关于提高火电厂热工保护装置可靠性的探讨

1、关于提高火电厂热工保护装置可靠性的探讨论文导读：本文以胜利发电厂2000年以来的一类障碍以上的事故为对象，在对热工保护与控制系统的可靠性进行分析的基础上，力图找出热工检修与维护工作规律，探索进一步提高热工保护可靠性的途径。自2000年以来，胜利发电厂发生与热工保护有关的一类障碍以上事故37起，按照事故类别，分析设备因素造成保护装置拒动、误动及可靠性降低的主要原因，并对如何提高保护装置的可靠性和正确动作率提供依据。 关键词：一类障碍，可靠性分析，设备因素，途径0 前言 胜利发电厂2220MW和2300MW机组分两期工程建设，分别于1992年和2003年相继投产，一期工程热工DCS采用上海新华的X

2、DPF-400系统，二期DCS是西屋公司的OVATION系统。一期的DCS市在1999年和2000年机组大修中改造完成的。本文以胜利发电厂2000年以来的一类障碍以上的事故为对象，在对热工保护与控制系统的可靠性进行分析的基础上，力图找出热工检修与维护工作规律，探索进一步提高热工保护可靠性的途径。 1 热工保护联锁装置动作情况分析 自2000年以来，胜利发电厂发生与热工保护有关的一类障碍以上事故37起，按照事故类别，分析设备因素造成保护装置拒动、误动及可靠性降低的主要原因，并对如何提高保护装置的可靠性和正确动作率提供依据。 1.1热工保护与控制情况分析 在37次一类障碍以上事故，保护正确动作15

3、次，保护动作正确率40.54%；误动21次，误动率56.76%；拒动1次，拒动率2.7%，分析保护误、拒动作发生的原因是提高热工保护与控制系统可靠性的关键。 1.2热工保护与控制可靠性评价 从胜利发电厂2000年-2009年热工保护动作情况统计分析看，在实施一期DCS系统改造后，热工保护与控制系统的可靠性是比较好的。在一期DCS控制系统老化阶段， 1次保护误动造成一类障碍，有记录的通道损坏造成辅机联锁保护误动多次，在有针对性的采取措施后未再发生误动。发生保护拒动1次，虽然次数不多，但是其造成的危害非常大，起因都是设备定期维护不到位因素。论文参考。在2007年期间，连续安全、稳定运行了300多天

4、的纪录。包括二期新机组调试、正常运行、一期设备老化各阶段的56.76%的误动率说明热工保护与控制系统的可靠性是整个电厂安全稳定运行的关键。 2 保护误动原因分析 对造成保护误动的原因进行深入的分析，找出深层次的原因，提出有效的解决方案并加以实施，是持续提高热工保护与控制系统的可靠性的关键。 2.1热工保护与控制误动原因分布 造成热工保护与控制系统的误动、拒动原因主要表现在DCS系统本身、现场一次设备（执行机构与测量设备）故障设计问题等方面。 各种原因分布情况分析： 1）DCS、DEH系统故障引起保护误动11次，占整个误动的52.38%，全部引发一类障碍，其中#1机组DEH电源故障8次，可见热工

5、电源系统供电的稳定性和可靠性十分重要。 2）人员失误5次占保护误动的23.8%，均引发一类障碍，是近年来安全生产的不稳定因素。 3）一次设备原因（现场测量与执行设备）造成8次保护动作，其中误动4次，占保护误动的19%，一次设备因素占保护误动比例最高。 4）设计错误1次，引发一类障碍。 2.2原因分析 1）DCS系统故障因素 在11次DCS系统故障引发的保护误动中，一期系统DEH电源故障占8次，其中7次发生在2005年4月份#1机组，而且都造成DEH保护跳闸，当时没有查出出结论性原因，主要怀疑电气UPS电源波动造成DEH控制器失电，采取在DEH电源入口安装了一台小型UPS措施，故障再没发生。再一

6、类问题是，一期的DCS系统已经运行10年，处于老化边缘，端子板、卡件通道、电源模块故障率逐年上升，对机组的安全运行带来了隐患。 2）一次设备因素 一次设备因素是最容易造成热工保护误动的环节，统计中发生一类障碍的4次,占保护误动的19%，下面对一些常见故障分类探讨。 a)一次测量元件损坏造成保护误动，经统计四台机组重要6KV辅机上，由单个温度、振动等信号带保护的达到200多点，这些测点的可靠性，直接影响保护的正确动作率。 b)锅炉风烟系统压力开关带保护的，主要是灭火保护及一次风压保护，测点存在容易积灰造成取样管路堵塞现象，发生过个别开关拒动问题。 c)仪表防水、冬防保温也是保证保护装置正确动作的

7、重要环节，所以每年冬季和雨季前都要做好相应措施。 d)电磁阀、执行器等环节设备故障，造成保护误动4次，应该认真执行各阀门等定期试验制度，确保保护可靠。 3）设计因素 #3机组1次由于设计问题造成热工保护系统动作，发生在2009年3月脱硫工程试运阶段，新增脱硫系统增压风机对锅炉动力场产生了影响，造成送、吸风自动调节系统相互震荡发散，最终造成锅炉灭火。 3 提高热工保护与控制可靠性的途径 根据统计，设备因素造成的一类以上障碍共15次，是保护误动作的主要原因。对设备问题首先应解决好DCS老化期问题；其次要发挥技术人员的创造性，有针对性的解决保护各环节的故障点，提高可靠性；同时，要在生产管理中，严格监

8、督落实有关保护装置的规程和制度，保障保护装置完好并及时投入。 3.1有针对性解决设备老化问题 2008年一期DCS控制系统运行10年进入老化期，卡件通道故障频繁，造成多次保护拒动和误动。分析原因是控制系统计算机模件老化后造成I/O点损坏，特别是开关量信号故障，不容易被及时发现，给保护联锁装置埋下严重隐患。从2009年开始对机组DCS系统进行全面升级改造，解决设备本身老化问题，新系统实现了电源模块故障在线更换、网络由总线环网改为更安全的星型结构、系统为低功耗，性能和可靠性全面提升。 3.2革新改进消除隐患，提高保护装置可靠性 在长期的检修实践中，热工技术人员吸收事故经验教训，在一次设备环节中，通

9、过采取有针对性的改进措施，消除设备中的故障环节，并做好定期维护工作，提高了保护装置的可靠性。论文参考。 a) 为了解决辅机单测点带保护可靠性差的问题，在逻辑上采用报警信号与跳闸信号相与的方式，增加可靠性。 b) 针对保护误投跳闸事故，在灭火保护逻辑中，增加了跳闸信号没有复归保护禁投功能，避免了保护误投事件的发生。论文参考。 c) 针对温度保护信号线接触不良故障，现场采用可靠的接线端子箱，每根线头都要采取挂锡后接线，并定期进行端子紧固工作。 d) 根据检修规程和导则的要求，对保护装置实行定期试验检查，如锅炉风烟系统测点取样管路每月吹扫一次，预防仪表管路堵塞和失准现象。 3.3强化规章制度落实，确保保护装置投运良好 严格执行规程中有关保护装置的管理规定，是确保保护装置完好并及时投入的重要保障。在建厂初期，由于保护装置管理混乱，曾经造成“锅炉放炮、汽轮机断油烧瓦”等恶性事故。在生产管理中应重点抓好“保护装置定期试验规定”通过正确的试验保证保护装置的完好；严格执行“保护装置投退管理规定”，保证保护装置随设备运行及时投入，未经审批严禁推出；定期进行“热工保护定值”修订，使定值可靠有效，这是保障保护装置完好的三个重要环节。 4 结束语 20