CrMnTi汽車變速箱齒輪的熱處理工藝(完整版)

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20CrMnTi汽車變速箱齒輪的熱處理工藝CrMnTi汽車變速箱齒輪的熱處理工藝（完整版）(文檔可以直接使用，也可根據(jù)實際需要修改使用,可編輯歡迎下載）一、學習目標知識目標：·熟悉感應加熱表面淬火原理、特點及應用；·了解火焰表面淬火原理、特點及應用；·了解化學熱處理過程；·掌握滲碳、滲氮和碳氮共滲原理、特點、常用方法及應用。能力目標：·能根據(jù)零件的化學成分、性能要求和技術(shù)條件，合理選擇表面淬火和化學熱處理方法。二、任務引入變速箱齒輪位于汽車傳動部分，用于傳遞扭矩與動力、調(diào)整速度。由于傳遞扭矩，齒根要承受較大的彎曲應力和交變應力；由于變速箱齒輪轉(zhuǎn)速變化范圍廣，齒輪表面承受較大的接觸應力，并在高速下承受強烈的磨擦力；由于工作時不斷換檔，輪齒之間經(jīng)常要承受換檔造成的沖擊與碰撞。這就要求齒輪表面有高硬度和高耐磨性；齒面有高的接觸疲勞強度；心部有較高的強度和高韌性。圖2-25所示20CrMnTi汽車變速箱齒輪的熱處理技術(shù)要求如下：1.滲碳層表面含碳量為0.80~1.05％；2.滲碳層深度為0.80~1.3mm；3.淬火回火后齒面硬度為58~62HRC，心部硬度為33~48HRC。圖2-25汽車變速箱齒輪簡圖三、相關(guān)知識在機械設(shè)備中，有許多零件（如齒輪、曲軸、活塞銷等）是在沖擊載荷及表面摩擦條件下工作的，這類零件表面需具有高硬度和高耐磨性，而心部需要足夠的塑性和韌性。為滿足這類零件的性能要求，須進行表面熱處理。常用的表面熱處理方法有表面淬火及化學熱處理兩種。（一）鋼的表面淬火表面淬火是通過快速加熱，使鋼件表層奧氏體化，然后迅速冷卻，使表層形成一定深度的淬硬組織——馬氏體，而心部仍保持原來塑性、韌度較好的組織的熱處理工藝。在鋼的表面淬火法中，感應加熱淬火應用最廣。1.感應加熱表面淬火感應加熱表面淬火時，將工件放在銅管制成的感應器內(nèi)，即圖2-26所示裝置中，感應器中通入一定頻率的交流電，以產(chǎn)生交變磁場，于是工件內(nèi)部就會產(chǎn)生頻率相同、方向相反的感應電流（渦流）。由于渦流的趨膚效應，使渦流在工件截面上的分布是不均勻的，表面電流密度大，心部電流密度小。感應器中的電流頻率越高，渦流越集中于工件表面。由于工件表面渦流產(chǎn)生的熱量，使工件表面迅速加熱到淬火溫度（心部溫度仍接近室溫），隨即噴水快速冷卻（合金鋼浸油冷卻），從而達到了表面淬火的目的。圖2-26感應加熱淬火示意圖1-感應加熱圈；2-進水；3-出水；4-淬火噴水套；5、7-水；6-加熱淬硬層；8-間隙（1.5~3mm）；9-工件感應加熱淬火表面淬硬層的厚度取決于交流電的頻率，一般頻率高加熱深度淺，淬硬層深度也就淺。頻率f與加熱深度δ的關(guān)系采用下面近似經(jīng)驗公式表示：（20℃冷態(tài)）（800℃熱態(tài)）式中：f的單位是Hz；δ的單位是mm。為了得到不同的淬硬層深度，可采用不同頻率的電流進行加熱，電流頻率與淬硬層深度的關(guān)系見表2-3。表2-3感應加熱淬火的頻率選擇加熱方法頻率范圍淬硬層深度／mm應用舉例高頻感應加熱200~300kHz1~2在摩擦條件下工作的零件，如小齒輪、小軸等中頻感應加熱1~10kHz2~10承受扭矩、壓力載荷的零件,如曲軸、大齒輪、主軸等工頻感應加熱50Hz10~15承受扭矩、壓力載荷的大型零件，如冷軋輥等2.火焰加熱表面淬火應用氧－乙炔或氧－煤氣的混合氣體燃燒的火焰對零件表面進行快速加熱并隨之快速冷卻的工藝稱為火焰加熱表面淬火。如圖2-27所示?；鹧姹砻娲慊鸬拇阌矊由疃纫话銥?~6mm。這種方法的特點是：加熱溫度及淬硬層深度不易控制，淬火質(zhì)量不穩(wěn)定，常造成表層過熱，甚至局部熔化。但不需要特殊設(shè)備，故適用于單件或小批量生產(chǎn)。圖2-27火焰淬火示意圖1-噴水管；2-淬硬層；3-工件；4-燒嘴（二）鋼的化學熱處理將工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種化學元素的原子滲入它的表層，以改變其化學成分、組織和性能的熱處理工藝，叫做化學熱處理。常用的化學熱處理有滲碳、滲氮、碳氮共滲和滲金屬等。1.滲碳滲碳是指將工件置于滲碳介質(zhì)中加熱保溫，使碳原子滲入表層的化學熱處理工藝。滲碳適用于承受沖擊載荷和強烈摩擦的低碳鋼或低碳合金鋼工件，如汽車和拖拉機的齒輪、凸輪、活塞銷等零件。其目的是在保持零件心部高韌性的條件下，得到具有高硬度的表面層，以提高零件的耐磨性和疲勞強度。滲碳層深度一般為0.5~2.0mm，含碳量從表面到心部逐漸減少，表面wc=0.8%~1.1%，心部仍保持原來低碳鋼的含碳量。滲碳后必需經(jīng)淬火和回火處理后，才能達到表面高硬度、心部高韌性的要求。根據(jù)滲碳劑不同，滲碳可分為氣體滲碳、固體滲碳及鹽浴滲碳三種，目前常用的是前兩種，應用最廣泛的是氣體滲碳。（1）氣體滲碳氣體滲碳是將工件置于密封的加熱爐(如井式滲碳爐)中,通入滲碳氣體（如煤氣、天然氣等）或滴入易于分解和氣化的液體（如煤油、丙酮、甲醇等），并加熱到滲碳溫度（900℃~950℃），使工件在高溫滲碳氣氛中進行滲碳的一種熱處理工藝方法，圖2-28為氣體滲碳示意圖。圖2-28氣體滲碳示意圖1-風扇電動機；2-廢氣火焰；3-爐蓋；4-電阻絲；5-耐熱罐；6-工件；7-爐體氣體滲碳過程中滲碳劑在高溫下分解，產(chǎn)生活性碳原子，其反應式如下：2CO→〔C〕+CO2CH4→2H2+〔C〕CO+H2→H2O+〔C〕隨后活性碳原子被工件表面吸收而溶于高溫奧氏體中，并向內(nèi)部擴散形成一定深度的滲碳層。氣體滲碳的滲碳層質(zhì)量好，滲碳過程容易控制，生產(chǎn)率高，勞動條件較好，易于實現(xiàn)機械化和自動化。但設(shè)備成本較高，維護調(diào)試要求較高，因此不適宜單件和小批量生產(chǎn)。（2）固體滲碳固體滲碳是將工件置于四周填滿固體滲碳劑的密封箱中，然后放入加熱爐內(nèi)，加熱到900℃~950℃，保溫一定時間后出爐空冷的熱處理工藝（圖2-29）。固體滲碳劑主要由供碳劑(木炭)和催滲劑(碳酸鹽如碳酸鋇)組成。其活性碳原子是依靠木炭的不完全燃燒所產(chǎn)生的一氧化碳在工件表面分解獲得的。因此，固體滲碳實際也是在氣體中進行的，故滲碳的基本原理和過程與氣體滲碳相似。圖2-29固體滲碳裝置1-泥封；2-蓋；3-試棒；4-零件；5-滲碳劑；6-滲碳箱2.滲氮滲氮又稱氮化，將工件置于含氮介質(zhì)中加熱至500℃~560℃時，介質(zhì)中分解出的活性氮原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。其目的是將氮原子滲入工件表面，形成以氮化物為主的滲氮層（滲氮層深度一般為0.6~0.7mm），以提高工件表層的硬度、耐磨、耐蝕和耐疲勞強度等多種性能，廣泛應用于承受沖擊、交變載荷和強烈摩擦的中碳合金結(jié)構(gòu)鋼重要精密零件，如精密機床絲杠、鏜床主軸、汽輪機的閥門、閥桿等。滲氮的方法很多，目前應用最多的滲氮方法為氣體滲氮和離子滲氮。（1）氣體滲氮氣體滲氮是將工件放入密閉的爐內(nèi)，加熱到500℃~600℃，通入氨氣（NH3），氨氣分解出活性氮原子被工件表面吸收，與鋼中的合金元素Al、Cr、Mo形成氮化物，并向心部擴散，形成一定厚度的滲層。氣體滲氮適用于含有Al、Cr、Mo等合金元素的鋼，最常用的滲氮用鋼如38CrMoAl、35CrMo、18CrNiW等。滲氮的生產(chǎn)周期長，滲氮層薄而脆，不宜承受集中的重載荷，使?jié)B氮的應用受到一定限制。（2）離子滲氮離子滲氮是工件在密封爐內(nèi)作陰極，密封爐抽真空后通入氨氣，并在相對應的陽極和陰極之間加上500~800V的高壓直流電，使氨氣電離產(chǎn)生氮離子，在高壓電場作用下，氮離子轟擊陰極工件表面，在工件表面形成輝光放電并產(chǎn)生高溫。氮離子在陰極獲得電子后，還原成氮原子，并向工件表層滲入擴散，形成滲氮層。離子滲氮具有速度快、生產(chǎn)周期短（滲氮時間僅為氣體滲氮的1/3~1/4）、滲氮層質(zhì)量高、工件變形小、對材料的適應性強（適用于各種鋼、鑄鐵和鈦等金屬材料）等優(yōu)點，目前離子滲氮還存在投資大、裝爐量小、測溫困難及質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，需要進一步改進，主要用于要求高的重要精密件。3.碳氮共滲在一定溫度下，將碳、氮原子同時滲入工件表層奧氏體中，并以滲碳為主的化學熱處理工藝稱為碳氮共滲，其目的是提高工件的耐磨性和疲勞強度。目前主要使用的是氣體碳氮共滲。氣體碳氮共滲又稱氰化。高溫（820℃~880℃）碳氮共滲，以滲碳為主，氣氛中含有一定氮時，碳的滲入速度比相同溫度下單獨滲碳的速度要高，厚度更深。低溫（520℃~580℃）碳氮共滲，以滲氮為主，共滲后表面形成白亮層，可大大提高工件的耐磨性和抗咬卡、抗擦傷的性能。碳氮共滲與滲碳相比，具有加熱溫度低，零件變形小，生產(chǎn)周期短，滲層具有較高的硬度、耐磨性和疲勞強度等優(yōu)點，廣泛用于自行車、縫紉機、儀表零件，齒輪、軸類等機床、汽車的小型零件，以及模具、量具和刃具等表面處理。四、任務實施根據(jù)20CrMnTi變速箱齒輪的工作條件、失效形式及對變速箱齒輪的技術(shù)條件要求確定：為消除經(jīng)過鍛造的變速箱齒輪毛坯的內(nèi)應力、細化晶粒、均勻組織，并改善切削加工性能，為淬火作好組織準備，可采用退火或正火作為預備熱處理。由于變速箱齒輪尺寸較小，且厚度較均勻，在正火、退火均可使用的前提下，為提高工作效率，宜選用正火作為預備熱處理。因零件硬度較高，除磨削加工之外不宜進行其他形式的切削加工，故最終熱處理均安排在半精加工之后，磨削加工之前。采用的最終熱處理工藝為：先滲碳，使表面碳含量增加，心部仍維持低的含碳量，保持心部較高的強度和沖擊韌性；滲碳之后進行淬火和低溫回火，使輪齒表面硬度達到高硬度要求，心部仍維持較低的硬度。變速箱齒輪的加工工藝路線為：下料→鍛造→正火→粗、半精切削加工→滲碳→淬火、低溫回火→噴丸處理→加工花鍵→磨端面→磨齒→最終檢驗五、能力訓練C616車床主軸的熱處理工藝主軸在機床上是傳遞動力的零件，常承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、疲勞、沖擊載荷，同時在滑動與轉(zhuǎn)動部位受摩擦作用，因此主軸性能要求具有高強度、硬度、足夠的韌性及疲勞強度、變形要小。如圖2-30所示的C616車床主軸采用45鋼制造。圖2-30C616車床主軸簡圖熱處理工藝路線為：粗加工→正火→機加工→高頻淬火→回火→磨削1.正火：840℃~860℃，1~1.5h后空冷，工藝曲線如圖2-31所示。圖2-31機床主軸正火工藝曲線圖2-32機床主軸高頻感應淬火回火工藝曲線2.高頻感應淬火：860℃~880℃水冷，220℃~250℃、1.5h回火，硬度為45~50HRC，工藝如圖2-32所示。六、經(jīng)驗交流常見熱處理缺陷及對策1.過熱與過燒工件在熱處理時，若加熱溫度過高或保溫時間過長，使奧氏體晶粒顯著長大的現(xiàn)象稱為過熱，過熱一般可以用正火來消除。若加熱溫度接近開始熔化的溫度，使晶界處產(chǎn)生熔化或氧化的現(xiàn)象稱為過燒，過燒無法挽回，只能報廢。2.氧化與脫碳氧化是指工件被加熱介質(zhì)中的O2、CO2、H2O等氧化后，使其表面形成氧化皮的現(xiàn)象。脫碳是指工件表面的碳被加熱介質(zhì)中的O2、CO2、H2O等燒損，使其表面含碳量下降的現(xiàn)象。氧化和脫碳不僅降低工件的表面硬度和疲勞強度，而且增加淬火開裂的傾向。在現(xiàn)代熱處理生產(chǎn)中，為防止氧化和脫碳，常采用可控氣氛熱處理和真空熱處理。3.變形和開裂工件在熱處理時尺寸和形狀發(fā)生的變化稱為變形。變形是熱處理較難解決的問題，一般是將變形量控制在一定范圍內(nèi)。開裂要絕對避免，因為工件開裂后只能報廢。為減少和防止變形和開裂，應采取以下措施：正確選用鋼材；合理進行結(jié)構(gòu)設(shè)計；合理的鍛造與預備熱處理；采用合理的熱處理工藝；冷、熱加工密切配合以及正確的操作方法等。連續(xù)式爐鋼管保護氣氛熱處理工藝的研究和應用鄧爾康摘要：分析了鋼管保護氣氛熱處理爐的保護氣氛類型及性能，對鋼管保護氣氛熱處理爐內(nèi)氣氛的化學過程動態(tài)分析了無氧化的平衡條件。介紹了保護氣氛熱處理主要工藝參數(shù)的確定及汽車用管、精密結(jié)構(gòu)用管、電站鍋爐用管的保護氣氛熱處理實例分析。

