提高火力发电厂热工保护可靠性的策略探讨.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：曲越（1993），男，满族，辽宁鞍山人。-72-提高火力发电厂热工保护可靠性的策略探讨 曲 越 中国能源建设集团科技发展有限公司，天津 300100 摘要：摘要：热工保护系统可以有效保护火力发电厂的设备，是发电厂工作中的核心系统。随着科技水平的发展，火力发电厂中热工保护系统也在不断更新，这就需要相关工作人员提升自己技能水平及综合能力来适应当下发展。受多方面因素的影响，火力发电厂热工保护可靠性还有待得升。本文就火力发电厂热工保护系统的重要性及现存问题进行相关分析，并对提升热工保护系统可靠性方案进行相关探讨。关键词：关键词：热工保护系统；火力发电厂；安全策略 中图分类号：中图分类号：TM621 0 引言 在科技水平高速发展的时代背景下，火力发电厂的热工保护系统也在持续更新，其系统内部的管控参数也随之发生了巨大的改变。为保证发电机组的运作更为安全，就需对其展开针对性的改善措施。作为火力发电厂的核心系统，对热工防护系统的安全性进行提升至关重要，如此可保证发电厂在遇见突发情况时，系统能够进行自我防护和管控，同时也能使相关工作人员在最短时间内根据突发事故采取合理的改善措施，因此提升火力发电厂热工保护可靠性及安全平稳性是必行措施。近几年来，由于热工保护系统出现机组跳闸造成非停运的比例相对较大，因此相关工作人员需对热工保护可靠性重视起来，并针对现存的一些问题采取科学合理的改善措施，避免因热工保护系统故障出现设备停运的情况，严重时甚至可能影响火力发电厂的正常运转。1 提高火力发电厂热工保护可靠性的意义 1.1 提升机组的安全性能 火力发电厂发电的关键组件就是工程热力学和传热学防护系统。如果工程热力学及传热学防护系统因故障而停止运转，称之为防护运动。主要作用于防护机组设施部位，其目的是防止防护机组设施产生错误数据，同时也可以阻止不同设施进行智能化联动时发生故障，因此，热力学和传热学防护系统对整个火力发电厂正常工作来说具有十分重要的作用，不仅可以有效降低安全事故发生的概率，同时也可以有效保障发电机组稳定运行。不管是出现防护拒动或防护异动，都会对火力发电造成极大的影响，因而提升火电厂热工防护的意义重大。1.2 减少人工防护出错的概率 随着科技水平的提升，火力发电厂在行业内的竞争也越来越白热化。想要在行业站稳脚跟，就需不断提升工程热力学及传热系统的防护水平，从而使机组的综合能力得到进一步提高。从现阶段来看，火力发电厂应用非集中管控系统的情况已经十分常见，有效提高了工程热力学及传热系统的防护水平，保障机组能够安全投入使用，然而，机组出现误动和拒动的概率也随之增加，在一定程度上会影响火力发电厂的正常工作。2 火力发电厂热工保护存在的问题 以现在的科技水平，火力发电厂的热功保护系统所采用的技术都较为先进，热功保护系统出现误动拒动的概率也降低不少。然而，由于多方面的原因，热功保护系统仍存在一些问题，例如，当后轴承温度过高时，发出的保护信号总是从单一的模拟量单侧点发出，承受的负载较大，容易发生跳机情况。当炉内温度过高而不采取措施进行制动，也会容易发生误动情况。若是在进行系统设置时，未结合火力发电厂的实际情况设置出的参数，也可能会导致误动或拒动的现象发生。鉴于此，相关人员应定期做好系统检修，确保热工保护系统的可靠性。3 热工保护故障的应对策略 3.1 优化保护系统配置 中国科技期刊数据库 工业 A-73-在火力发电厂热力控制系统中，DCS 控制大部分100MW 及以上的燃煤火电机组辅机保护以及炉膛安全监控系统，因此 DCS 对火力发电厂热工保护系统的可靠性来说具有十分重要的作用，加强对 DCS 的研究十分有必要。在以往的热力保护系统中，大多数火力发电厂只考虑电力的负荷量，通过 DAS、MCS 等分配方式提高热工保护系统的可靠性，然而，这种处理方法会造成负荷过于集中，因此，要针对这一情况对其进行优化，其次，对于较为重要的系统要设置多个监测点，以保证单个系统出现故障时不会对其他系统造成影响，使热工保护可靠性得以保证。从现阶段的技术水平来，部分火力发电厂已经将 DCS 融入到热工保护系统中，但依旧存在部分工厂使用单独系统对热工系统进行保护。