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电厂热控系统中热控保护装置故障研究
宋宏浩

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宋宏浩,. 电厂热控系统中热控保护装置故障研究[J]. 电力研究,2024.11. DOI:10.12721/ccn.2024.157503.
摘要:
火电厂热控保护系统作为火电厂运行的关键设备,起着监测、控制和保护火电机组的作用。然而,在实际运行中,热控保护系统由于各种原因可能会出现故障,给火电机组的安全稳定运行带来威胁。基于此,深入探讨故障发生的机理和规律,并提出相应的处理和预防措施,对保障火电厂的安全运行和电力供应的可靠性、进一步推动火电产业的可持续发展具有重要意义。
关键词: 电厂热控热控保护装置故障研究
DOI:10.12721/ccn.2024.157503
基金资助:

1火电厂热控保护系统的功能

火电厂热控保护系统是重要的安全控制系统,主要功能是监测和保护火电厂的热工设备,确保其安全、稳定和高效运行。该系统具备如下功能。第一,监测参数采集。热控保护系统通过传感器和仪表实时采集火电厂设备的运行参数,如温度、压力、流量、液位等。第二,数据处理与分析。系统将采集到的数据进行处理和分析后,判断设备是否正常工作或处于异常状态,并根据设定的定值和运算逻辑进行数据筛选,识别出故障和危险信号。第三,报警与保护。一旦设备的运行参数超出安全范围,热控保护系统就会及时发出报警信号,并采取相应的保护措施,如停机、启动备用设备等,以避免设备损坏、事故发生和系统崩溃。第四,过程控制。热控保护系统可以根据实时监测数据进行过程控制,调节设备的运行参数,以确保设备安全、稳定和高效运行。第五,数据记录和分析。系统将监测数据进行记录和保存,以便后续的数据分析、故障诊断和性能评估。

在火电厂运行过程中,热控保护系统通过实时监测设备的运行参数,并根据设定的规则及时报警和采取保护措施,以确保火电厂的设备安全、稳定和高效运行。该系统还可以对设备进行过程控制,并提供数据记录和分析功能,以支持设备管理和维护决策。

2热控保护装置故障问题

2.1硬件故障

据调查了解,热控保护装置在运行过程中发生硬件故障的频率最高,一旦出现这种故障问题,指示灯就会提示情况异常,热控保护装置也无法再继续正常工作,很难确保发电厂运行的稳定性、持续性与安全性。引发热控保护装置硬件故障的原因有4种:(1)如果某一硬件损坏,就会引发硬件系统故障;(2)如果热控保护装置元件受到外部环境因素或者设备自身因素的影响,就很难保障输出保护信号的正确性;(3)如果热控保护装置模件和连接底座存在异常,就会引发装置与终端设备衔接故障,热控保护装置就无法继续正常启用;(4)系统硬件出现跳线问题,无法和信号发生器进行正确匹配,数据信息的正常传输受阻,传输速度骤减,热控保护装置发生明显的故障。

2.2热控保护装置容错能力差

热控保护装置容错能力差的原因之一是缺乏冗余设计。冗余设计通过增加备用元件或系统,来提高系统的可靠性和容错能力。对于热控保护装置而言,如果缺少冗余设计,一旦装置发生测点故障或失效,整个保护逻辑会受到严重影响。缺少冗余设计会导致如下故障问题。第一,单点故障。热控保护装置发生故障时,没有备用的测点可以替代,会使运行系统变得脆弱,极易出现单点误动或拒动,将导致严重的安全问题或设备损坏。第二,无法消除故障。热控保护装置出现错误或短期故障时,由于缺乏冗余设计,系统无法自动恢复,需要手动干预,才能确保系统的正常运行,这会额外增加停机时间和维护成本。第三,故障传播。热控保护装置故障会导致其他关键系统组件或设备出现故障,再加上缺乏冗余设计,使得整个系统容易受到连锁反应的影响,导致设备故障影响范围扩大,造成严重的后果。

