论火电厂热工自动控制系统运行问题及改良

时间：2024-04-23

何四新河北沧州华润热电有限公司

论火电厂热工自动控制系统运行问题及改良

何四新
河北沧州华润热电有限公司

文章首先概述了DCS控制系统，然后对热工自动化控制系统在运行中出现的问题进行分析，最后有针对性的提出了几点有效解决系列问题的改良建议。以期能尽量减少经济损失，提升电厂热力设备的运行安全，并进一步提升热工保护工作的精密度。

火电厂；热工自动控制系统；运行问题

火电厂热工自动化控制系统主要由检测益、执行设备和控制系统三大部分构成。现代热工控制系统还包含顺序控制、自动检测、报警和保护等内容，由于火电厂热力生产过程较为复杂，设备的运行环境多处于高压、易燃、高温等极端环境下，因此给系统的安全运行带来了极大的挑战。

1.DCS控制系统概述

DCS控制系统是以微机为基础的自动化控制系统，其技术应用包括屏幕显示技术、通讯技术、控制技术和计算机技术，该系统的应用优势十分明显，即控制精度高、反应速度快、运行安全可靠等。此外，还具有数据的收集和处理，完成保护连锁、顺序控制、闭环控制等功能。随着DCS和单机组事件控制一体化工作的完成，炉机电整体控制能力和DCS功能的覆盖面也增加了。在该系统中，单元机组主要用以发挥控制功能，两台机能DCS间用公用网络进行控制连接，并经由单元机组操作执行，当操作员站故障或DCS通讯故障时，能及时停机或停炉，最后利用后备控制方法进行自动控制。

2.热工自动控制系统运行中的问题分析

2.1 系统软硬件问题

在DCS系统中，热工控制系统内往往会增设BMS、CCS、DEH等控制点，通过伴生故障停机保护来提升机组运行安全。然而，在系统运行中，热工自动控制系统的安全性和可靠性又受多方面因素的影响，包括网络通讯故障中的流量断点，会引发流量过载，在无流量限制保护时，系统控制网络和输入输出回路均会受阻，进而引发系统相关设备的拒动或误动。除此之外，DCS系统的运行效果还会受到设定值故障、输出模块缺陷和信号处理速度等因素的干扰。

2.2 设计安装问题

火电厂热工自动控制系统庞大，所管辖的设备种类繁多，其应用技术复杂。因此，如果在系统设计、安装或调试等任何环节出现任何纰漏时，均会使系统在运行中出现拒动或误动现象。举例来说，当汽包汽水取样管设计不合理时，水位表量程会失准，相继造成量汽包水位的不正确，并最终造成水位跳闸信号不够准确，如果这些问题得不到及时发现和解决的话，则很容易引发锅炉事故。此外，安装不规范、不合理问题在工作实践中也较为常见，不少测量误差均由此而生，使气泡水位拒动问题得不到及时解决，最终会导致锅炉因缺水而引发安全事故。

2.3 热工控制元件问题

热工控制元件（包括电磁阀、流量、液位、压力、温度）等一旦在长期应用中出现老化或质量问题的时候，如果不及时进行维修或更换的话，则很容易引发系统运行故障，加之系统运行中不具备对识别冗余信息的能力，因此极易造成信号失误，而错误的信号势必扰乱设备的正常运行，进而出现拒动或误动问题。笔者曾在工作实践中遇到过不少此类问题，经故障诊断和排查发现，此类热工控制元件故障在热工设备故障中的发生率超过50%，单从这一数据我们不难看出，热工控制元件问题对系统整体功能的发挥影响之大。

2.4 电缆回路问题

电缆回路问题多是因为电缆布设未按照有关规范标准进行而造成的，造成故障问题的原因是多样的，包括接线口进水、绝缘层受损、电缆老化或布线区域高温等各种因素，这些不合理施工均会引发线路虚接、断路等问题，具体到热工控制设备运行中时，则主要表现为误动问题。

3.改良热工自动控制系统运行成效的建议

3.1 从设计源头上改良系统性能

为了使实行设备的运行监控能力更优化，虽然在设计之初就进行了诸多的性能改良，但仍无法与系统自动化控制功能的现实需求相一致。因此，笔者认为，在把冗余设计引入系统所需的重要热工信号里，并将某一测量点的信号分多次进行取样，定能提高系统的监控能力和判断准确性。当然，为了确保系统运行过程中是可靠的，最好在不同卡件处设置系统的某些关键的测点通道，以使故障压力被分解。与此同时，关键测点的取样孔也最好从不同孔点取样，而为了提升多点取样参数的精确度，可利用各自独立取点法进行，此法不但能提高所获取数据的准确度，为系统运行安全提供保障，而且也能有效降低安全安全事故的发生率。笔者认为，在热工自动控制系统中，必须加强在设计环节、安装环节和测评环节的重视度。具体的改进方法包括：第一。进一步优化DSC控制系统，使系统整体的防御性提高，从而有更强的软化故障能力。第二，改进系统保护逻辑。在设计中要本着以降低热工控制装置的拒动、误动为根本出发点。第三，为了提升有关设备的使用寿命和运行稳定性，应重点改善震动、灰尘、温度等系统的条件和工况，将外界环境的影响因素降到最低。发电厂的热工自动化系统和设备在设计中必须遵循“符合国情、经济适应、安全可靠”的基本原则，根据机组特点进行差异性的改良优化，以实现不断提升机组安全、经济运行、随意启停等功能。

3.2 加强对所应用元件的管理

在科技水平日益提高的当下，热工控制新元件在市场上频现，由此热工控制自动化程度在不断提高，这也就要求与之对应的元件的可靠性也必须不断提高。因此，为了提升系统运行的高效性，必须将那些足够成熟的、稳定的、可靠的元件应用到自动系统中来。需要注意的是，在元件引入中切记不要盲目的追求设备和元件的先进性，或者只是为了节约成本而缩减了元件更新环节，必须确保所应用的元件符合系统安全运行标准，避免成本浪费。