3.2 强化 DCS 系统及重要保护装置电源管理 在热工控制系统中，误动故障占很大比例，因此火力发电厂必须指派工作人员定期对热工保护系统中的各个设备元件进行检查，以确保热工保护系统处于正常工作状态。除此之外，温度和湿度也要符合相关标准，防止 DCS 因温度或湿度不符合要求产生故障，同时也要求 DCS 需达到 EMC级电磁容要求，进而确保热工系统能够正常运行。在这基础上，运行人员需对DCS 卡件的投运情况进行精准分析和统计，并定期对系统元件的整定值进行核实查验，及时对于长时间处于工作状态的元件要及时更换，以免系统出现故障。其次，热工保护元件作为热工系统正常运行的基础，相关人员要对保护元件给予一定的保护措施，防止出现系统误动。在热工系统运行过程中，工作人员要实时通过监控检查查机组的工作情况，确保所有机组都处于正常工作状态。工作人员在接班时，要做好对备用辅基的检查工作，确保备用辅基没有被投入使用。当热工保护系统发生故障时，总工程师要及时根据实际情况制定处理措施，并保证炉膛压力、汽包水位和轴向位移不发生改变，防止引发更严重的问题。除此之外，在机组停止运行期间，可以对组态进行修改，根据修改结果进行模拟，从模拟结果中选择合适的数据对机组进行修改。最后，管理人员要做好系统管理工作，当发生故障时要针对事故发生原因，利用 SOE 和历史数据记录进行准确分析。比如用历史站等在线监测手段对元件、卡件、端子板等进行历史查询和实时观察，并及时更换掉损坏的硬件设备。3.3 强化保护信号管理 信号管理的可靠性对整个热工保护系统尤为重要，相关人员应引起重视。为做好这一点，冗长/0 点可以安放在不同模件接口处，并通过双向连接，防止因信号不稳定、断线等原因造成的系统误动。对于汽包水位、润滑油压、真空转速等重要信号，要从信号发出端便使用三取二冗余配置。对于其他信号，要利用专门信号对其进行逻辑判断是否符合条件，以此来提高信号可靠性。除此之外，当恢复 DCS 电源时，必须要保持控制器处于安全状态。油系统“点火失败”及“层灭火”、主燃料跳闸 MFT 中的“黑炉膛”保护等重要保护逻辑应以火检信号为依据，并针对实际情况进行维护，避免出现火检“偷看”、“漏看”的情况，减少锅炉灭火保护“误动”事故的发生。4 提高火力发电厂热工保护可靠性的具体策略 4.1 提升热工保护应急能力 要想有效提高火力发电厂的热工保护能力，就要提高热工保护应急能力水平，火力发电厂的工作内容较为复杂，在工作过程中，会释放出大量热量，容易发生热工保护故障，为了有效降低该事故发生的频率和造成的损失，提前做好做工保护应急措施十分重要，想要达到这一目的，提高工作人员的应急水平以及事故发生的预警能力很有必要。在这种情况下需提高，火力发电厂需提高突发事故应急能力。针对这一点，发电厂需从基础做起，对相关工作人员进行定期培训，使其在遇到应急事故时能够做到镇定自若、临危不乱。其次，火力发电厂还应采取科学化管理电厂的方式，对每次事故进行精详细记载，并建立精准的数据库，以便相关工作人员可以针对事故数据进行详细分析，从而做好预防工作，使热工保护系统可靠性得以保证1。4.2 定期维护热工保护系统 热工系统作为火力发电厂的工作基础，其工作状态将会直接影响火力发电厂是否能够正常工作，因此，在日常工作中，火力发电厂要选派工作人员，定期对热工系统进行检查和维护。由于热工系统需要长时间不间断的运行，因此，发生故障的概率较高，而通过定期的检查和维护，能够在最短时间内发现系统出现问题，并给出科学合理的解决方案，从而使提高火力中国科技期刊数据库 工业 A-74-发电厂热工保护系统的可靠性。其次，检修人员需具备较高的技术水平和综合素质，这样才并在检修过程中严格按照规定标准来操作，从而有效提高系统运行的稳定性。在对热工保护系统进行检查后，工作人员还应做好精准记录，以便下次为后续检修提供精准的数据参考。除此之外，工作人员还应熟悉自己工作程序及流程。在检修和维护过程中，需对此反复检查，确保程序没有差错，才能使热工保护系统的可靠性得到有效提高。比如机组在运行时出现了锅炉跳闸的情况，这种现象多是由于 BT 保护的冗余度不足导致可靠性较低而引发的。针对这一情况，如果对热工保护系统进行整改，就可以避免发生此类事件。因此，做好定期维护工作是提高火力发电厂热工保护系统可靠性的有力措施之一2。4.3 完善热工保护系统 完善热工保护系统是保障火力发电厂正常投入使用的重要措施之一，从火力发电厂热工保护系统发生的故障情况来看，大部分故障原因是由于系统本身发生故障或者原材料质量不达标等，而如果发生的故障频次过多，会严重影响锅炉质量，不利于火力发电厂进行正常工作。