關(guān)鍵詞：鋼管；保護氣氛熱處理；氣氛類型；熱處理工藝參數(shù)；鋼管性能

中圖分類號：TG15文獻標識碼：B

文章編號：1001－2311（2000）01－0026－05ResearchandApplicationConcerningTechniqueofHeat－TreatingSteelTubesinContinuousFurnacewithProtectiveAtmosphereDENGEr－kang

(ShanghaiSteelTubeCorporation,Ltd.,Shanghai202140,China)Abstract：Analysisismadeontypesandperformancesofprotectiveatmospheresofthesteeltubeheattreatmentfurnacewithprotectiveatmosphere,andalsodynamicanalysisonthenon－oxidationequilibriumconditionsofthechemicalprocessofatmosphereofthesaidfurnaceismade.Inaddition,theauthordescribeshowtosetupthebasicprocessparametersofheattreatmentwithprotectiveatmosphere,andgivesuscaseanalysisconcerningprotectiveatmosphereheattreatmentofautomobiletube,precisionstructuraltubeandpowerstationboilertube.

Keywords：Steeltube;Protectiveatmosphereheattreatment;Atmospheretype;Heattreatmentprocessparameters;Steeltubeperformance0前言隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，各行各業(yè)對鋼管提出了更高的質(zhì)量要求，不僅要求精度高，機械、工藝性能好，同時對鋼管的表面狀態(tài)也提出了更高的要求（即要求鋼管表面呈無氧化光亮狀態(tài)）。

桑塔納轎車用管采用的是按德國DIN2391，DIN2393標準生產(chǎn)的無縫精密鋼管和焊接冷拔冷軋精密鋼管。其中，大部分鋼管要求按GBK狀態(tài)交貨，即要求進行保護氣氛熱處理。在開始試制桑塔納轎車用管時，由于沒有進行GBK處理的工藝設(shè)備，凡要求GBK處理的鋼管只能以光亮拔制軟性（即末道冷拔采用小變形量冷拔狀態(tài)）或低溫退火（即鋼管表面有少量氧化鐵皮存在）狀態(tài)來供貨。天線用30CrMnSiA鋼管要求表面無全脫碳層，以滿足其高強度的要求，但是在無保護氣氛熱處理的條件下是難以做到的。用戶對冷拔精密結(jié)構(gòu)用無縫鋼管，也提出了既要求具有良好的機械性能和工藝性能，又要求具有無氧化的表面狀態(tài)，所以在鋼管生產(chǎn)中采用保護氣氛熱處理工藝，是一項迫切的新課題，使我公司生產(chǎn)的汽車用管、鍋爐用管及其他精密鋼管質(zhì)量水平上一個新的臺階的標志之一。1保護氣氛選用保護氣氛類型及特點列于表1。表1保護氣氛的類型及特點類型特點適用范圍放熱型氣體不完全燃燒；產(chǎn)生成本低，有脫碳；低溫易析出碳黑光亮退火吸熱型無脫碳，冷卻時析出碳黑光亮淬火、退火氮氣純度≥99.95％退火氮基型含氫5％～20％，具有還原性能各類光亮熱處理氨分解還原性能好各類光亮熱處理氮氣是一種惰性氣體，無毒安全，是用途廣泛的保護氣體。當?shù)獨庵泻?gt;0.001％時，就會使鋼材氧化和脫碳，所以一般不使用單一的氮氣，而加入少量的添加劑，如H2，CO等還原性氣體來防止氧化。這種以氮氣為主的氣氛稱為氮基氣氛，是廣泛使用的鋼材熱處理用保護氣氛，而放熱型、吸熱型保護氣氛在使用中有一定局限性。

目前國外介紹的PSA供氮系統(tǒng)，使用空氣制取氮氣，純度>99.5％，只要加入少量添加劑H2就可使氮基氣氛具有還原性，其成本很低，比國外傳統(tǒng)應用的液氮降低了熱處理成本，而效果則同樣可靠。

我國近年來使用的氨燃燒法制取含H25％～20％的氮基氣氛，已成功應用于工業(yè)生產(chǎn)（如上海冶金設(shè)計研究院設(shè)計的30m3氨燃燒裝置）。使用稀釋法、氨分解氣也可以得到氮基氣氛。在具有制氧車間的工廠，其副產(chǎn)品氮氣經(jīng)凈化純度達到99.5％以上，配上一臺氨分解裝置，用稀釋法配制的氮基氣氛，可用于鋼材的保護氣氛熱處理生產(chǎn)，且成本低廉。表2列出了1kg液氨用不同方法可提供的氮基氣氛及氨分解氣量。表21kg液氨可提供的氮基氣氛及氨分解氣量方法產(chǎn)氣量/m3氣體成分氨分解2.635含H275％余N2氨然燒4.05含H210％余N2氮稀釋法19.75含H210％余N2氨分解氣是一種還原性能強的保護氣氛，它制取方便、氣氛穩(wěn)定，可用于各類要求高的光亮熱處理工藝，但制取成本較高。2連續(xù)保護氣氛熱處理爐工藝分析2.1連續(xù)式爐保護氣氛用氣量的確定

2.1.1清洗爐內(nèi)空氣的用氣量估算

當空氣中含有5.35％～76％的氨分解氣時，點火就會發(fā)生爆炸，所以冷爐開爐前必須仔細進行爐內(nèi)空氣的清洗。當空氣殘留量在安全范圍內(nèi)時，方可點燃火封。其清洗過程是通過不斷地送進保護氣氛或氮氣使爐內(nèi)含O2量下降，清洗的用氣量則隨爐型不同而變化。由工藝試驗可知，清洗總用氣量與爐子的總?cè)莘e成正比，可用公式估算V=NV0式中V--清洗總用氣量，m3；

