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熱工保護誤（wù）動、拒（jù）動原因淺析及對策

摘要　本文對熱工保護誤動及拒動原因進行了分析和總結，並提出了防止熱工保護誤動及拒動應采取的措施或對策（cè），對提高DCS係統的（de）整體可靠性，保證機組**、穩定運行具有一定的參考價（jià）值。
關鍵詞　熱工保護  誤動   拒動   原因（yīn）  對策
       前言
       熱控保護係統是（shì）火力（lì）發（fā）電廠一個十（shí）分重要（yào）的、不可缺少的組成部分，對提高機組（zǔ）主（zhǔ）輔設備（bèi）的可靠性和**性具有十分重要的作用。在主、輔設備發生某些可能引發嚴重後（hòu）果的故障時（shí），及時采（cǎi）取相應的措施加以保護，從而軟化故障，停機待修，避免（miǎn）發（fā）生重大的設備損壞（huài）和人身傷亡事故。但在主輔設備正常運行時，保護（hù）係統因自身故障而引起動作（zuò），造成主輔設備停運，稱為保護誤動，並因此造成不必要的經濟損（sǔn）失；在主輔設備發生故障時，保護係統也發生故障而（ér）不動作，稱為保護拒動，並因此造成事故的不可避免（miǎn）和擴大。隨著DCS控製係統的成熟發展，熱工自動化程（chéng）度越來越高，憑借其巨大的優越性，使機組的可靠性、**性、經濟性運行（háng）得到（dào）了很大的提高。但熱工保護誤動和拒動的情（qíng）況還時有發生。如何防止DCS係統失靈和熱工保護誤動、拒（jù）動（dòng）成（chéng）為（wéi）火力發電廠日益關（guān）注的焦點。
       一、熱工保護誤動、拒動原因分類
熱工保護誤動、拒動的原因大致可以概括為：
       1、DCS軟、硬件故障；
       2、熱控元件故障（zhàng）；
       3、電纜接線短路（lù）、斷路、虛接；
       4、熱控設備電源故（gù）障；
       5、人為因素（sù）；
       6、設計、安裝、調試存在缺陷。
       二、熱工保護誤動、拒動原因分析
       1、DCS軟、硬件故障
隨著DCS控製係統的發展（zhǎn），為了確（què）保機組的**、可靠，熱工保護裏加入（rù）了一些重要過程控製站（如：DEH、CCS、BMS等）兩個CPU均故障時的停機保護，由此，因（yīn）DCS軟、硬件故障而（ér）引起的保（bǎo）護誤動（dòng）也時（shí）有發生。主要原因是信號處理卡、輸出模塊、設（shè）定值模塊、網絡通訊等故障引（yǐn）起。
       2、熱控元件故障
因熱工（gōng）元件故障（包括溫度、壓力、液位（wèi）、流量（liàng）、閥門位置元件、電磁閥等）誤發信號而（ér）造成的主機、輔機保護誤動、拒（jù）動占（zhàn）的比例也比較大，有些電廠因熱（rè）工元件故障引起（qǐ）熱工保護誤動、拒動（dòng）甚（shèn）至占到了一半。主要原（yuán）因是元件老化和質量不可靠，單元件工作，無冗餘設置和識別。
       3、電纜接線短路、斷路、虛接（jiē）
電纜接線斷路、斷路、虛接引起的（de）保護誤動主（zhǔ）要原因是電纜老化（huà）絕緣破（pò）壞、接線柱進水、空（kōng）氣（qì）潮濕腐蝕等引（yǐn）起。
       4、設備電源故（gù）障
隨著熱控係統（tǒng）自（zì）動化程度的提（tí）高（gāo），熱工保護中加入了DCS係統一些過程控製站電源故障停機保護。因熱控設備電源故障（zhàng）引起的熱工保護誤動、拒動的次數也有上升的趨勢。主要原因（yīn）是熱控設備電源接插件接觸**、電（diàn）源係統設計（jì）不（bú）可靠導致。山西陽光發電有限公司曾兩次因（yīn）DEH電源故障（zhàng）停機。一些電廠因電磁閥失去電源而導致拒動或誤動。
人為因素