3火电厂热控自动化保护装置的检修与维护方案

3.1硬件故障处理措施

首先,检查通信模块与其他设备之间的连接接口是否存在物理损坏,如插头或插座接触不良、接口线路断开等,若有损坏,则应及时更换受损部件。其次,检查电源线路是否接触良好、电源是否工作正常以及电源稳定性是否达到要求,若发现供电异常,应及时修复或更换供电设备。再次,使用屏蔽罩、屏蔽套等材料,以减少外界电磁干扰对通信模块的影响。将通信模块与其他设备隔离,避免共用同一电源或信号线路,从而减少电磁干扰带来的影响。最后,检查通信模块的软件程序是否存在错误或异常,如果发现问题,则需要进行修复或重新安装软件程序。需注意,应确保通信模块与其他设备的软件版本兼容良好,避免不同版本之间产生冲突。

检查电源线路是否存在损坏或松动,输出模块所连接的电源是否正常工作,输出模块与其他设备之间的接触是否良好。对于输出模块中损坏的继电器,将其更换为型号和参数相同的继电器,以保证输出信号的正常传输。此外,要检查驱动电路中的元件,如电容、电阻和集成电路等,确认其是否存在故障。若发现故障,则应及时修复或更换驱动电路,以使输出模块恢复正常工作。

需注意,在处理硬件故障前,需要做好备份工作,以防止数据丢失或错误操作带来更大损失。而且,由于热控保护系统控制主机属于高风险设备,要确保在故障处理过程中进行安全操作,最大限度减少损失和影响。

3.2加强热控保护装置容错能力

冗余设计,通过增加备用组件或备用系统,使得即使某个组件发生故障,系统仍然能够继续正常运行,极大地提升了热控保护装置的可靠性,减少故障造成的停机时间和生产损失。冗余设计增强了系统的容错能力,允许系统在某个组件或系统故障时自动切换到备用组件或系统,以保证系统的稳定性和安全性。在冗余设计时,首先,将多路信号分散在不同模块上,实现并行处理,提高信号采集和处理的效率。

每个模块独立负责一部分信号的处理,互不干扰,充分发挥处理器的计算能力。其次,为了确保信号的准确性和可靠性,在每个信号的输入应用质量判断,用于实时监测和评估信号,检测异常值和错误信号,并发出相应的报警或故障指示,避免现场出现意外。针对热电偶、热电阻温度信号与24V/48V直流开关量信号之间的抗干扰问题,可采用物理隔离的方式,将不同信号类型的电缆分开布置。例如,将热电偶、热电阻温度信号和24V/48V直流开关量信号分别走不同的线槽或管道,并保持一定的距离,以减少信号之间的相互干扰,增强热控保护装置的容错能力。

3.3定期调试与检修

定期巡视火电厂热控保护系统,检查设备的运行情况,确保各部分设备正常工作。定期进行设备维护保养,以确保设备正常运转。定期检测和校准热控保护系统中的传感器、控制器等,确保其准确可靠。对热控保护系统进行定期调试,检查系统各部分连接是否正常,参数设置是否合理。建立完善的数据监测系统,实时监测和分析热控保护系统的运行数据,以便及时发现异常情况并采取措施。

结束语

为了提升电厂的安全性和可靠性,减少事故发生的概率,保护设备免受损坏,深入分析热控保护装置的故障问题及其原因,提出一系列故障处理和设备保护措施。未来,热控保护装置的故障分析和处理将更加精细化和智能化,实时监测设备的运行状态并预测潜在故障,提高电厂的运行效率和安全性。

参考文献

[1]廖丛林.电厂热控系统中热控保护装置的故障分析与保护探究[J].电力系统装备,2022(1):93-95.

[2]李强.火电厂热工保护系统的常见故障原因及防控[J].能源与节能,2021(12):125-126.

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