N--換氣次數(shù)；

V0--爐膛總?cè)莘e，m3。

兩端爐口開啟的連續(xù)式爐，其N>20時方能達到清洗爐內(nèi)空氣的要求，使氨分解氣安全實現(xiàn)點火操作。如果清洗用氣使用氮氣或含H2<5％的氨燃燒氣，點火操作就更加安全可靠。

2.1.2保護氣氛熱處理用氣量的估算

鋼管光亮熱處理用氣量與爐型、爐膛總?cè)莘e、生產(chǎn)率、密封形式、氣氛純度要求等因素有關(guān)。在連續(xù)式保護氣氛鋼管熱處理過程中，為了確保爐內(nèi)氣氛穩(wěn)定，必要條件是爐子保持微正壓。試驗證明，耗氣量與爐口開啟大小成正比例關(guān)系，鋼管外徑愈大，爐口開啟愈大，則用氣量增加。本爐型可用下列經(jīng)驗公式進行估算V1=2K.B.H式中V1--爐子用氣量，m3/h；

K--爐型系數(shù)，m3/cm2.h；

B--爐口寬度，cm；

H--爐口簾門開啟高度，cm。

經(jīng)過對各種規(guī)格鋼管的熱處理試驗證明，要保持爐內(nèi)爐氣穩(wěn)定呈微正壓狀態(tài)，應使K=0.04～0.05m3/cm2·h。

2.2爐氣與鋼管的化學反應

2.2.1加熱區(qū)爐氣與鋼管的化學反應

以還原氣體H2作為添加劑形成含H2的氮基氣氛，氮氣是惰性氣體，所以氣氛為H20－H2的氣氛爐中的主要化學反應為2Fe＋O22FeO（1)3Fe＋2O2Fe3O4（2)（3)（4)（5)從化學反應式（1）,（2）可以看到，少量O2的存在也會產(chǎn)生不可逆的氧化反應，而實際生產(chǎn)中又必然會帶入空氣、水分等氧化性氣氛，所以單用工業(yè)純氮保護鋼材表面也會產(chǎn)生微量的氧化，甚至生成薄層氧化膜，而不能達到無氧化的光亮狀態(tài)。因此，必須在氮氣中加入適量的還原性添加劑，使爐中通過化學反應改變氧化氣氛，從而獲得符合無氧化加熱條件的保護氣氛。

H2進入爐中遇到氧會立即燃燒，去除爐中的殘氧（見反應式（3）)。圖1是Fe在含H2－H2O氮基氣氛中的平衡曲線。化學反應（4），（5）是可逆反應，其反應向哪一邊進行取決于[H2]/[H2O]的比值。

圖1Fe在含H2－H2O氮基氣氛中的平衡曲線

1-氧化區(qū)2-還原區(qū)溫度對反應的影響如圖1所示，隨著溫度的下降，氣氛對H2O的氧化敏感性上升。同一比值的保護氣氛在高溫下呈還原性，化學反應式(4)，(5)向左進行；當溫度下降氣氛就會呈氧化性，反應向右進行，使鋼管氧化。

含H2量對反應的影響。在熱處理過程中保護氣氛進入爐膛后，通過化學反應，改變原始氣氛的組成。H2氣與爐口滲入的空氣、鋼管帶入的油污水分發(fā)生化學反應生成H2O，從而使爐氣中含H2O量增加，改變了[H2]/[H2O]的比值，當超過平衡狀態(tài)時就會發(fā)生氧化反應。所以鋼管在熱處理前，應很好烘干，以盡量減少隨鋼管帶入的水分。

2.2.2鋼管的磷化膜及殘余油脂在爐中的化學變化

鋼管在冷拔、冷軋加工過程中，有一層磷化膜及工業(yè)肥皂或潤滑油進行潤滑。鋼管磷化膜主要組成為Zn3（PO4）2，F(xiàn)e2Zn（PO4）2，在高溫下其化學反應如下Zn3(PO4）2→3ZnO＋P2O5Fe2Zn(PO4)2→2FeO＋ZnO＋P2O5ZnO＋H2→Zn＋H2OFeO＋H2Fe＋H2O在高溫下，磷化鹽薄膜發(fā)生了分解，產(chǎn)生了H2O和氧化物，這也會影響保護氣氛的組成。鋼管表面殘留的油脂均系復雜的碳氫化合物，在爐膛內(nèi)少氧的條件下加熱分解，將產(chǎn)生一種穩(wěn)定的化合物甲烷（CH4），在爐中進行下列反應CH4＋O2→CO2＋2H2CH4＋H2O→CO＋3H2CH4＋CO2→2CO＋2H2CH4在爐中主要發(fā)生還原反應。由于鋼管表面磷化膜及殘余油脂的影響，使爐子氣氛變化為以氮氣為基的H2－H2O－CH4保護氣氛，所以殘留少量的油脂對于氣氛是無害的，對改善脫碳還有一定益處。但是，過多的油脂會造成碳黑污染，甚至產(chǎn)生局部滲碳。

2.2.3前室的爐氣組成及化學反應

前室是鋼管進入加熱區(qū)爐膛前的過渡段，除與加熱區(qū)聯(lián)接附近溫度較高外，大部分溫度較低，為50～600℃。鋼管帶入的水分加熱蒸發(fā)成水蒸氣，較高溫度區(qū)與加熱區(qū)的化學反應相同，水蒸氣及反應產(chǎn)生的氣體不斷隨著保護氣氛由加熱區(qū)向爐口流動并逸出爐口。前室內(nèi)含H2O的蒸氣量較大，系氧化性氣氛，但由于鋼管處于低溫，所以不會發(fā)生氧化反應。由于前室的過渡，爐氣將帶著H2O蒸氣不斷逸出，從而使加熱區(qū)爐膛內(nèi)保持良好的保護氣氛。

2.2.4爐內(nèi)冷卻段的爐氣與鋼管的化學反應

鋼管在冷卻段處于800～200℃的溫度范圍。在氮基H2－H2O保護氣氛下，主要的化學反應式如下3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2Fe＋H2OFeO＋H2為了使爐子具有還原性氣氛，使鋼管處于平衡曲線的還原區(qū)內(nèi)，從而使鋼管表面得到無氧化的光亮狀態(tài)，冷卻段內(nèi)氣氛的[H2]/[H2O]比值應隨著鋼管溫度的下降而提高。整個爐氣的[H2]/[H2O]比值也應以冷卻段該比值的要求為指標?？紤]到操作中鋼管內(nèi)外表面的水分除不盡，以及爐口滲入空氣等因素，選用含H2量>10％的氮基氣氛比較可行。含H2量高對于保證[H2]/[H2O]比值處于還原區(qū)內(nèi)是有利的，當鋼管烘干良好、爐子密封正常時，含H2量5％也可以得到表面呈無氧化光亮狀態(tài)的鋼管。3連續(xù)式鋼管保護氣氛熱處理實例分析3.1Φ4mm×0.4mm規(guī)格30CrMnSiA天線用無縫鋼管的熱處理

鋼管要求高的強度和彎曲回彈復位性能，故采用高強度的30CrMnSiA鋼。由于天線鋼管壁薄，表面脫碳會影響鋼管的強度和彎曲回彈性能，所以特別要求成品鋼管無全脫碳層存在。這在常規(guī)鋼管退火爐中熱處理比較難以達到，用套管退火脫碳情況也不穩(wěn)定。

鋼材不脫碳的熱力學條件是實際分壓商≤平衡分壓商。氣氛中O2，H2O，CO2使鋼材易于脫碳，CO,H2等還原性氣體則不易使鋼材脫碳，故選用氨分解氣及工業(yè)純氮進行工藝試驗，其結(jié)果見表3。表3采用氨分解氣、工業(yè)純氮作熱處理保護氣氛的試驗結(jié)果保護氣氛熱處理參數(shù)脫碳層/mm鋼管外壁鋼管內(nèi)壁熱處理前熱處理后熱處理前熱處理后氨分解氣900℃加熱18min0.000.000.07，半脫碳0.01，半脫碳氨分解氣800℃加熱18min0.000.000.07，半脫碳0.05，半脫碳工業(yè)純氮770℃加熱18min0.000.000.03，半脫碳0.02，半脫碳用氨分解氣作保護氣氛，加熱爐內(nèi)氣氛的組成為H2，N2，CH4，H2O，其中CH4是由于鋼管表面的殘余油脂分解而產(chǎn)生。盡量減少鋼管帶入的H2O，就能使鋼管達到不脫碳的要求。

用工業(yè)純氮（含N2≥99.5％）作保護氣氛，熱處理時爐內(nèi)氣氛的組成為H2，CH4，H2O，O2，熱處理中盡量控制H2O，O2的含量，也能達到不脫碳的要求。

通過工藝試驗，決定采用下列方法進行無脫碳熱處理：

（1）中間管在Φ23mm×1.5mm以上，采用常規(guī)退火，表面脫碳約0.02mm；在Φ23mm×1.5mm以下，采用保護氣氛退火，其冷加工總延伸達10～15，原有表面脫碳層通過延伸達到無全脫碳層。

（2）采用工業(yè)純氮作保護氣氛。

（3）鋼管熱處理前在300℃下烘烤4h。

（4）由于在800℃以下化學反應的速度明顯減慢，溫度愈低，加熱時間愈短，愈不易脫碳，故選用770℃加熱10min。在AC1附近加熱退火還可有效消除加工硬化。

（5）保護氣氛流量為15m3/h。

天線用鋼管使用保護氣氛熱處理，能有效控制脫碳的產(chǎn)生，使鋼管內(nèi)外壁均無全脫碳層，（只有半脫碳層0．01mm），滿足了用戶對質(zhì)量的要求。

3.2桑塔納懸架臂的熱處理

采用Φ60mm×4mm焊接冷軋精密鋼管，牌號St37－2，要求按德國DIN2393焊接冷軋精密鋼管標準要求驗收，GBK熱處理，鋼管表面呈光亮狀態(tài)。

采取的工藝措施：

（1）中間管采用正火熱處理（900～930℃加熱15min）；

（2）采用氨分解氣加工工業(yè)純氮作保護氣氛；

（3）干燥鋼管；

（4）770℃加熱30min；

（5）將保護氣流量控制到32m3/h;

