論火電廠熱控系統(tǒng)可靠性及優(yōu)化措施獲獎科研報告

論火電廠熱控系統(tǒng)可靠性及優(yōu)化措施獲獎科研報告摘要：自工業(yè)革命以來，電力的發(fā)展成為了社會經濟發(fā)展中不可或缺的重要組成部分，而火電廠作為電力輸送的主要方式，發(fā)揮著積極的作用；只有對火電廠熱控系統(tǒng)的可靠性進行成因剖析，才能找出相應的優(yōu)化措施，以期待能夠更好的促進火電廠運行的安全性和效益性，研究表明可以通過加強硬件管理、邏輯優(yōu)化以及電源系統(tǒng)穩(wěn)步運行等措施來有效的提升火電廠熱控系統(tǒng)的可靠性。

關鍵詞：火電廠；熱控系統(tǒng)；可靠性；優(yōu)化措施

當代市場經濟的發(fā)展以及信息技術的快速提升，電力業(yè)也在時代快速發(fā)展的背景下飛速發(fā)展，特別是受信息技術等高科技的影響，火電廠的熱控系統(tǒng)的可靠性越來越受到行業(yè)內的關注，提升熱控系統(tǒng)的可靠性是目前電力行業(yè)特別是火電廠業(yè)亟需處理的問題，也只有找準影響熱控系統(tǒng)可靠性的決定性因素，才能有效的促進行業(yè)經濟的發(fā)展，有效的促進行業(yè)的進步，降低行業(yè)風險。

1.火電廠熱控系統(tǒng)可靠性成因分析

火電廠熱控系統(tǒng)的可靠性遭受多因素的影響，主要受到系統(tǒng)故障的影響，包括分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）故障、熱控元件故障以及系統(tǒng)邏輯缺陷等，另外，還會受到設計與安裝故障及人為故障等方面的影響，只有找出這些故障發(fā)生的具體原因，才能進一步了解影響火電廠熱控系統(tǒng)可靠性的更深層次的原因。

1.1分布式控制系統(tǒng)故障成因分析

分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)），是由四大技術集合而成，其綜合性的強大源于四大技術，即網絡控制技術，過程監(jiān)控技術，陰極射線管技術（CRT技術）和計算機編程技術。分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）的功能比較強大，它可以快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和分析，遠程控制設備，記錄和監(jiān)控設備數(shù)據(jù)。中央處理單元（CPU）和配置監(jiān)視屏幕是分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）的主要組件。中央處理器（CPU）主要用于I/O模塊，控制面板，電源和背板；配置監(jiān)控屏幕允許快速訪問歷史數(shù)據(jù)，顯示實時數(shù)據(jù)和監(jiān)控操作員站。分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）使用計算機網絡與其他服務器交換監(jiān)視數(shù)據(jù)。因此如果分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）無法對數(shù)據(jù)進行有效采集時，就很難完成必要的監(jiān)控工作，一旦集散控制系統(tǒng)崩潰或者出現(xiàn)故障事件時，難以有效地監(jiān)控系統(tǒng)，這將導致熱控系統(tǒng)的可靠性降低。分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）故障出現(xiàn)的主要原因有操作站、主分散處理單元（DPU）崩潰和輔助分散處理單元（DPU）切換失敗和服務器死機等，以上原因可能會影響系統(tǒng)的安全運行，在嚴重的情況下，設備將停止運行甚至受到嚴重的損壞。

1.2熱控元件故障成因分析

如果熱控組件發(fā)生故障，組件信號會失真，從而導致設備拒絕或發(fā)生錯誤動作，以至于出現(xiàn)停機故障，大大降低了熱控系統(tǒng)的可靠性，嚴重威脅到火電廠的財產安全與員工的人身安全。如果熱控系統(tǒng)中的故障部件是與系統(tǒng)相關的重要設備，如汽輪機跳閘保護系統(tǒng)（ETS）或爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）發(fā)生故障，它將直接導致跳閘甚至嚴重損壞設備，從而導致火力發(fā)電廠重大的經濟損失和財產安全。誘導熱控元件發(fā)生故障的主要原因是環(huán)境因素、設備使用壽命、元件安裝、元件自身質量以及系統(tǒng)電源故障等。只有通過有效地控制這些因素，才能防止熱控組件發(fā)生故障。防范的重點是始終注意系統(tǒng)容量和系統(tǒng)負載過載，避免系統(tǒng)中出現(xiàn)不必要的故障，如汽輪機跳閘保護系統(tǒng)（ETS）或爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）故障。

