摘要:电厂热控系统中广泛采用DCS系统,不仅有效减轻了工作人员的工作量,提升了工作效率,而且使得电厂机组的运行更加安全稳定。但是,在实际运行过程中,其保护回路总是存在误动作的情况。这就需要相关工作人员针对DCS系统保护回路误动作进行深入研究,探究其根本原因并寻求处理对策。
关键词:电厂;热控系统;DCS;误动作;措施
受当前高新科技的影响,电厂在发展的过程中正在逐步向自动化设备的方向发展,而DCS控制保护系统凭借其安全、可靠、高效等优势加快了电厂发电组自动化方向发展的步伐。该系统的全面应用为工作人员带来了方便,但是一旦其在使用过程中出现故障,就会严重影响电厂各个环节的工作效率。因此,对可能引起DCS系统发生故障的原因进行总结归纳,并针对问题提出相应的解决措施。能够有效地杜绝已知原因造成系统故障的可能,降低效益损失,提升工作效率。
一、电厂热控DCS控制系统概述
在电厂中,DCS系统具有监控、显示发电机组操作画面,监测系统运行状态,获取数据进行运算,预测故障,并控制系统运行的功能,具有操作灵活、覆盖范围广等优点,是保障电厂正常运行的重要系统。电厂热控DCS主要由以下几个部分构成:
1.1数据采集系统。该系统可监控设备运行状态,监测发电机组运行参数,如若数据脱离正常范围,会自行报警,并选择性采集、打印数据,为设备正常运行提供数据支持。
1.2模拟量控制系统。该系统可有效控制汽轮发电机组运行参数,调节机炉的汽温、送风、引风工序,控制储水箱的水位及蒸汽温度,控制锅炉给水过程,调节除氧器水位,实现自动化控制。
1.3顺序控制系统。在DCS系统中,电力热力系统被划分为多个子系统,接受顺序控制系统控制,系统能够判断各设备运行状态并按照既定程序、逻辑发出指令,控制各设备运行,并监控其运行参数,实施连锁保护。
1.4数字电液调节系统。这一系统能够监控汽轮运行状态,监测运行参数,调控汽轮机的转速、功率和汽压,控制机组启停。
1.5锅炉炉膛安全监控系统。这一系统能够监控锅炉运行状态,监测炉膛内燃烧系统的各种参数值,如若参数异常,会发出警报,防患于未然。
二、电厂热控DCS控制保护回路误动作的原因
2.1硬件设施存在故障
在整个DCS控制保护系统中,硬件设施是直接执行工作指令的部位。当其中出现元器件遭到破坏、电路出现接触不良、电源不按工作标准输出电压电流等问题时,会直接导致DCS发生故障。从而无法对整个工作系统进行实时监控,此时对设备的驱动效果受到影响,各个环节的指示灯会出现错误显示,进而引起保护系统对工作参数有了错误的分析与判断,最终使电厂热控系统DCS控制保护回路误动作。热工元件出现故障会直接导致主机和辅机对整个工作系统无法保护,从而产生误动现象,该种情况主要是元器件的质量不符规定标准。除此之外,在DCS逻辑中应用单元件工作也会容易引发元件故障,进而产生保护回路的误动作。在硬件设施中有还有电源和接地系统都容易损坏,零线、火线和地线在经过长时间使用后,会使外部的绝缘皮老化破损,使其暴露于空气,容易产生电线混电,使保护系统误动作,甚至引发火灾等重大事故。
2.2热控保护与辅机控制逻辑存在错误
在电厂各个机组的工作过程中,热控保护逻辑与辅机控制逻辑的正确性直接影响其是否能够安全运行。在对机组进行项目改造时,机组的性能曲线以及其他运行参数都发生较大改变。原本的热控DCS控制保护系统中的各项控制参数、运行曲线以及分析数据等重要的运行逻辑都不能与其进行正确的匹配。此时,如果不及时重新设定运行逻辑、更改函数曲线等相关关键数据会造成其控制保护系统误动作。
2.3电厂工作人员的操作失误导致控制保护回路误动作