（6）鋼管熱處理前去除內(nèi)外表面油污。

成品鋼管經(jīng)上海匯眾汽車公司重型汽車廠進行復驗及沖壓、焊接、鹽霧、疲勞性能對比試驗，均達到DIN2393標準要求，通過了上海大眾汽車公司的認可。

3.3Φ20mm×1mm桑塔納轎車冷卻水管用冷拔精密無縫鋼管的無氧化退火

我公司1990年開始試制桑塔納轎車用管時，只能采用常規(guī)退火，其尺寸精度和性能都能達到要求，但因無保護氣氛熱處理工藝裝置，鋼管表面狀態(tài)未能達到德國實物質(zhì)量水平。

現(xiàn)采用無氧化熱處理工藝（加熱溫度900℃，時間13min；氨分解溫度800℃，壓力0.2～0.4MPa，氣流量15m3/h）后，鋼管表面呈光亮狀態(tài)，滿足了用戶對鋼管表面質(zhì)量的要求，實現(xiàn)了該類鋼管的國產(chǎn)化。成品熱處理后鋼管的性能列于表4。表4鋼管性能σb/MPaσs/MPaδ5％擴口50534540合格50535040合格3.4內(nèi)螺旋高壓鍋爐鋼管的熱處理

規(guī)格為Φ57．15mm×6．35mm，牌號SA210Al，應用于引進的大型電站鍋爐的水冷壁部件，要求按美國ASMESA210M標準生產(chǎn)，鋼管內(nèi)壁有寬2．8mm、高1．1mm、螺旋升角為30°的10條內(nèi)螺旋筋。由于氧化膜的存在會大大降低鋼管的熱交換過程，故要求對鋼管進行保護氣氛熱處理（GBK）。

熱處理工藝參數(shù)：保護氣氛含H23％～6％，余為N2（純度≥995％）；加熱溫度860～880℃，爐內(nèi)水套冷卻至300℃以下。

熱處理后鋼管內(nèi)壁達到無氧化狀態(tài)，其力學性能、工藝性能列于表5。表5內(nèi)螺旋高壓鍋爐管熱處理后的力學性能及工藝性能爐號σb/MPaσs/MPaδ％硬度HRB壓扁擴口Y-147-75047033540717072合格合格45034534707175合格合格Y-147-76048034034747775合格合格48535040727071合格合格注：牌號SA210Al；規(guī)格Φ57.15mm×6.35mm。該鍋爐管的各項指標達到了ASMESA210Al標準要求，其表面質(zhì)量達到了進口實物質(zhì)量水平，產(chǎn)品由上海鍋爐廠加工成水冷壁部件后交華能電力公司上安電廠，用于修理引進的電站鍋爐。該10頭B型內(nèi)螺旋鍋爐鋼管原均由國外進口。4結(jié)語（1）鋼管保護氣氛選用氮基加還原性H2，CO，控制其不同比例，可獲得表面無氧化、無全脫碳、光亮的鋼管。

（2）將空氣制氮機（PSA制氮）配上氨分解提供的還原性氣體H2的混合保護氣，或液氮氣化保護氣，用于各類碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼鋼管的保護氣氛熱處理，是可靠有效的方法。另外采用國內(nèi)成熟的氨燃燒制取含H2量5％～20％的氮基氣氛是小型爐簡單可靠的氣體來源。

（3）連續(xù)式鋼管保護氣氛熱處理能滿足汽車用管、精密結(jié)構(gòu)用管、鍋爐用管對鋼管表面質(zhì)量、力學性能和金相組織的要求，符合DIN2391，DIN2393，ASMESA210M，ASMESA213M等標準的規(guī)定。作者簡介：鄧爾康（1939－），男，高級工程師，長期從事鋼管工藝及新產(chǎn)品開發(fā)工作。

作者單位：鄧爾康（上海鋼管股份，上海202140電廠分散控制系統(tǒng)故障分析與處理單位：

摘要：歸納、分析了電廠DCS系統(tǒng)出現(xiàn)的故障原因，對故障處理的過程及注意事項進行了說明。為提高分散控制系統(tǒng)可靠性，從管理角度提出了一些預防措施建議，供參考。

關(guān)鍵詞：DCS故障統(tǒng)計分析預防措施

隨著機組增多、容量增加和老機組自動化化改造的完成，分散控制系統(tǒng)以其系統(tǒng)和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的先進性、控制軟件功能的靈活性、人機接口系統(tǒng)的直觀性、工程設(shè)計和維護的方便性以及通訊系統(tǒng)的開放性等特點，在電力生產(chǎn)過程中得到了廣泛應用，其功能在DAS、MCS、BMS、SCS、DEH系統(tǒng)成功應用的基礎(chǔ)上，正逐步向MEH、BPC、ETS和ECS方向擴展。但與此同時，分散控制系統(tǒng)對機組安全經(jīng)濟運行的影響也在逐漸增加；因此如何提高分散控制系統(tǒng)的可靠性和故障后迅速判斷原因的能力，對機組的安全經(jīng)濟運行至關(guān)重要。本文通過對浙江電網(wǎng)機組分散控制系統(tǒng)運行中發(fā)生的幾個比較典型故障案例的分析處理，歸納出提高分散系統(tǒng)的可靠性的幾點建議，供同行參考。

1考核故障統(tǒng)計

浙江省電力行業(yè)所屬機組，目前在線運行的分散控制系統(tǒng)，有TELEPERM-ME、MOD300，INFI-90，NETWORK-6000，MACSⅠ和MACS-Ⅱ，XDPS-400，A/I。DEH有TOSAMAP-GS/C800，DEH-IIIA等系統(tǒng)。筆者根據(jù)各電廠安全簡報記載，將近幾年因分散控制系統(tǒng)異常而引起的機組故障次數(shù)及定性統(tǒng)計于表1

表1熱工考核故障定性統(tǒng)計

2熱工考核故障原因分析與處理

根據(jù)表1統(tǒng)計，結(jié)合筆者參加現(xiàn)場事故原因分析查找過程了解到的情況，下面將分散控制系統(tǒng)異常（浙江省電力行業(yè)范圍內(nèi)）而引起上述機組設(shè)備二類及以上故障中的典型案例分類淺析如下：

2.1測量模件故障典型案例分析

測量模件“異?！币鸬臋C組跳爐、跳機故障占故障比例較高，但相對來講故障原因的分析查找和處理比較容易，根據(jù)故障現(xiàn)象、故障首出信號和SOE記錄，通過分析判斷和試驗，通常能較快的查出“異?！蹦＜?。這種“異常”模件有硬性故障和軟性故障二種，硬性故障只能通過更換有問題模件，才能恢復該系統(tǒng)正常運行；而軟性故障通過對模件復位或初始化，系統(tǒng)一般能恢復正常。比較典型的案例有三種：

（1）未冗余配置的輸入/輸出信號模件異常引起機組故障。如有臺130MW機組正常運行中突然跳機，故障首出信號為“軸向位移大Ⅱ”，經(jīng)現(xiàn)場檢查，跳機前后有關(guān)參數(shù)均無異常，軸向位移實際運行中未達到報警值保護動作值，本特利裝置也未發(fā)訊，但LPC模件卻有報警且發(fā)出了跳機指令。因此分析判斷跳機原因為DEH主保護中的LPC模件故障引起，更換LPC模件后沒有再發(fā)生類似故障。另一臺600MW機組，運行中汽機備用盤上“汽機軸承振動高”、“汽機跳閘”報警，同時汽機高、中壓主汽門和調(diào)門關(guān)閉，發(fā)電機逆功率保護動作跳閘；隨即高低壓旁路快開，磨煤機B跳閘，鍋爐因“汽包水位低低”MFT。經(jīng)查原因系＃1高壓調(diào)門因閥位變送器和控制模件異常，使調(diào)門出現(xiàn)大幅度晃動直至故障全關(guān)，過程中引起＃1軸承振動高高保護動作跳機。更換＃1高壓調(diào)門閥位控制卡和閥位變送器后，機組啟動并網(wǎng)，恢復正常運行。

（2）冗余輸入信號未分模件配置，當模件故障時引起機組跳閘：如有一臺600MW機組運行中汽機跳閘，隨即高低壓旁路快開，磨煤機B和D相繼跳閘，鍋爐因“爐膛壓力低低”MFT。當時因系統(tǒng)負荷緊張，根據(jù)SOE及DEH內(nèi)部故障記錄，初步判斷的跳閘原因而強制汽機應力保護后恢復機組運行。二日后機組再次跳閘，全面查找分析后，確認2次機組跳閘原因均系DEH系統(tǒng)三路“安全油壓力低”信號共用一模件，當該模件異常時導致汽輪機跳閘，更換故障模件后機組并網(wǎng)恢復運行。另一臺200MW機組運行中，汽包水位高Ⅰ值，Ⅱ值相繼報警后MFT保護動作停爐。查看CRT上汽包水位，2點顯示300MM，另1點與電接點水位計顯示都正常。進一步檢查顯示300MM的2點汽包水位信號共用的模件故障，更換模件后系統(tǒng)恢復正常。針對此類故障，事后熱工所采取的主要反事故措施，是在檢修中有針對性地對冗余的輸入信號的布置進行檢查，盡可能地進行分模件處理。

（3）一塊I/O模件損壞，引起其它I/O模件及對應的主模件故障：如有臺機組“CCS控制模件故障"及“一次風壓高低”報警的同時，CRT上所有磨煤機出口溫度、電流、給煤機煤量反饋顯示和總煤量百分比、氧量反饋，燃料主控BTU輸出消失，F(xiàn)磨跳閘（首出信號為“一次風量低”）。4分鐘后CRT上磨煤機其它相關(guān)參數(shù)也失去且狀態(tài)變白色，運行人員手動MFT（當時負荷410MW）。經(jīng)檢查電子室制粉系統(tǒng)過程控制站（PCU01柜MOD4）的電源電壓及處理模件底板正常，二塊MFP模件死機且相關(guān)的一塊CSI模件（（模位1-5-3，有關(guān)F磨CCS參數(shù)）故障報警，拔出檢查發(fā)現(xiàn)其5VDC邏輯電源輸入回路、第4輸出通道、連接MFP的I/O擴展總線電路有元件燒壞（由于輸出通道至BCS（24VDC），因此不存在外電串入損壞元件的可能）。經(jīng)復位二塊死機的MFP模件，更換故障的CSI模件后系統(tǒng)恢復正常。根據(jù)軟報警記錄和檢查分析，故障原因是CSI模件先故障，在該模件故障過程中引起電壓波動或I/O擴展總線故障，導致其它I/O模件無法與主模件MFP03通訊而故障，信號保持原值，最終導致主模件MFP03故障（所帶A-F磨煤機CCS參數(shù)），CRT上相關(guān)的監(jiān)視參數(shù)全部失去且呈白色。