1.3出現(xiàn)系統(tǒng)邏輯的缺陷

對于大多數(shù)新設備而言，系統(tǒng)邏輯設計并不完美，因為設備啟動和運行所需的時間很短。一旦系統(tǒng)邏輯發(fā)生故障，分布式控制系統(tǒng)很容易判斷失真甚至錯誤。同時，將發(fā)出錯誤的命令和錯誤的信號，這將導致設備無法做出正確的動作，甚至將導致發(fā)電機組的嚴重異常停機。如果系統(tǒng)邏輯缺陷多次發(fā)生，將嚴重影響正式生產的時間和設備的安全性。因此，在新裝置投入使用之前，必須多次優(yōu)化和測試熱控制系統(tǒng)的設計，以便系統(tǒng)邏輯盡可能有效。降低熱控系統(tǒng)的風險并提高熱控系統(tǒng)的可靠性，可以減少異常停機造成的重大損失。

2.火電廠熱控系統(tǒng)可靠性的優(yōu)化措施

隨著技術的不斷發(fā)展和優(yōu)化，對熱控系統(tǒng)的可靠性提出了新的要求?；痣姀S應不斷提高其熱控系統(tǒng)的可靠性，降低風險，確保員工的人身安全和財產安全?；痣姀S的整體經濟效益使社會和人民受益，因此優(yōu)化火力發(fā)電廠熱控制系統(tǒng)的可靠性尤為重要。建議從以下幾個方面優(yōu)化火電廠的熱控系統(tǒng)可靠性。

2.1強化硬件管理

一旦硬件發(fā)生故障，勢必會造成整個熱控系統(tǒng)的崩潰、出現(xiàn)非正常停機，嚴重阻礙了設備正常的運行，造成不可挽回的人身安全損失和財產損失，因此強化硬件管理是提升熱控系統(tǒng)可靠性的基本要求。加強硬件管理在建立熱控系統(tǒng)的過程中，我們必須關注設備的穩(wěn)定性和功能質量。我們必須選擇高質量，耐老化，高度適應環(huán)境的硬件設備。在設計和選擇硬件設備模型的過程中，有必要掌握控制設備的質量問題，有效地研究硬件設備的適用環(huán)境和性能。確保所選設備具有良好的質量，良好的性能。強化硬件管理不僅要嚴格挑選硬件設施，還要對硬件設施的驗收程序進行嚴格的把關，這樣才能確保所采購的硬件設施無安全隱患，才能從源頭有效的控制住風險，提升熱控系統(tǒng)的可靠性和安全性。再者，要加強對熱控系統(tǒng)設備的日常維護，將日常維護成為常規(guī)工作，這樣才能及時發(fā)現(xiàn)設備可能出現(xiàn)的問題和錯誤，有效的預防硬件設施出現(xiàn)故障的風險，在日常維護過程中，要加強對機房溫度的檢查、系統(tǒng)信號狀況的檢查以及服務器與系統(tǒng)狀態(tài)的檢查等工作。在熱控系統(tǒng)設備安裝過程中，要嚴格按照安裝手冊，規(guī)范安裝，做好設備的保護工作，避免出現(xiàn)不必要的漏洞。

2.2優(yōu)化邏輯設計

熱控系統(tǒng)的邏輯設計對熱控系統(tǒng)的可靠性有很大影響。一旦邏輯設計出現(xiàn)問題，信號就會失真，設備就會出現(xiàn)故障，導致設備異常停機，嚴重影響設備的使用壽命。它甚至導致經濟財產的損失；因此，火電廠技術人員需要不斷優(yōu)化新機組的系統(tǒng)邏輯，以有效提高熱控系統(tǒng)的可靠性。如何有效優(yōu)化熱控系統(tǒng)邏輯，必須在設計初期反復測試熱控系統(tǒng)的邏輯，采用三二保護邏輯，用質量代碼判斷每個節(jié)點的質量，提高精度和熱控系統(tǒng)的可靠性，有效地防止錯誤的動作或命令，并保護采樣信號的邏輯判斷。進一步優(yōu)化分布式控制系統(tǒng)并優(yōu)化I/O模塊的分配。在滿足運行功能的情況下，盡量選擇簡單的控制系統(tǒng)邏輯，避免過于復雜的強制手動條件，從而有效降低人員的勞動強度和操作人員的風險，有效控制風險點；優(yōu)化單點保護邏輯，有效解決過度保護條件，進一步降低了誤操作的可能性，進一步提高了熱控系統(tǒng)的可靠性，降低了設備風險。

2.3確保電源系統(tǒng)的穩(wěn)定運行

電源系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性也會影響到整個熱控系統(tǒng)的可靠性，一旦發(fā)生故障，將會直接影響到設備的使用壽命。完善電源監(jiān)視及報警系統(tǒng)，除需要對中間繼電器進行監(jiān)視外，還需要加強對輔控系統(tǒng)中控制電源的監(jiān)控；所有的熱控電源要專用，而不能將其用于其他用途，不能將非控制系統(tǒng)用電設備與控制系統(tǒng)用電設備相連接；需加強對電源管理系統(tǒng)的記錄，詳細準確的記錄各項數(shù)據(jù)；火電廠要建立電源故障后的應急預案，明確電源故障發(fā)生后應