为了有效改善这一问题，可以在工作过程中应用 UDZ-191A-30YD 型电接点水位计，可以实时监测锅炉中的水位，进而达到正常运行的目的。除此之外，还需要对逻辑软件进行保护设计，逻辑软件作为热工系统的重要组成，加强对逻辑软件的保护设计可以有效提高热工系统的保护能力水平。例如，可以提高逻辑软件的变化速率，使逻辑软件能对信号进行更加精确的识别；如果系统故障是工作人员误操作所致，要确保系统能够发生声光报警。为防止员工误操作，在设定保护定值时必须科学准确，比如锅炉气泡水位保护值的设定应考虑到水温测量方式、安装工艺等等多方面因素。当自动化系统运用在热工控制保护系统后，应及时嵌入保护超驰逻辑，比如引风控制，与此同时还需优化自动控制 PID 的参数，减少在负荷扰动的情况下因调量超限引起的保护误动。如果扰动值已超过 RB 范围或被控的设备失控，须及时将自动改为手动，具体扰动数值应由专业技术过硬的运行人员进行精准调节，如此可有效减少系统故障的发生。其次，在对单元机组进行调频时需通过实际测验值来确定调频范围，如此既能使电网稳定，也能也能保证热工保护系统可以安全稳定地运行。因此发电厂系热工系统中测量元件质量以及优化逻辑设计对系统热工系统安全运行产生直接影响3。4.4 提升热控工作人员的综合素质 随着科技的进步，热工保护系统的技术也在持续更新和改革，加之该系热工保护系统本身就较为复杂，因此相关工作人员需不断学习系统操作方法，如此才能熟练操作热工保护系统。工作人员作为火力发电厂的重要参与者，能够直接影响热工保护系统的安全水平，因此，火力发电厂必须加强对工作人员的培训力度，让工作人员进行定期学习，不断了解最新理论，并在实践中进行融合贯通，有效提高工作人员的工作水平，在面对突发问题时，也能够通过自身经验进行有效处理，对火力发电厂的整体管理也有积极地促进作用。比如在热工保护系统中，部分保护人员在工作时会用万能表来检测热电阻值，但受油温过高的影响，可能会出现电泵切换的情况。这种情况多是由于工作人员的工作习惯不当导致系统出现拒动、误动的情况，因此提高员工的综合素质在是提高热工保护可靠性的重要举措之一4。4.5 专注自动化建设 为了提高火力发电厂热工保护可靠性，可在热工保护系统中运用信息技术及自动化控制技术，从而提升热工保护可靠性，使热工系统能更好地服务于电力生产。为达这一目的，火力发电厂需根据现有热控系统的基本结构来进行自动化技术改造和创新，使自动化功能结构可与传统控制系统充分融合，使热工系统更加稳定安全。由于热工仪表相对复杂，在自动化建设时，相关人员需严格遵守规章制度，提高管理质量。如果出现问题，也应及时采取科学合理的对策来确保热控系统可以安全稳定地运行。除此外，还应加强热控系统的监督与检查，从而提升 火力发电厂热工保护的可靠性。4.6 加强热工系统严密性试验 火力发电厂的热力控制系统对环境温度有较高的要求，因此提高热控系统整体密封性至关重要，因此需加强热工控制系统的严密性试验。在试验过程中，应针对具体的操作参数进行严格密封性测试，并对相关风险进行分析和排查。尤其是要注意管道阀门周围仪器设备的精度，如果发现有隐患阀门部件应及时更中国科技期刊数据库 工业 A-75-换，确保管道法的密封性，从而提升热工保护可靠性。除此之外，在热工控制系统建设过程中，需重还要重视控制系统所使用的设备元件质量，确保所用零件能够更好地运用于热工保护系统，避免因质量较差对整个热控系统的安全运行造成不利影响。5 结束语 想要使火力发电厂能够正常运转，提升热工保护系统可靠性非常重要。在这个过程中，相关工作人员是对各个环节及现存问题进行针对性的防护，将热工系统的误动拒动问题所带来的负面影响尽可能降低，使整体系统的运作更加稳定和安全，同时，也能有效降低热工系统产生故障时造成的影响，保障火力发电厂能够正常工作。参考文献 1刘旭.提高火力发电厂热工保护可靠性方案与策略探讨J.百科论坛电子杂志,2020(006):1955.2曹宁宁,白寅.火力发电厂热工保护可靠性方案与策略探讨J.电子乐园,2021(010).3王健.提高火力发电厂热工保护可靠性方案与策略探讨J.科学与信息化,2021(33):5.4张辉.关于提高火电厂热工保护装置可靠性的探讨J.山东省石油学会油田电力 通信及自动化技术研讨会,2023,10(27).