2.2主控制器故障案例分析

由于重要系統(tǒng)的主控制器冗余配置，大大減少了主控制器“異?！币l(fā)機組跳閘的次數(shù)。主控制器“異?！倍鄶?shù)為軟故障，通過復位或初始化能恢復其正常工作，但也有少數(shù)引起機組跳閘，多發(fā)生在雙機切換不成功時，如：

（1）有臺機組運行人員發(fā)現(xiàn)電接點水位計顯示下降，調(diào)整給泵轉(zhuǎn)速無效，而CRT上汽包水位保持不變。當電接點水位計分別下降至甲-300mm，乙-250mm，并繼續(xù)下降且汽包水位低信號未發(fā)，MFT未動作情況下，值長令手動停爐停機，此時CRT上調(diào)節(jié)給水調(diào)整門無效，就地關(guān)閉調(diào)整門；停運給泵無效，汽包水位急劇上升，開啟事故放水門，甲、丙給泵開關(guān)室就地分閘，油泵不能投運。故障原因是給水操作站運行DPU死機，備用DPU不能自啟動引起。事后熱工對給泵、引風、送風進行了分站控制，并增設(shè)故障軟手操。

（2）有臺機組運行中空預器甲、乙擋板突然關(guān)閉，爐膛壓力高MFT動作停爐；經(jīng)查原因是風煙系統(tǒng)I/O站DPU發(fā)生異常，工作機向備份機自動切換不成功引起。事后電廠人員將空預器煙氣擋板甲1、乙1和甲2、乙2兩組控制指令分離，分別接至不同的控制站進行控制，防止類似故障再次發(fā)生。

2.3DAS系統(tǒng)異常案例分析

DAS系統(tǒng)是構(gòu)成自動和保護系統(tǒng)的基礎(chǔ)，但由于受到自身及接地系統(tǒng)的可靠性、現(xiàn)場磁場干擾和安裝調(diào)試質(zhì)量的影響，DAS信號值瞬間較大幅度變化而導致保護系統(tǒng)誤動，甚至機組誤跳閘故障在我省也有多次發(fā)生，比較典型的這類故障有：

（1）模擬量信號漂移：為了消除DCS系統(tǒng)抗無線電干擾能力差的缺陷，有的DCS廠家對所有的模擬量輸入通道加裝了隔離器，但由此帶來部分熱電偶和熱電阻通道易電荷積累，引起信號無規(guī)律的漂移，當漂移越限時則導致保護系統(tǒng)誤動作。我省曾有三臺機組發(fā)生此類情況（二次引起送風機一側(cè)馬達線圈溫度信號向上漂移跳閘送風機，聯(lián)跳引風機對應側(cè)），但往往只要松一下端子板接線（或拆下接線與地碰一下）再重新接上，信號就恢復了正常。開始熱工人員認為是端子柜接地不好或者I/O屏蔽接線不好引起，但處理后問題依舊。廠家多次派專家到現(xiàn)場處理也未能解決問題。后在機組檢修期間對系統(tǒng)的接地進行了徹底改造，拆除原來連接到電纜橋架的AC、DC接地電纜；柜內(nèi)的所有備用電纜全部通過導線接地；UPS至DCS電源間增加1臺20kVA的隔離變壓器，專門用于系統(tǒng)供電，且隔離變壓器的輸出端N線與接地線相連，接地線直接連接機柜作為系統(tǒng)的接地。同時緊固每個端子的接線；更換部份模件并將模件的軟件版本升級等。使漂移現(xiàn)象基本消除。

（2）DCS故障診斷功能設(shè)置不全或未設(shè)置。信號線接觸不良、斷線、受干擾，使信號值瞬間變化超過設(shè)定值或超量程的情況，現(xiàn)場難以避免，通過DCS模擬量信號變化速率保護功能的正確設(shè)置，可以避免或減少這類故障引起的保護系統(tǒng)誤動。但實際應用中往往由于此功能未設(shè)置或設(shè)置不全，使此類故障屢次發(fā)生。如一次風機B跳閘引起機組RB動作，首出信號為軸承溫度高。經(jīng)查原因是由于測溫熱電阻引線是細的多股線，而信號電纜是較粗的單股線，兩線采用絞接方式，在震動或外力影響下連接處松動引起軸承溫度中有點信號從正常值突變至無窮大引起（事后對連接處進行錫焊處理）。類似的故障有：民工打掃現(xiàn)場時造成送風機軸承溫度熱電阻接線松動引起送風機跳閘；軸承溫度熱電阻本身損壞引起一次風機跳閘；因現(xiàn)場干擾造成推力瓦溫瞬間從99℃突升至117℃，1秒鐘左右回到99℃，由于相鄰第八點已達85℃，滿足推力瓦溫度任一點105℃同時相鄰點達85℃跳機條件而導致機組跳閘等等。預防此類故障的辦法，除機組檢修時緊固電纜和電纜接線，并采用手松拉接線方式確認無接線松動外，是完善DCS的故障診斷功能，對參與保護連鎖的模擬量信號，增加信號變化速率保護功能尤顯重要（一當信號變化速率超過設(shè)定值，自動將該信號退出相應保護并報警。當信號低于設(shè)定值時，自動或手動恢復該信號的保護連鎖功能）。

（3）DCS故障診斷功能設(shè)置錯誤：我省有臺機組因為電氣直流接地，保安1A段工作進線開關(guān)因跳閘，引起掛在該段上的汽泵A的工作油泵A連跳，油泵B連鎖啟動過程中由于油壓下降而跳汽泵A，汽泵B升速的同時電泵連鎖啟動成功。但由于運行操作速度過度，電泵出口流量超過量程，超量程保護連鎖開再循環(huán)門，使得電泵實際出水小，B泵轉(zhuǎn)速上升到5760轉(zhuǎn)時突然下降1000轉(zhuǎn)左右（事后查明是抽汽逆止閥問題），最終導致汽包水位低低保護動作停爐。此次故障是信號超量程保護設(shè)置不合理引起。一般來說，DAS的模擬量信號超量程、變化速率大等保護動作后，應自動撤出相應保護，待信號正常后再自動或手動恢復保護投運。

2.4軟件故障案例分析

分散控制系統(tǒng)軟件原因引起的故障，多數(shù)發(fā)生在投運不久的新軟件上，運行的老系統(tǒng)發(fā)生的概率相對較少，但一當發(fā)生，此類故障原因的查找比較困難，需要對控制系統(tǒng)軟件有較全面的了解和掌握，才能通過分析、試驗，判斷可能的故障原因，因此通常都需要廠家人員到現(xiàn)場一起進行。這類故障的典型案例有三種：

（1）軟件不成熟引起系統(tǒng)故障：此類故障多發(fā)生在新系統(tǒng)軟件上，如有臺機組80%額定負荷時，除DEH畫面外所有DCS的CRT畫面均死機（包括兩臺服務器），參數(shù)顯示為零，無法操作，但投入的自動系統(tǒng)運行正常。當時采取的措施是：運行人員就地監(jiān)視水位，保持負荷穩(wěn)定運行，熱工人員趕到現(xiàn)場進行系統(tǒng)重啟等緊急處理，經(jīng)過30分鐘的處理系統(tǒng)恢復正常運行。故障原因經(jīng)與廠家人員一起分析后，確認為DCS上層網(wǎng)絡崩潰導致死機，其過程是服務器向操作員站發(fā)送數(shù)據(jù)時網(wǎng)絡阻塞，引起服務器與各操作員站的連接中斷，造成操作員站讀不到數(shù)據(jù)而不停地超時等待，導致操作員站圖形切換的速度十分緩慢（網(wǎng)絡任務未死）。針對管理網(wǎng)絡數(shù)據(jù)阻塞情況，廠家修改程序考機測試后進行了更換。另一臺機組曾同時出現(xiàn)4臺主控單元“白燈”現(xiàn)象，現(xiàn)場檢查其中2臺是因為A機備份網(wǎng)停止發(fā)送，1臺是A機備份網(wǎng)不能接收，1臺是A機備份網(wǎng)收、發(fā)數(shù)據(jù)變慢（比正常的站慢幾倍）。這類故障的原因是主控工作機的網(wǎng)絡發(fā)送出現(xiàn)中斷丟失，導致工作機發(fā)往備份機的數(shù)據(jù)全部丟失，而雙機的診斷是由工作機向備份機發(fā)診斷申請，由備份機響應診斷請求，工作機獲得備份機的工作狀態(tài)，上報給服務器。由于工作機的發(fā)送數(shù)據(jù)丟失，所以工作機發(fā)不出申請，也就收不到備份機的響應數(shù)據(jù)，認為備份機故障。臨時的解決方法是當長時間沒有正確發(fā)送數(shù)據(jù)后，重新初始化硬件和軟件，使硬件和軟件從一個初始的狀態(tài)開始運行，最終通過更新現(xiàn)場控制站網(wǎng)絡診斷程序予以解決。

（2）通信阻塞引發(fā)故障：使用TELEPERM-ME系統(tǒng)的有臺機組，負荷300MW時,運行人員發(fā)現(xiàn)煤量突減，汽機調(diào)門速關(guān)且CRT上所有火檢、油槍、燃油系統(tǒng)均無信號顯示。熱工人員檢查發(fā)現(xiàn)機組EHF系統(tǒng)一柜內(nèi)的I/OBUS接口模件ZT報警燈紅閃，操作員站與EHF系統(tǒng)失去偶合，當試著從工作站耦合機進入OS250PC軟件包調(diào)用EHF系統(tǒng)時，提示不能訪問該系統(tǒng)。通過查閱DCS手冊以及與SIEMENS專家間的分析討論，判斷故障原因最大的可能是在三層CPU切換時，系統(tǒng)處理信息過多造成中央CPU與近程總線之間的通信阻塞引起。根據(jù)商量的處理方案于當晚11點多在線處理，分別按三層中央柜的同步模件的SYNC鍵，對三層CPU進行軟件復位：先按CPU1的SYNC鍵，相應的紅燈亮后再按CPU2的SYNC鍵。第二層的同步紅燈亮后再按CPU3的同步模件的SYNC鍵，按3秒后所有的SYNC的同步紅燈都熄滅，系統(tǒng)恢復正常。