因人為因素引起的保護誤動（dòng）大多是由（yóu）於熱工人（rén）員走錯間隔、看錯端子排接線、錯強製或漏（lòu）強（qiáng）製信號、萬用表使用不當等誤操作等引起。例如，我廠（chǎng）熱工人員一次在處理運行中的1A磨一（yī）次風流（liú）量變（biàn）送器異常時，準備隔離變送器進行檢查，措施（shī）中隻固化（huà）了一次風流量控製擋板的指令（lìng），而錯誤地（dì）漏掉強製（zhì）1A磨一次風流量小於（yú）40％停磨保護而導致1A磨停運。一次在檢查1B磨軸（zhóu）承溫度（dù）時（當時1B磨軸承溫度高跳磨保護已強製），因看錯（cuò）端子，誤將（jiāng）運行中的1C磨軸承溫度計（jì）解線開路（lù）， 1C磨軸承溫度高保護誤動（dòng）導致1C磨停運。一次在測量（liàng）運行中一台磨的溫度信號時，沒有強製溫度高跳磨保護信號，萬用表檔位誤打到歐姆檔，導致磨軸承溫度（dù）高保護誤動停磨（mó）。一次（cì）是在機組運行中辦票檢查高壓缸排汽溫度，因未查清信號去向的情況下，在DAS櫃內解（jiě）線校驗溫度通道時，誤發高壓（yā）缸排汽溫度高信號，導致高（gāo）壓缸排汽旁通門開啟降發電負荷30MW。
人為因素引起保護拒動大多因（yīn）熱工人員在檢修（xiū）後忘記合儀表（biǎo）電源開關、檢修後儀表二次門忘記開啟等引起。例如：1986年2月，富拉爾基**發電廠（chǎng）發生3號200MW機組軸承燒損事故，其主要原（yuán）因（yīn）就是（shì）熱工人員嚴（yán）重違反檢（jiǎn）修規（guī）程，在（zài）沒開工（gōng）作票（piào）的情（qíng）況（kuàng）下，在熱控盤（pán）上工作，並把熱工保護總電（diàn）源（yuán）開關斷開，工作（zuò）結束後又忘記合上，致使汽機潤滑油壓低時沒能將潤滑油（yóu）泵聯動，*後導致軸承斷油燒損。
設（shè）計、安裝、調試存在缺陷。
許多機組因熱控設備係統設計（jì）、安裝、調試存在質量缺陷導（dǎo）致機組熱（rè）工保護誤動或拒動。例如：1997年12月16日，秦皇島電廠發生的鍋爐嚴（yán）重缺水重大事故，雖然原因是多方麵的，但其中汽包水位變送器環境（jìng）溫度（溫度補償設（shè）計定值50℃，實際130℃）的影響造成了測量誤差，水（shuǐ）位虛高108mm，使汽包低水位保護拒動（dòng）；鍋爐A爐水循環泵在測量係統故障的情況（kuàng）下（xià），又未采取替代措施而失去了保護作（zuò）用，由於采用三取三的保護邏輯，因而在爐水循（xún）環破（pò）壞的情況下（xià），B、C爐水循環泵差壓低跳泵，A泵隻發差壓低報警而未能跳泵，導致MFT未動作，*終造成水冷壁大麵積爆破的重大（dà）事故。又如：上海鍋（guō）爐廠曾將汽包（bāo）汽水取樣管引到一個連通容（róng）器（稱此（cǐ）容器為平（píng）衡容器），再在此容器的中段引出差壓水（shuǐ）位表的汽水側取樣管，使得水位表的量程由1270mm減少到860mm。這種設計明顯是錯誤的，因為它不僅影響了汽（qì）包水位的準確測量，而且還（hái）會影響低水位跳閘信號的可靠發出，使鍋爐造成事故。由於這一原因造成的鍋爐事故，已在一些電廠中發（fā）生過。這在《防（fáng）止電力生產重（chóng）大事故的二十五項重點要求》中明文規定禁止（zhǐ）該方法的取樣。一（yī）些電廠在基建安裝中，爐膛負（fù）壓取樣管不按照設計安裝（zhuāng），因取樣管安（ān）裝傾斜角度不（bú）夠或（huò）水平向下安裝，導致取樣管被灰嚴重堵塞，而不能（néng）測量（liàng），導致爐膛負壓保護拒動。
       三、防止熱工保護誤動、拒動應采取的措施及對策
由於（yú）熱控設備覆蓋著熱力係統和熱力設備的所有參數，各係統不僅相互聯係，而且相互製約，因（yīn）此，任何一個環節的故障都有可能通（tōng）過熱工保護係統發（fā）出跳機停爐信（xìn）號，從而（ér）造成不必要的經濟損失。因此，如何提高保護係統的（de）可靠性是一項十分重要（yào）而又迫切的工作。