电厂工作人员的错误操作是造成热控DCS控制保护回路出现误动作的主要原因之一。在工作人员进行正常程序的工作或者对工作设备进行检修养护时,由于专业技能不过关、不按规章制度办事以及工作状态不佳等原因造成端子排接线错误等系列问题。比如,工作人员进行次保护功能的操作时,不按照规定的操作程序进行操作,在投入次保护功能时不事先去测量信号是否存在而直接投入。使投汽机真空低保户发生故障,进而致使汽保机的控制保护回路发生误动作。在这种状况下,设备以及逻辑的设计都没有任何问题,只要工作人员在进行工作时稍加细致认真,就完全可以避免其引发的故障与经济损失。
三、电厂热控DCS控制保护回路误动作原因处理措施
3.1完善技术手段,优化元器件
为了提升DCS系统控制系统,提升整体的可靠性,就要选择具有安全性、可靠性且性能成熟的热控元器件。综合成本等因素,要选择高质量的设备,提升系统的稳定性。通过增强DCS系统硬件质量的方式合理控制系统误动等问题。进而为DCS系统的稳定运行奠定基础,提升DCS系统软件的诊断能力。
3.2优化热控系统逻辑
根据热控系统保护回路误动都是基于外部环境的影响,因此容易引起扰动信号的干扰,从而提升信号位置开关的接触不良现象的发生,因此在设计的过程中,为了避免以上由于控制逻辑的不完善导致的机组跳闸现象,应从系统内容的故障设备元器件上进行系统的优化和设计,从而设置保护回路的稳定性,促进和提升整体回路信号的稳定性。比如在多重化的数据采集的过程中,如下图1所示。当整体的信号系统进行串联后,会导致信号的误动或者据动的概率大大降低,同时由于系统采集模拟量信号的限制,会利用科学设置,处理信号的变化速度,进而完善和设置保护系统信号结构的稳定性。此外还应做到增强电源及接地系统的稳定性,同时结合整体检修水平的不同,提高设计、施工和检修水平,并重点开展取样测量信号的方式,降低保护误动作的可能性。
3.3增加电源以及接地的稳定性
火电厂热控系统工作过程较为复杂。检测结果会直接影响测量精准性,关系到工作的稳定性。严重的甚至会造成设备故障问题、控制系统误发信号而造成了较为严重的机组跳闸等问题。热控系统较为关键的就是合理地抑制干扰性问题,提升信号的可靠性。而接地则是有效控制干扰、提升DCS系统整体稳定性的有效方式。
3.4提升设计、施工以及检修工作能力
现阶段,DCS系统的主要电源以及主控模块的冗余设计在不断的成熟,因此要重视执行设备的动作电源保护工作。在进行系统设计过程中要综合状况,合理地进行动作电源冗余设计分析,将其分散布置到不同类型的卡件之上,进而获得精准的测量信号,有效降低误动作问题。在系统模块出现故障问题时,要及时进行故障诊断分析,更换故障模块信息。企业要综合实际状况对其定期检查,通过专业人员进行系统化的维护与检修,加强技术培训,通过专业的讲座、竞赛等方式提升工作人员的专业性。
3.5完善管理制度
要做好软件备份,在处理中进行数据库的保存分析,根据规范要求进行更新以及软件修改,及时进行记录分析。做好计算机病毒防范处理,通过测试与确认之后再进行下载。在系统出现故障等问题的时候,要保障系统运行的正常性,及时排除故障问题,保障其具有完善的隔离措施,进而合理降低联锁反应产生的误动作问题。
结语
近年来,电厂发电机组的自动化水平不断提升,而DCS系统也具备一定的优势被广泛使用,但是DCS系统的误动和拒动等问题仍然需要进一步解决,以加强热控系统的安全性和稳定性,从而确保电厂的经济效益和社会价值得到最大程度的发挥。
参考文献:
[1]刘晓.电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施探讨[J].现代工业经济和信息化,2019,9(6):109-110.
[2]王培冉.电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施探微[J].山东工业技术,2019(13):172.