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技術(shù)文章

熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)原因淺析及對(duì)策
摘要　本文對(duì)熱工保護(hù)誤動(dòng)及拒動(dòng)原因進(jìn)行了分析和總結(jié)，并提出了防止熱工保護(hù)誤動(dòng)及拒動(dòng)應(yīng)采取的措施或?qū)Σ?，?duì)提高DCS系統(tǒng)的整體可靠性，保證機(jī)組**、穩(wěn)定運(yùn)行具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞　熱工保護(hù)  誤動(dòng)   拒動(dòng)   原因  對(duì)策
       前言
       熱控保護(hù)系統(tǒng)是火力發(fā)電廠一個(gè)十分重要的、不可缺少的組成部分，對(duì)提高機(jī)組主輔設(shè)備的可靠性和**性具有十分重要的作用。在主、輔設(shè)備發(fā)生某些可能引發(fā)嚴(yán)重后果的故障時(shí)，及時(shí)采取相應(yīng)的措施加以保護(hù)，從而軟化故障，停機(jī)待修，避免發(fā)生重大的設(shè)備損壞和人身傷亡事故。但在主輔設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)因自身故障而引起動(dòng)作，造成主輔設(shè)備停運(yùn)，稱為保護(hù)誤動(dòng)，并因此造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失；在主輔設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)也發(fā)生故障而不動(dòng)作，稱為保護(hù)拒動(dòng)，并因此造成事故的不可避免和擴(kuò)大。隨著DCS控制系統(tǒng)的成熟發(fā)展，熱工自動(dòng)化程度越來(lái)越高，憑借其巨大的優(yōu)越性，使機(jī)組的可靠性、**性、經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行得到了很大的提高。但熱工保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)的情況還時(shí)有發(fā)生。如何防止DCS系統(tǒng)失靈和熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)成為火力發(fā)電廠日益關(guān)注的焦點(diǎn)。
       一、熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)原因分類
熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)的原因大致可以概括為：
       1、DCS軟、硬件故障；
       2、熱控元件故障；
       3、電纜接線短路、斷路、虛接；
       4、熱控設(shè)備電源故障；
       5、人為因素；
       6、設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試存在缺陷。
       二、熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)原因分析
       1、DCS軟、硬件故障
隨著DCS控制系統(tǒng)的發(fā)展，為了確保機(jī)組的**、可靠，熱工保護(hù)里加入了一些重要過(guò)程控制站（如：DEH、CCS、BMS等）兩個(gè)CPU均故障時(shí)的停機(jī)保護(hù)，由此，因DCS軟、硬件故障而引起的保護(hù)誤動(dòng)也時(shí)有發(fā)生。主要原因是信號(hào)處理卡、輸出模塊、設(shè)定值模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊等故障引起。
       2、熱控元件故障
因熱工元件故障（包括溫度、壓力、液位、流量、閥門位置元件、電磁閥等）誤發(fā)信號(hào)而造成的主機(jī)、輔機(jī)保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)占的比例也比較大，有些電廠因熱工元件故障引起熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)甚至占到了一半。主要原因是元件老化和質(zhì)量不可靠，單元件工作，無(wú)冗余設(shè)置和識(shí)別。
       3、電纜接線短路、斷路、虛接
電纜接線斷路、斷路、虛接引起的保護(hù)誤動(dòng)主要原因是電纜老化絕緣破壞、接線柱進(jìn)水、空氣潮濕腐蝕等引起。
       4、設(shè)備電源故障
隨著熱控系統(tǒng)自動(dòng)化程度的提高，熱工保護(hù)中加入了DCS系統(tǒng)一些過(guò)程控制站電源故障停機(jī)保護(hù)。因熱控設(shè)備電源故障引起的熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)的次數(shù)也有上升的趨勢(shì)。主要原因是熱控設(shè)備電源接插件接觸**、電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)不可靠導(dǎo)致。山西陽(yáng)光發(fā)電有限公司曾兩次因DEH電源故障停機(jī)。一些電廠因電磁閥失去電源而導(dǎo)致拒動(dòng)或誤動(dòng)。
人為因素