       1、盡可能地采用冗餘設計（jì）。過程控（kòng）製站的電源和CPU冗餘設計已成為普遍，對一些保護執行設備（如跳閘電磁閥）的動作電源也應該監控起來。對一些重要熱工信（xìn）號也應（yīng）進行冗餘設置，並且對來自同一取樣的測點（diǎn）信號進（jìn）行有效的監控和（hé）判斷，重要測（cè）點的測量通道應布置在不同的卡件以分散危險，提高其可（kě）靠性。重要測點就地取樣孔也應該盡量采用多點並相互獨立的方法取樣，以提高（gāo）其可靠性（xìng），並（bìng）方便故障處理。一個取樣，多點並列的方法有待考（kǎo）慮改進。總之，冗餘設計對故（gù）障查找、軟化和排除十分快捷和方便。
       2、盡量采用技術成熟、可靠的熱控元件。隨著熱控自動化程度的提高，對熱控元件的可（kě）靠性要（yào）求也越來越（yuè）高，所以，采用技術成熟、可靠的熱控元件對提高DCS係統整體的可靠性有著十分重要的作用，根據熱控自動（dòng）化的（de）要求（qiú），熱控設備（bèi）的投資也在不斷地增加，切不可為了節（jiē）省投（tóu）資而（ér）“因小（xiǎo）失大（dà）”。在合理投資的情況下，一定要（yào）選用（yòng）品質、運行業績較好的就地熱控設備。以提高DCS係統的整體可靠性和保護係統（tǒng）的可靠性（xìng）、**性。
       3、保護邏輯組態進行優化。優化（huà）保護邏輯組態，對提高保護（hù）係統（tǒng）的可靠性、**性，降低熱控保護係統的誤動、拒動率具有十（shí）分重要（yào）的意義。
       4、提高DCS硬件質量和軟件（jiàn）的自診斷能力。努力提高DCS係統軟、硬件的質量和自診斷能力，對提前預防、軟化故障有著十分重要的作（zuò）用。
       5、對設計、施工、調試、檢修（xiū）質量嚴格把關。提高熱控設備的設計、施工、調試、檢修質量對提高熱控保護的可（kě）靠（kào）性有著長（zhǎng）遠的重（chóng）要意義（yì）。
       6、嚴格控製電子間的環境條件。溫度、濕（shī）度、灰塵及振（zhèn）動對熱控電子設備有十分大的影（yǐng）響。嚴格控製電（diàn）子間的環境條件，可以延長熱控設備的使用壽命，並且可以提高係（xì）統工作的可靠性。這一點（diǎn），一定要引起我們（men）足夠的重視。
       7、提高和改（gǎi）善熱控就地（dì）設備的工作環境條件。就地設備（bèi）工作環境普（pǔ）遍（biàn）十分惡劣，提高和改善就地設備的工作環境條件，對提高整個係統的可靠性有著（zhe）十分（fèn）重要的作用。如：就地設（shè）備接線盒（hé）盡量密封防雨、防潮、防腐蝕；就地設備盡量遠離熱源（yuán）、輻射、幹擾；就地設備（如：變送器、過程開關等）盡量安裝在儀表櫃內（nèi），必要時對取樣管和櫃內采取防（fáng）凍伴熱（rè）等措施。
       8、嚴格執行定（dìng）期維（wéi）護製度。做好機組的大、小修設備檢修管理，及時發現（xiàn）設備隱患，使設備處於良好（hǎo）的工作狀態（tài）。做好日常（cháng）維護和試驗。停（tíng）機時，對保護係統檢修徹底檢修、檢查，並進行嚴格的保護試驗。
       9、加強技術培訓，提高熱控人員的技（jì）術水平和故障處理能力。
       四（sì）、結束語（yǔ）
       隨著電力事業和高新技術的快速發展，發電設備日趨高度自動化和智能化，係（xì）統的**性、可靠性變得日益重要。但是，無論多麽先進的設備，從可靠性（xìng）角度看，**可靠（即不出故障）是**辦不到的。因此，在一定意義上講（jiǎng），“有故障”是**的。但（dàn）是，故障與事故之（zhī）間並不是必然的關係，對故障（zhàng）也不是不能防範，關鍵是如何盡早檢（jiǎn）測、發現故障，然後預防、軟化、控製和（hé）排除故障，避免故障（zhàng）的進一步擴大（dà）。努力使熱工保（bǎo）護的正確動作率（lǜ）達到100％，為熱力設（shè）備的**運行（háng）把好*後的一道關。這（zhè）是我們設計、安裝、調試（shì）、檢修人員追求的*高目標（biāo）。
參考（kǎo）文獻：
《電廠自動化》2001第（dì）1期P11
《電廠自動（dòng）化》2001第2期P13～P18
《防止電力（lì）生產重大事故（gù）的二十五項重點要求》輔導

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