关于火力发电厂的常见热控保护技术的探讨
作者 : 未知

  摘要:随着我国的电力事业快速发展,火力发电厂的设备也日益趋向于自动化和智能化,因此火电系统整体的安全性与可靠性也日渐凸显其重要性。火电厂的自动化技术有了突飞猛进的发展,其热控保护装置的重要性日渐凸显。它对于提高整个主设备以及辅设备的安全可靠起着极其重要的作用。因而,热控保护技术的研究与应用也就显得十分迫切和重要。
  关键词:火力发电厂;热控;保护;应用
  中图分类号:TM6 文献标识码: A
  1 热控保护装置和技术
  火力发电厂的热控保护系统和装置的主要作用就是在主设备与辅设备发生严重故障时,来保护整个热力工作系统,软化发生故障的部位,进行相应的停机检修工作,以防止发生设备上的损坏以及工作人员的伤亡,避免由事故导致的经济损失。伴随着机组的容量不断增大以及自动化的控制水平不断提高,火电厂对于热控保护系统已经提出了更加高的要求。提高热控保护装置的安全可靠性是热控的检修人员和技术管理人员共同的责任。
  DCS的控制系统是一种集合了计算机技术、系统的控制技术、网络的通讯技术与多媒体技术多种技术的综合控制系统。能够提供较为友好的人机界面窗口,并具有强大的通讯功能,在工业的过程控制与过程管理中得到了广阔的运用。近些年,DCS控制系统的成熟与发展推动了热工的自动化程度的提高。当今,怎样防止热控DCS系统的失灵与热工保护的误动和拒动就成为了火力发电厂相关热控保护技术研究与应用所密切关注的一个焦点。
  2 热控保护系统常见故障分析
  热控保护系统常见的故障一般为:由于DCS的硬件或软件出现问题而引起保护误动。出现类似故障主要是因为软、硬件设备诸如信号处理卡、设定值模块、输出模块或者网络通讯等发生故障引起的。由于热工元件出现问题误发信号造成主机或辅机保护出现误动或拒动的故障称为热控元件故障,其占的比例较大,原因主要是元件老化严重,元件质量不可靠或者单元件工作,没有冗余设置和识别等;由于线路的断路或虚接所引起的系统保护误动故障主要是因为电缆出现老化、电缆绝缘受到破坏、接线柱被进水、空气潮湿腐蚀等;设备电源故障主要是因为热控设备电源的接插件接触不良或者电源系统在设计上不够全面和可靠:人为因素故障主要是因为人为操作失误等引起的。
  3 热控保护技术优化工艺策略
  目前,火电厂的DCS热控保护系统的使用机组最具时代气息和完善的是ABB公司的Symphony系统。Symphony系统机组的安全性和控制的可靠性都大大的提高,大大降低了运行监盘和检修维护的劳动强度,得以成功运用。
  3.1 采用成熟先进的技术,选用标准化的元器件
  技术是提高设备和系统可靠性与稳定性的关键,在技术选择上要选用先进、合适的技术。当然,元器件是组成热控保护系统的基础,如果元器件的可靠性不高或者不达标,系统与设备就很难达到预定的要求。据有关资料显示,因为元器件的使用有误或者选择不当而导致设备出现故障或者失效现象占到总失效数量的70‰左右。所以说,在元器件的选择上,一定要选用标准化的元器件。只有采用成熟先进的技术,选用标准化的元器件才能从根本上减少系统故障的发生。
  3.2 优化GPS时钟方案
  T-GPS2022电力系统同步时钟利用GPS(全球定位系统)卫星发送的秒同步信号,向电力系统各种自动化装置提供精确的同步时间信号。其时间精度高至微秒级。用GPS+CNT(历史站)作为环路时间主站,将GPS连接到历史站,并将历史站以太网精度等级设为10,环网精度等级设为12,通过执行同步时钟软件来同步历史站,从而来同步SOE时钟,进而同步环路时钟。这种方法已经在历史站进行测试并通过。只是需要增加T-GPS2022时钟RS232接口的数量或采用RS422转RS232的方法进行连接。
  3.3 优化历史站
  历史站是Symphony系统重要的主系统接口之一,它通过ICI方式实现对整个环路所有HCU信息的采集和存储,并作为操作员站的有利的功能补充,完成历史事件记录、顺序事件记录(SOE)、测点的趋势组态和追忆以及运行日志报表的定期生成、事故追忆报表的自动生成等功能。
  1)历史站的数据存储和运行速度受动态文件的长度限制,因此解决问题的第一个方案,就是采取措施,使历史数据存储和访问不受动态文件容量的限制。通常的做法是,采取新的文件转存机制,每8,16或24小时系统自动进行一次静态文件归档,按时间顺序命名,并保证随用随调,同时不影响新的动态数据文件的生成。
  2)历史站受采集点数2000点的限制,因此解决问题的第二个方案,就是采取措施,使历史站采集点数控制在2000以内。可以建立在线仿真机系统的开发以及仿真机与DCS接口通讯,让历史站的基本功能在仿真机上得以实现,如运行日志报表、历史趋势追忆报表等,而且存储周期长(1年以上),存取速度快,因此建议加强仿真机系统的管理和应用,取消历史站运行日志报表、历史趋势追忆、事故追忆自动报表等功能,历史站只需保留SOE事件顺序记录这一重要功能,同时保留300~500点左右的重要参数。这样,由于采集点数远远低于2000,历史站的运行速度和存储周期会明显增大。
  3.4 重要模件故障报警功能的完善
  重要模件,主要指环网处理子模件、多功能处理器、重要阀门卡件等。一旦这些模件发生故障而不能及时发现和处理,就会严重威胁机组的安全稳定运行。因此,需要对这些重要模件进行声音报警组态,重新设计一个报警光字画面,同时具备声音报警和手动复位功能,并加入报警组,通过报警组红灯闪烁,索引到报警光字画面,再通过该画面索引到LOOP画面,即可很快找到故障模件。
  3.5 技术性的操作要逐步地科学化
  要加强工作人员的技术培训,提高热控技术人员、预测、发现、解决和处理问题的能力。要通过各厂之间的总结、沟通和交流提高人员的整体素质,通过了解其它电厂的做法、经验和教训、新技术新设备的应用情况,少走弯路,避免重复性事件的发生。
  在对火电厂的过程控制站的电源与CPU的冗余设计的同时,还应监控保护性的执行设备(像跳闸的电磁阀)之类的动作电源。对于那些重要的热工信号也应当进行相关的冗余的设置,同时对于来自同一个取样的测点的信号要进行有效的监控与判断,特别是在一些重要的测点,其测量通道应当布置在各个不同的位置从而分散其危险,提高操作的可靠性。重要的测点在就地取样孔的时候也应当尽量地采用多点同时彼此独立的方式来取样,从而提高其测量的可靠性,也方便进行故障的处理。热控类元件,宜选用那些品质和运行业绩都较好的就地的热控装置和设备,优化整体保护逻辑的组态,提高热控保护系统的整体可靠性和安全性,实现有效地降低热控保护装置系统的误动和拒动率。
  参考文献:
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