因人為因素引起的保護(hù)誤動(dòng)大多是由于熱工人員走錯(cuò)間隔、看錯(cuò)端子排接線、錯(cuò)強(qiáng)制或漏強(qiáng)制信號(hào)、萬(wàn)用表使用不當(dāng)?shù)日`操作等引起。例如，我廠熱工人員一次在處理運(yùn)行中的1A磨一次風(fēng)流量變送器異常時(shí)，準(zhǔn)備隔離變送器進(jìn)行檢查，措施中只固化了一次風(fēng)流量控制擋板的指令，而錯(cuò)誤地漏掉強(qiáng)制1A磨一次風(fēng)流量小于40％停磨保護(hù)而導(dǎo)致1A磨停運(yùn)。一次在檢查1B磨軸承溫度時(shí)（當(dāng)時(shí)1B磨軸承溫度高跳磨保護(hù)已強(qiáng)制），因看錯(cuò)端子，誤將運(yùn)行中的1C磨軸承溫度計(jì)解線開(kāi)路， 1C磨軸承溫度高保護(hù)誤動(dòng)導(dǎo)致1C磨停運(yùn)。一次在測(cè)量運(yùn)行中一臺(tái)磨的溫度信號(hào)時(shí)，沒(méi)有強(qiáng)制溫度高跳磨保護(hù)信號(hào)，萬(wàn)用表檔位誤打到歐姆檔，導(dǎo)致磨軸承溫度高保護(hù)誤動(dòng)停磨。一次是在機(jī)組運(yùn)行中辦票檢查高壓缸排汽溫度，因未查清信號(hào)去向的情況下，在DAS柜內(nèi)解線校驗(yàn)溫度通道時(shí)，誤發(fā)高壓缸排汽溫度高信號(hào)，導(dǎo)致高壓缸排汽旁通門開(kāi)啟降發(fā)電負(fù)荷30MW。
人為因素引起保護(hù)拒動(dòng)大多因熱工人員在檢修后忘記合儀表電源開(kāi)關(guān)、檢修后儀表二次門忘記開(kāi)啟等引起。例如：1986年2月，富拉爾基**發(fā)電廠發(fā)生3號(hào)200MW機(jī)組軸承燒損事故，其主要原因就是熱工人員嚴(yán)重違反檢修規(guī)程，在沒(méi)開(kāi)工作票的情況下，在熱控盤上工作，并把熱工保護(hù)總電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，工作結(jié)束后又忘記合上，致使汽機(jī)潤(rùn)滑油壓低時(shí)沒(méi)能將潤(rùn)滑油泵聯(lián)動(dòng)，*后導(dǎo)致軸承斷油燒損。
設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試存在缺陷。
許多機(jī)組因熱控設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試存在質(zhì)量缺陷導(dǎo)致機(jī)組熱工保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。例如：1997年12月16日，秦皇島電廠發(fā)生的鍋爐嚴(yán)重缺水重大事故，雖然原因是多方面的，但其中汽包水位變送器環(huán)境溫度（溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)定值50℃，實(shí)際130℃）的影響造成了測(cè)量誤差，水位虛高108mm，使汽包低水位保護(hù)拒動(dòng)；鍋爐A爐水循環(huán)泵在測(cè)量系統(tǒng)故障的情況下，又未采取替代措施而失去了保護(hù)作用，由于采用三取三的保護(hù)邏輯，因而在爐水循環(huán)破壞的情況下，B、C爐水循環(huán)泵差壓低跳泵，A泵只發(fā)差壓低報(bào)警而未能跳泵，導(dǎo)致MFT未動(dòng)作，*終造成水冷壁大面積爆破的重大事故。又如：上海鍋爐廠曾將汽包汽水取樣管引到一個(gè)連通容器（稱此容器為平衡容器），再在此容器的中段引出差壓水位表的汽水側(cè)取樣管，使得水位表的量程由1270mm減少到860mm。這種設(shè)計(jì)明顯是錯(cuò)誤的，因?yàn)樗粌H影響了汽包水位的準(zhǔn)確測(cè)量，而且還會(huì)影響低水位跳閘信號(hào)的可靠發(fā)出，使鍋爐造成事故。由于這一原因造成的鍋爐事故，已在一些電廠中發(fā)生過(guò)。這在《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中明文規(guī)定禁止該方法的取樣。一些電廠在基建安裝中，爐膛負(fù)壓取樣管不按照設(shè)計(jì)安裝，因取樣管安裝傾斜角度不夠或水平向下安裝，導(dǎo)致取樣管被灰嚴(yán)重堵塞，而不能測(cè)量，導(dǎo)致?tīng)t膛負(fù)壓保護(hù)拒動(dòng)。
       三、防止熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)應(yīng)采取的措施及對(duì)策
由于熱控設(shè)備覆蓋著熱力系統(tǒng)和熱力設(shè)備的所有參數(shù)，各系統(tǒng)不僅相互聯(lián)系，而且相互制約，因此，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的故障都有可能通過(guò)熱工保護(hù)系統(tǒng)發(fā)出跳機(jī)停爐信號(hào)，從而造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此，如何提高保護(hù)系統(tǒng)的可靠性是一項(xiàng)十分重要而又迫切的工作。
       1、盡可能地采用冗余設(shè)計(jì)。過(guò)程控制站的電源和CPU冗余設(shè)計(jì)已成為普遍，對(duì)一些保護(hù)執(zhí)行設(shè)備（如跳閘電磁閥）的動(dòng)作電源也應(yīng)該監(jiān)控起來(lái)。對(duì)一些重要熱工信號(hào)也應(yīng)進(jìn)行冗余設(shè)置，并且對(duì)來(lái)自同一取樣的測(cè)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行有效的監(jiān)控和判斷，重要測(cè)點(diǎn)的測(cè)量通道應(yīng)布置在不同的卡件以分散危險(xiǎn)，提高其可靠性。重要測(cè)點(diǎn)就地取樣孔也應(yīng)該盡量采用多點(diǎn)并相互獨(dú)立的方法取樣，以提高其可靠性，并方便故障處理。一個(gè)取樣，多點(diǎn)并列的方法有待考慮改進(jìn)?？傊?，冗余設(shè)計(jì)對(duì)故障查找、軟化和排除十分快捷和方便。
