况或自动控制系统失灵时联锁切除设备运行；跳闸处理的目的是防止机组发生机毁人亡的严重事故。二者均是一种保护手段，对确保火电厂安全运行具有极其重要的作用。

分析火电厂热控保护工作的重要性及对策

摘要：随着社会主义市场经济的发展与科学技术的进步，火电厂的热控保护工作被逐渐的提上了日程，它是火电厂安全工作中一个不可或缺的重要组成部分，它不仅有助于提升火电厂机组主辅设备的安全性能，也有助于减少人员伤亡与重大设备的损坏，提升火电厂设备的使用效率，促进火电厂长远健康发展。

关键词：火电厂；热工控制；保护工作；重要性；对策

火电厂的热控保护系统在保障火电厂安全，防止过多的人员伤亡与重大设备的损坏方面具有重要的作用，它主要是在主设备与辅设备发生故障的时候，才会发挥作用。它覆盖了火电厂中电、机、炉等运行的设备，使得各个设备系统之间互相联系，彼此相辅相成，互相制约，有助于促进火电厂所有设备的安全运行。一、关于热工控制保护的概述

（一）热工控制保护系统的组成

热工控制系统的组成部分包括测量装置、执行机构、控制系统三大部分组成。随着科学技术的不断发展，测量装置与执行机构在结构与原理上没有发生变化。但引入了网络通信接口、微处理器及智能化等新技术，在现在的火电厂热控保护工作中已经实现了计算机远程设定或者控制，正朝着向现场总线控制方向发展。

（二）热工控制保护系统的作用

热工控制保护系统在火电厂安全保护工作中的作用表现在两个方面：一是当火电厂的主设备与辅助设备没有发生故障的时候，该

系统会处在带电的准备状态；二是当火电厂的主设备与辅助设备发生故障的时候，该系统会发出警报并自行运转，给工作人员以提示，尽快找出相应的解决措施。

二、火电厂热控保护工作的重要性

伴随着分散控制系统（dcs控制系统）的发展，火电厂的热工自动化程度越来越高，但在热工保护方面依然会产生热工保护拒动或者误动及dcs控制系统失灵的状况，这对火电厂的安全生产产生了很大程度上的消极影响。热工控制保护系统覆盖着所有热力设备与系统，它使得这些设备与系统紧密相连，相互制约，当一个环节中出现故障，就可以通过热工控制保护系统发出相应的报警信号，给工作人员以警示，从而避免不必要的人员伤亡与财产损失。它有助于提升火电厂安全生产的能力，有助于降低重大安全事故的发生率。