（3）軟件安裝或操作不當引起：有兩臺30萬機組均使用ConductorNT5.0作為其操作員站，每套機組配置3個SERVER和3個CLIENT，三個CLIENT分別配置為大屏、值長站和操作員站,機組投運后大屏和操作員站多次死機。經(jīng)對全部操作員站的SERVER和CLIENT進行全面診斷和多次分析后，發(fā)現(xiàn)死機的原因是：1)一臺SERVER因趨勢數(shù)據(jù)文件錯誤引起它和掛在它上的CLIENT在當調(diào)用趨勢畫面時畫面響應特別緩慢（俗稱死機）。在刪除該趨勢數(shù)據(jù)文件后恢復正常。2)一臺SERVER因文件類型打印設(shè)備出錯引起該SERVER的內(nèi)存全部耗盡，引起它和掛在它上的CLIENT的任何操作均特別緩慢，這可通過任務管理器看到DEV.EXE進程消耗掉大量內(nèi)存。該問題通過刪除文件類型打印設(shè)備和重新組態(tài)后恢復正常。3)兩臺大屏和工程師室的CLIENT因聲音程序沒有正確安裝，當有報警時會引起進程CHANGE.EXE調(diào)用后不能自動退出，大量的CHANGE.EXE堆積消耗直至耗盡內(nèi)存，當內(nèi)存耗盡后，其操作極其緩慢（俗稱死機）。重新安裝聲音程序后恢復正常。此外操作員站在運行中出現(xiàn)的死機現(xiàn)象還有二種：一種是鼠標能正常工作，但控制指令發(fā)不出，全部或部分控制畫面不會刷新或無法切換到另外的控制畫面。這種現(xiàn)象往往是由于CRT上控制畫面打開過多，操作過于頻繁引起，處理方法為用鼠標打開VMS系統(tǒng)下拉式菜單，RESET應用程序，10分鐘后系統(tǒng)一般就能恢復正常。另一種是全部控制畫面都不會刷新，鍵盤和鼠標均不能正常工作。這種現(xiàn)象往往是由操作員站的VMS操作系統(tǒng)故障引起。此時關(guān)掉OIS電源，檢查各部分連接情況后再重新上電。如果不能正常啟動，則需要重裝VMS操作系統(tǒng)；如果故障診斷為硬件故障，則需更換相應的硬件。

（4）總線通訊故障：有臺機組的DEH系統(tǒng)在準備做安全通道試驗時，發(fā)現(xiàn)通道選擇按鈕無法進入，且系統(tǒng)自動從“高級”切到“基本級”運行，熱控人員檢查發(fā)現(xiàn)GSE柜內(nèi)的所有輸入/輸出卡(CSEA/CSEL)的故障燈亮,經(jīng)復歸GSE柜的REG卡后，CSEA/CSEL的故障燈滅，但系統(tǒng)在重啟“高級”時，維護屏不能進入到正常的操作畫面呈死機狀態(tài)。根據(jù)報警信息分析，故障原因是系統(tǒng)存在總線通訊故障及節(jié)點故障引起。由于阿爾斯通DEH系統(tǒng)無冗余配置，當時無法處理，后在機組調(diào)停時，通過對基本級上的REG卡復位，系統(tǒng)恢復了正常。

（5）軟件組態(tài)錯誤引起：有臺機組進行#1中壓調(diào)門試驗時，強制關(guān)閉中間變量IV1RCO信號，引起#1-#4中壓調(diào)門關(guān)閉，負荷從198MW降到34MW，再熱器壓力從2.04MP升到4.0Mpa,再熱器安全門動作。故障原因是廠家的DEH組態(tài)，未按運行方式進行，流量變量本應分別賦給IV1RCO-IV4RCO，實際組態(tài)是先賦給IV1RCO，再通過IV1RCO分別賦給IV2RCO-IV4RCO。因此當強制IV1RCO=0時，所有調(diào)門都關(guān)閉，修改組態(tài)文件后故障消除。

2.5電源系統(tǒng)故障案例分析

DCS的電源系統(tǒng)，通常采用1:1冗余方式（一路由機組的大UPS供電，另一路由電廠的保安電源供電），任何一路電源的故障不會影響相應過程控制單元內(nèi)模件及現(xiàn)場I/O模件的正常工作。但在實際運行中，子系統(tǒng)及過程控制單元柜內(nèi)電源系統(tǒng)出現(xiàn)的故障仍為數(shù)不少，其典型主要有：

（1）電源模件故障：電源模件有電源監(jiān)視模件、系統(tǒng)電源模件和現(xiàn)場電源模件3種?，F(xiàn)場電源模件通常在端子板上配有熔絲作為保護，因此故障率較低。而前二種模件的故障情況相對較多：1）系統(tǒng)電源模件主要提供各不同等級的直流系統(tǒng)電壓和I/O模件電壓。該模件因現(xiàn)場信號瞬間接地導致電源過流而引起損壞的因素較大。因此故障主要檢查和處理相應現(xiàn)場I/O信號的接地問題，更換損壞模件。如有臺機組負荷520MW正常運行時MFT，首出原因“汽機跳閘"。CRT畫面顯示二臺循泵跳閘，備用盤上循泵出口閥＜86°信號報警。5分鐘后運行巡檢人員就地告知循泵A、B實際在運行，開關(guān)室循泵電流指示大幅晃動且A大于B。進一步檢查機組PLC診斷畫面，發(fā)現(xiàn)控制循泵A、B的二路冗余通訊均顯示“出錯”。43分鐘后巡檢人員發(fā)現(xiàn)出口閥開度小就地緊急停運循泵A、B。事后查明A、B兩路冗余通訊中斷失去的原因，是為通訊卡提供電源支持的電源模件故障而使該系統(tǒng)失電，中斷了與PLC主機的通訊，導致運行循泵A、B狀態(tài)失去，凝汽器保護動作，機組MFT。更換電源模件后通訊恢復正常。事故后熱工制定的主要反事故措施，是將兩臺循泵的電流信號由PLC改至DCS的CRT顯示，消除通信失去時循泵運行狀態(tài)無法判斷的缺陷；增加運行泵跳閘關(guān)其出口閥硬邏輯（一臺泵運行，一臺泵跳閘且其出口閥開度＞30度，延時15秒跳運行泵硬邏輯；一臺泵運行，一臺泵跳閘且其出口閥開度＞0度，逆轉(zhuǎn)速動作延時30秒跳運行泵硬邏輯）；修改凝汽器保護實現(xiàn)方式。2）電源監(jiān)視模件故障引起：電源監(jiān)視模件插在冗余電源的中間，用于監(jiān)視整個控制站電源系統(tǒng)的各種狀態(tài)，當系統(tǒng)供電電壓低于規(guī)定值時，它具有切斷電源的功能，以免損壞模件。另外它還提供報警輸出觸點，用于接入硬報警系統(tǒng)。在實際使用中，電源監(jiān)視模件因監(jiān)視機箱溫度的2個熱敏電阻可靠性差和模件與機架之間接觸不良等原因而故障率較高。此外其低電壓切斷電源的功能也會導致機組誤跳閘，如有臺機組滿負荷運行，BTG盤出現(xiàn)“CCS控制模件故障”報警，運行人員發(fā)現(xiàn)部分CCS操作框顯示白色，部分參數(shù)失去，且對應過程控制站的所有模件顯示白色，6s后機組MFT，首出原因為“引風機跳閘”。約2分鐘后CRT畫面顯示恢復正常。當時檢查系統(tǒng)未發(fā)現(xiàn)任何異常（模件無任何故障痕跡，過程控制站的通訊卡切換試驗正常）。機組重新啟動并網(wǎng)運行也未發(fā)現(xiàn)任何問題。事后與廠家技術(shù)人員一起專題分析討論，并利用其它機組小修機會對控制系統(tǒng)模擬試驗驗證后，認為事件原因是由于該過程控制站的系統(tǒng)供電電壓瞬間低于規(guī)定值時，其電源監(jiān)視模件設(shè)置的低電壓保護功能作用切斷了電源，引起控制站的系統(tǒng)電源和24VDC、5VDC或15VDC的瞬間失去，導致該控制站的所有模件停止工作（現(xiàn)象與曾發(fā)生過的24VDC接地造成機組停機事件相似），使送、引風機調(diào)節(jié)機構(gòu)的控制信號為0，送風機動葉關(guān)閉（氣動執(zhí)行機構(gòu)），引風機的電動執(zhí)行機構(gòu)開度保持不變（保位功能），導致爐膛壓力低，機組MFT。

（2）電源系統(tǒng)連接處接觸不良：此類故障比較典型的有：1）電源系統(tǒng)底板上5VDC電壓通常測量值在5.10～5.20VDC之間，但運行中測量各柜內(nèi)進模件的電壓很多在5V以下，少數(shù)跌至4.76VDC左右，引起部分I/O卡不能正常工作。經(jīng)查原因是電源底板至電源母線間連接電纜的多芯銅線與線鼻子之間，表面上接觸比較緊，實際上因銅線表面氧化接觸電阻增加，引起電纜溫度升高，壓降增加。在機組檢修中通過對所有5VDC電纜銅線與線鼻子之間的焊錫處理，問題得到解決。2）MACS-ⅠDCS運行中曾在兩個月的運行中發(fā)生2M801工作狀態(tài)顯示故障而更換了13臺主控單元，但其中的多數(shù)離線上電測試時卻能正常啟動到工作狀態(tài)，經(jīng)查原因是原主控5V電源，因線損和插頭耗損而導致電壓偏低；通過更換主控間的冗余電纜為預制電纜；現(xiàn)場主控單元更換為2M801E-D01，提升主控工作電源單元電壓至5.25V后基本恢復正常。3）有臺機組負荷135MW時，給水調(diào)門和給水旁路門關(guān)小，汽包水位急速下降引發(fā)MFT。事后查明原因是給水調(diào)門、給水旁路門的端子板件電源插件因接觸不良，指令回路的24V電源時斷時續(xù)，導致給水調(diào)門及給水旁路門在短時內(nèi)關(guān)下，汽包水位急速下降導致MFT。4）有臺機組停爐前，運行將汽機控制從滑壓切至定壓后，發(fā)現(xiàn)DCS上汽機調(diào)門仍全開，主汽壓力4260kpa，SIP上顯示汽機壓力下降為1800kpa，汽機主保護未動作，手動拍機。故障原因系汽機系統(tǒng)與DCS、汽機顯示屏通訊卡件BOX1電源接觸點虛焊、接觸不好，引起通訊故障，使DCS與汽機顯示屏重要數(shù)據(jù)顯示不正常，運行因汽機重要參數(shù)失準手動拍機。經(jīng)對BOX1電源接觸點重新焊接后通訊恢復。5）循泵正常運行中曾發(fā)出#2UPS失電報警，20分鐘后對應的#3、#4循泵跳閘。由于運行人員處理及時，未造成嚴重后果。熱工人員對就地進行檢查發(fā)現(xiàn)#2UPS輸入電源插頭松動，導致#2UPS失電報警。進行專門試驗結(jié)果表明，循泵跳閘原因是UPS輸入電源失去后又恢復的過程中，引起PLC輸入信號抖動誤發(fā)跳閘信號。