       2、盡量采用技術(shù)成熟、可靠的熱控元件。隨著熱控自動(dòng)化程度的提高，對(duì)熱控元件的可靠性要求也越來(lái)越高，所以，采用技術(shù)成熟、可靠的熱控元件對(duì)提高DCS系統(tǒng)整體的可靠性有著十分重要的作用，根據(jù)熱控自動(dòng)化的要求，熱控設(shè)備的投資也在不斷地增加，切不可為了節(jié)省投資而“因小失大”。在合理投資的情況下，一定要選用品質(zhì)、運(yùn)行業(yè)績(jī)較好的就地?zé)峥卦O(shè)備。以提高DCS系統(tǒng)的整體可靠性和保護(hù)系統(tǒng)的可靠性、**性。
       3、保護(hù)邏輯組態(tài)進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化保護(hù)邏輯組態(tài)，對(duì)提高保護(hù)系統(tǒng)的可靠性、**性，降低熱控保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)、拒動(dòng)率具有十分重要的意義。
       4、提高DCS硬件質(zhì)量和軟件的自診斷能力。努力提高DCS系統(tǒng)軟、硬件的質(zhì)量和自診斷能力，對(duì)提前預(yù)防、軟化故障有著十分重要的作用。
       5、對(duì)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、檢修質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)。提高熱控設(shè)備的設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、檢修質(zhì)量對(duì)提高熱控保護(hù)的可靠性有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的重要意義。
       6、嚴(yán)格控制電子間的環(huán)境條件。溫度、濕度、灰塵及振動(dòng)對(duì)熱控電子設(shè)備有十分大的影響。嚴(yán)格控制電子間的環(huán)境條件，可以延長(zhǎng)熱控設(shè)備的使用壽命，并且可以提高系統(tǒng)工作的可靠性。這一點(diǎn)，一定要引起我們足夠的重視。
       7、提高和改善熱控就地設(shè)備的工作環(huán)境條件。就地設(shè)備工作環(huán)境普遍十分惡劣，提高和改善就地設(shè)備的工作環(huán)境條件，對(duì)提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性有著十分重要的作用。如：就地設(shè)備接線盒盡量密封防雨、防潮、防腐蝕；就地設(shè)備盡量遠(yuǎn)離熱源、輻射、干擾；就地設(shè)備（如：變送器、過(guò)程開(kāi)關(guān)等）盡量安裝在儀表柜內(nèi)，必要時(shí)對(duì)取樣管和柜內(nèi)采取防凍伴熱等措施。
       8、嚴(yán)格執(zhí)行定期維護(hù)制度。做好機(jī)組的大、小修設(shè)備檢修管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，使設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。做好日常維護(hù)和試驗(yàn)。停機(jī)時(shí)，對(duì)保護(hù)系統(tǒng)檢修徹底檢修、檢查，并進(jìn)行嚴(yán)格的保護(hù)試驗(yàn)。
       9、加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，提高熱控人員的技術(shù)水平和故障處理能力。
       四、結(jié)束語(yǔ)
       隨著電力事業(yè)和高新技術(shù)的快速發(fā)展，發(fā)電設(shè)備日趨高度自動(dòng)化和智能化，系統(tǒng)的**性、可靠性變得日益重要。但是，無(wú)論多么先進(jìn)的設(shè)備，從可靠性角度看，**可靠（即不出故障）是**辦不到的。因此，在一定意義上講，“有故障”是**的。但是，故障與事故之間并不是必然的關(guān)系，對(duì)故障也不是不能防范，關(guān)鍵是如何盡早檢測(cè)、發(fā)現(xiàn)故障，然后預(yù)防、軟化、控制和排除故障，避免故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。努力使熱工保護(hù)的正確動(dòng)作率達(dá)到100％，為熱力設(shè)備的**運(yùn)行把好*后的一道關(guān)。這是我們?cè)O(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、檢修人員追求的*高目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)：
《電廠自動(dòng)化》2001第1期P11
《電廠自動(dòng)化》2001第2期P13～P18
《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》輔導(dǎo)
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