（3）UPS功能失效：有臺機組呼叫系統(tǒng)的喇叭有雜音，通信班人員關(guān)掉該系統(tǒng)的主機電源查原因并處理。重新開啟該主機電源時，呼叫系統(tǒng)雜音消失，但集控室右側(cè)CRT畫面顯示全部失去，同時MFT信號發(fā)出。經(jīng)查原因是由于呼叫系統(tǒng)主機電源接至該機組主UPS，通訊人員在帶載合開關(guān)后，給該機組主UPS電源造成一定擾動，使其電壓瞬間低于195V，導致DCS各子系統(tǒng)后備UPS啟動，但由于BCS系統(tǒng)、歷史數(shù)據(jù)庫等子系統(tǒng)的后備UPS失去帶負荷能力（事故后試驗確定），造成這些系統(tǒng)失電，所有制粉系統(tǒng)跳閘，機組由于“失燃料”而MFT。

（4）電源開關(guān)質(zhì)量引起：電源開關(guān)故障也曾引起機組多次MFT，如有臺機組的發(fā)電機定冷水和給水系統(tǒng)離線，汽泵自行從“自動”跳到“手動”狀態(tài)；在MEH上重新投入鍋爐自動后，汽泵無法增加流量。1分鐘后鍋爐因汽包水位低MFT動作。故障原因經(jīng)查是DCS給水過程控制站二只電源開關(guān)均燒毀，造成該站失電，導致給水系統(tǒng)離線，無法正常向汽泵發(fā)控制信號，最終鍋爐因汽包水位低MFT動作。

2.6SOE信號準確性問題處理

一旦機組發(fā)生MFT或跳機時，運行人員首先憑著SOE信號發(fā)生的先后順序來進行設(shè)備故障的判斷。因此SOE記錄信號的準確性，對快速分析查找出機組設(shè)備故障原因有著很重要的作用。這方面曾碰到過的問題有：

（1）SOE信號失準：由于設(shè)計等原因，基建接受過來的機組，SOE信號往往存在著一些問題（如SOE系統(tǒng)的信號分辨力達不到指標要求卻因無測試儀器測試而無法證實，信號源不是直接取自現(xiàn)場，描述與實際不符，有些信號未組態(tài)等等），導致SOE信號不能精確反映設(shè)備的實際動作情況。有臺機組MFT時，光字牌報警“全爐膛滅火”，檢查DCS中每層的3/4火檢無火條件瞬間成立，但SOE卻未捉捕到“全爐膛滅火”信號。另一臺機組MFT故障，根據(jù)運行反映，首次故障信號顯示“全爐膛滅火”，同時有“DCS電源故障”報警，但SOE中卻未記錄到DCS電源故障信號。這使得SOE系統(tǒng)在事故分析中的作用下降，增加了查明事故原因的難度。為此我省各電廠組織對SOE系統(tǒng)進行全面核對、整理和完善，盡量做到SOE信號都取自現(xiàn)場，消除SOE系統(tǒng)存在的問題。同時我們專門開發(fā)了SOE信號分辨力測試儀，經(jīng)浙江省計量測試院測試合格后，對全省所屬機組SOE系統(tǒng)分辨力進行全部測試，掌握了我省DCS的SOE系統(tǒng)分辨力指標不大于1ms的有四家，接近1ms的有二家，4ms的有一家。

（2）SOE報告內(nèi)容凌亂：某電廠兩臺30萬機組的INFI-90分散控制系統(tǒng)，每次機組跳閘時生成的多份SOE報告內(nèi)容凌亂，啟動前總是生成不必要的SOE報告。經(jīng)過1）調(diào)整SEM執(zhí)行塊參數(shù)，把觸發(fā)事件后最大事件數(shù)及觸發(fā)事件后時間周期均適當增大。2）調(diào)整DSOEPoint清單，把每個通道的SimpleTrigger由原來的BOTH改為0TO1，RecordableEvent。3）重新下裝SEM組態(tài)后，問題得到了解決。

（3）SOE報表上出現(xiàn)多個點具有相同的時間標志：對于INFI-90分散控制系統(tǒng)，可能的原因與處理方法是：1）某個SET或SED模件被拔出后在插入或更換，導致該子模件上的所有點被重新掃描并且把所有狀態(tài)為1的點（此時這些點均有相同的跳閘時間）上報給SEM。2）某個MFP主模件的SOE緩沖區(qū)設(shè)置太小產(chǎn)生溢出，這種情況下，MFP將會執(zhí)行內(nèi)部處理而復位SOE，導致其下屬的所有SET或SED子模件中，所有狀態(tài)為1的點（這些點均有相同跳閘時間）上報給了SEM模件。處理方法是調(diào)整緩沖區(qū)的大?。ㄆ渲涤蒄C241的S2決定，一般情況下調(diào)整為100）。3）SEM收到某個MFP的事件的時間與事件發(fā)生的時間之差大于設(shè)定的最大等待時間(由FC243的S5決定)，則SEM將會發(fā)一個指令讓對應的MFP執(zhí)行SOE復位，MFP重新掃描其下屬的所有SOE點，且將所有狀態(tài)為1的點（這些點均有相同的跳閘時間）上報給SEM，。在環(huán)路負荷比較重的情況下（比如兩套機組通過中央環(huán)公用一套SEM模件），可適當加大S5值，但最好不要超過60秒。

2.7控制系統(tǒng)接線原因

控制系統(tǒng)接線松動、錯誤而引起機組故障的案例較多，有時此類故障原因很難查明。此類故障雖與控制系統(tǒng)本身質(zhì)量無關(guān)，但直接影響機組的安全運行，如：

（1）接線松動引起：有臺機組負荷125MW，汽包水位自動調(diào)節(jié)正常，突然給水泵轉(zhuǎn)速下降，執(zhí)行機構(gòu)開度從64%關(guān)至5%左右，同時由于給水泵模擬量手站輸出與給水泵液偶執(zhí)行機構(gòu)偏差大（大于10%自動跳出）給水自動調(diào)節(jié)跳至手動，最低轉(zhuǎn)速至1780rpm，汽包水位低低MFT動作。原因經(jīng)查是因為給水泵液偶執(zhí)行機構(gòu)與DCS的輸出通道信號不匹配，在其之間加裝的信號隔離器，因24VDC供電電源接線松動失電引起。緊固接線后系統(tǒng)恢復正常。事故后對信號隔離器進行了冗余供電。

（2）接線錯誤引起：某#2機組出力300MW時,#2B汽泵跳閘(無跳閘原因首出、無大屏音響報警)，機組RB動作，#2E磨聯(lián)鎖跳閘，電泵自啟，機組被迫降負荷。由于僅有ETS出口繼電器動作記錄,無#2B小機跳閘首出和事故報警，且故障后的檢查試驗系統(tǒng)都正常，當時原因未查明。后機組檢修復役前再次發(fā)生誤動時，全面檢查小機現(xiàn)場緊急跳閘按鈕前接的是電源地線，跳閘按鈕后至PLC，而PLC后的電纜接的是220V電源火線，拆除跳閘按鈕后至PLC的電纜,誤動現(xiàn)象消除，由此查明故障原因是是跳閘按鈕后至PLC的電纜發(fā)生接地，引起緊急跳閘系統(tǒng)誤動跳小機。

（3）接頭松動引起：一臺機組備用盤硬報警窗處多次出現(xiàn)“主機EHC油泵2B跳閘”和“開式泵2A跳閘”等信號誤報警，通過CRT畫面檢查發(fā)現(xiàn)PLC的A路部分I/O柜通訊時好時壞，進一步檢查發(fā)現(xiàn)機側(cè)PLC的3A、4、5A和6的4個就地I/O柜二路通訊同時時好時壞，與此同時機組MFT動作，首出原因為汽機跳閘。原因是通訊母線B路在PLC4柜內(nèi)接頭和PLC5、PLC4柜本身的通訊分支接頭有輕微松動，通過一系列的緊固后通訊恢復正常。

針對接線和接頭松動原因引起的故障，我省在基建安裝調(diào)試和機組檢修過程中，通過將手松拉接線以以確認接線是否可靠的方法，列入質(zhì)量驗收內(nèi)容，提高了接線質(zhì)量，減少了因接線質(zhì)量引起的機組誤動。同時有關(guān)電廠制定了熱工控設(shè)備通訊電纜隨機組檢修緊固制度，完善控制邏輯，提高了系統(tǒng)的可靠性。

2.8控制系統(tǒng)可靠性與其它專業(yè)的關(guān)系

需要指出的是MFT和ETS保護誤動作的次數(shù)，與有關(guān)部門的配合、運行人員對事故的處理能力密切相關(guān)，類似的故障有的轉(zhuǎn)危為安，有的導致機組停機。一些異常工況出現(xiàn)或輔機保護動作，若運行操作得當，本可以避免MFT動作（如有臺機組因為給煤機煤量反饋信號瞬時至零，30秒后邏輯聯(lián)鎖磨煤機熱風隔離擋板關(guān)閉，引起一次風流量急降和出口風溫持續(xù)下跌，熱風調(diào)節(jié)擋板自動持續(xù)開至100%，冷風調(diào)節(jié)擋板由于前饋回路的作用而持續(xù)關(guān)小，使得一次風流量持續(xù)下降。但由于熱風隔離擋板有卡澀，關(guān)到位信號未及時發(fā)出，使得一次風流量小至造成磨煤機中的煤粉積蓄，第5分鐘時運行減少了約10%的煤量，約6分鐘后熱風隔離擋板突然關(guān)到位，引起一次風流量的再度急劇下降，之后按設(shè)計連鎖邏輯，冷風隔離擋板至全開，使得一次風流量迅速增大，并將磨煤機C中的蓄煤噴向爐膛，造成鍋爐燃燒產(chǎn)生局部小爆燃，引風機自動失控于這種異常情況，在三個波的擾動后（約1分鐘），爐膛壓力低低MFT。當時MFT前7分鐘的異常工況運行過程中，只要停運該臺磨煤機就可避免MFT故障的發(fā)生）。此外有關(guān)部門與熱工良好的配合，可減少或加速一些誤動隱患的消除；因此要減少機組停組次數(shù)，除熱工需在提高設(shè)備可靠性和自身因素方面努力外，還需要熱工和機務的協(xié)調(diào)配合和有效工作，達到對熱工自動化設(shè)備的全方位管理。需要運行人員做好事故預想，完善相關(guān)事故操作指導，提高監(jiān)盤和事故處理能力。

3提高熱工自動化系統(tǒng)可靠性的建議

隨著熱工系統(tǒng)覆蓋機、電、爐運行的所有參數(shù)，監(jiān)控功能和范圍的不斷擴大以及機組運行特點的改變和DCS技術(shù)的廣泛應用，熱控自動化設(shè)備已由原先的配角地位轉(zhuǎn)變?yōu)闆Q定機組安全經(jīng)濟運行的主導因素，其任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都有導致熱控裝置部分功能失效或引發(fā)系統(tǒng)故障，機組跳閘、甚至損壞主設(shè)備的可能。因此如何通過科學的基礎(chǔ)管理，確保所監(jiān)控的參數(shù)準確、系統(tǒng)運行可靠是熱工安全生產(chǎn)工作中的首要任務。在收集、總結(jié)、吸收同仁們自動化設(shè)備運行檢修、管理經(jīng)驗和保護誤動誤動原因分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合熱工監(jiān)督工作實踐，對提高熱工保護系統(tǒng)可靠性提出以下建議，供參考：

3.1完善熱工自動化系統(tǒng)

（1）解決操作員站電源冗余問題：過程控制單元柜的電源系統(tǒng)均冗余配置，但所有操作員站的電源通常都接自本機組的大UPS，不提供冗余配置。如果大UPS電壓波動，將可能引起所有操作員站死機而不得不緊急停運機組，但由于死機后所有信號都失去監(jiān)視，停機也并非易事。為避免此類問題發(fā)生，建議將每臺機組的部份操作員站與另一臺機組的大UPS交叉供電，以保證當本機大UPS電壓波動時，仍有2臺OIS在正常運行。

（2）對硬件的冗余配置情況進行全面核查，重要保護信號盡可能采取三取二方式，消除同參數(shù)的多信號處理和互為備用設(shè)備的控制回路未分模件、分電纜或分電源（對互為備用的設(shè)備）現(xiàn)象，減少一模件故障引起保護系統(tǒng)誤動的隱患。

（3）做好軟報警信號的整理：一臺600MW機組有近萬個軟報警點，這些軟報警點往往未分級處理，存在許多描述錯誤，報警值設(shè)置不符設(shè)計，導致操作畫面上不斷出現(xiàn)大量誤報警，使運行人員疲倦于報警信號，從而無法及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常情況，也無法通過軟報警去發(fā)現(xiàn)、分析問題。為此組織對軟報警點的核對清理，整理并修改數(shù)據(jù)庫里軟報警量程和上、下限報警值；通過數(shù)據(jù)庫和在裝軟件邏輯的比較，矯正和修改錯誤描述，刪除操作員站里重復和沒有必要的軟報警點，對所有軟報警重新進行分組、分級，采用不同的顏色并開通操作員站聲音報警，進行報警信號的綜合應用研究，使軟報警在運行人員監(jiān)盤中發(fā)揮作用。

（4）合理設(shè)置進入保護聯(lián)鎖系統(tǒng)的模擬量定值信號故障診斷功能的處理，如信號變化速率診斷處理功能的利用，可減少因接線松動、干擾信號或設(shè)備故障引起的信號突變導致系統(tǒng)故障的發(fā)生，未設(shè)置的應增加設(shè)置。

（5）繼續(xù)做好熱工設(shè)備電源回路的可靠性檢查工作，對重要的保護裝置及DCS、DEH系統(tǒng)，定期做好電源切換試驗工作，減少或避免由于電源系統(tǒng)問題引起機組跳機等情況發(fā)生。

（6）加強對測量設(shè)備現(xiàn)場安裝位置和測量管路敷設(shè)的檢查，消除不滿足規(guī)程要求隱患，避免管路積水和附加的測量誤差，導致機組運行異常工況的再次發(fā)生。

（7）加強對電纜防損、和敷設(shè)途徑的防火、防高溫情況檢查，不符要求處要及時整改，尤其是燃機機組，要避免因煙道漏氣燒焦電纜，導致跳機故障的發(fā)生。

（8）電纜絕緣下降、接線不規(guī)范（松動、毛刺等）、通訊電纜接頭松動、信號線拆除后未及時恢復等，引起熱工系統(tǒng)異常情況的屢次發(fā)生，表明隨著機組運行時間的延伸，電纜原先緊固的接頭和接線，可能會因氣候、氧化等因素而引起松動，電纜絕緣可能會因老化而下降。為避免此類故障的發(fā)生，各電廠應將熱工重要系統(tǒng)電纜的絕緣測量、電纜接線和通訊電纜接頭緊固、消除接線外露現(xiàn)象等，列入機組檢修的熱工常規(guī)檢修項目中，并進行抽查驗收，對所有接線用手松拉，確認接線緊固，消除接線松動而引發(fā)保護系統(tǒng)誤動的隱患。

（9）開展熱工保護、連鎖信號取樣點可靠性、保護邏輯條件及定值合理性的全面梳理評估工作，經(jīng)過論證確認，進行必要的整改，（如給泵過量程信號設(shè)計為開再循環(huán)門的，可能會引起系統(tǒng)異常，應進行修改）。完善機組的硬軟報警、報警分級處理及定值核對，確保其與經(jīng)審核頒發(fā)的熱工報警、保護定值表相符。保警信號綜合利用

3.2加強熱控自動化系統(tǒng)的運行維護管理

（1）模件吹掃：有些DCS的模件對灰和靜電比較敏感，如果模件上的積灰較多可能會造成該模件的部分通道不能正常工作甚至機組MFT，如我省曾有臺機組，一個月內(nèi)相繼5次MFT，前四次MFT動作因GPS校時軟件有問題，導致歷史庫、事故追憶、SOE記錄時間不一致，事故原因未能查明。在GPS校時軟件問題得到處理后發(fā)生第五次MFT時，根據(jù)記錄查明MFT動作原因系DCS主控單元一內(nèi)部模件未進行噴涂絕緣漆處理，表面積灰嚴重使內(nèi)部模件板上元器件瞬間導通，導致控制單元誤發(fā)網(wǎng)絡信號引起。更換該控制單元模件和更改組態(tài)軟件后，系統(tǒng)恢復正常運行。因此要做好電子室的孔洞封堵，保持空氣的清潔度，停機檢修時及時進行模件的清掃。但要注意，有些機組的DCS模件吹掃、清灰后，往往發(fā)生故障率升高現(xiàn)象（有電廠曾發(fā)生過內(nèi)部電容爆炸事件），其原因可能與撥插模件及吹掃時的防靜電措施、壓縮空氣的干燥度、吹掃后模件及插槽的清潔度等有關(guān)，因此進行模件工作時，要確保防靜電措施可靠，吹掃的壓縮空氣應有過濾措施（最好采用氮氣吹掃），吹掃后模件及插槽內(nèi)清潔。

（2）風扇故障、不滿足要求的環(huán)境溫濕度和灰塵等小問題，有可能對設(shè)備安全產(chǎn)生隱患，運行維護中加強重視。

（3）統(tǒng)計、分析發(fā)生的每一次保護系統(tǒng)誤動作和控制系統(tǒng)故障原因（包括保護正確動作的次數(shù)統(tǒng)計），舉一反三，消除多發(fā)性和重復性故障。

（4）對重要設(shè)備元件，嚴格按規(guī)程要求進行周期性測試。完善設(shè)備故障、運行維護和損壞更換登記等臺帳。

（5）完善熱工控制系統(tǒng)故障下的應急處理措施（控制系統(tǒng)故障、死機、重要控制系統(tǒng)冗余主控制器均發(fā)生故障）。

（6）根據(jù)系統(tǒng)和設(shè)備的實際運行要求，每二年修訂保護定值清冊一次，并把核對、校準保護系統(tǒng)的定值作為一項標準項目列入機組大小修項目中。重要保護系統(tǒng)條件、定值的修改或取消，宜取得制造廠同意，并報上級主管部門批準、備案。

（7）通過與規(guī)定值、出廠測試數(shù)據(jù)值、歷次測試數(shù)據(jù)值、同類設(shè)備的測試數(shù)據(jù)值比較，從中了解設(shè)備的變化趨勢，做出正確的綜合分析、判斷，為設(shè)備的改造、調(diào)整、維護提供科學依據(jù)。

3.3規(guī)范熱工自動化系統(tǒng)試驗

（1）完善保護、聯(lián)鎖系統(tǒng)專用試驗操作卡（操作卡上對既有軟邏輯又有硬邏輯的保護系統(tǒng)應有明確標志）；檢修、改造或改動后的控制系統(tǒng)，均應在機組起動前，嚴格按照修改審核后的試驗操作卡逐步進行試驗。

（2）各項試驗信號應從源頭端加入，并盡量通過物理量的實際變化產(chǎn)生。試驗過程中如發(fā)現(xiàn)缺陷，應及時消除后重新試驗（特殊試驗項目除外）直至合格。

（3）規(guī)范保護信號的強制過程（包括強制過程可能出現(xiàn)的事故事前措施，信號、圖紙的核對，審批人員的確認把關(guān)，強制過程的監(jiān)護及監(jiān)護人應對試驗的具體操作進行核實和記錄等），強調(diào)信號的強置或解除強置，必須及時準確地作好記錄和注銷工作。

（4）所有試驗應有試驗方案（或試驗操作單）、試驗結(jié)束后應規(guī)范的填寫試驗報告（包括試驗時間、試驗內(nèi)容、試驗步驟、驗收結(jié)果及存在的問題），連同試驗方案、試驗曲線等一起歸檔保存。

3.4繼續(xù)做好基建機組、改造機組、檢修機組的全過程熱工監(jiān)督工作

（1）對設(shè)備選型、采購、驗收、安裝、調(diào)試、竣工圖移交等各個環(huán)節(jié)嚴把質(zhì)量關(guān)，確?？刂葡到y(tǒng)和設(shè)備指標滿足要求。

（2）充分做好控制系統(tǒng)改造開工前的準備工作（包括設(shè)計、出廠驗收、圖紙消化等）。

（3）嚴格執(zhí)行圖紙管理制度，加強檢修、改造施工中的圖紙修改流程管理，圖紙修改應及時在計算機內(nèi)進