淺談火力發電廠熱控保護策略應用

1　概述

隨著我國電力工業快速發展和電力工業體制改革的不斷深化，高參數、大容量、自動化水平高的機組不斷投運和高電壓、跨區電網逐步形成，尤其是現代計算機技術不斷應用與電力生產，在安全生產方面出現一些新的情況，對安全生產管理工作也提出新的要求。建立本質性安全企業，樹立“安全第一、預防為主、以人為本”的安全理念，是當今電力企業的中心工作。以人為本，預防人為性事故的發生，就要逐步完善控制策略，在自動安全處理功能上要保證設備和人身的安全。

2　控制保護邏輯的完善優化

隨著DCS在電力系統的應用，大大提高了機組的自動化水平，減輕運行人員的操作，但是因部分控制策略不完善或個別運行人員不熟悉控制邏輯，造成在操作過程中偶爾出現一些意想不到的異常情況發生，從而將引發設備損壞、人員傷害等事故。在生產過程中我們不斷研究、探索控制邏輯的嚴密性，不斷改進完善，從控制策略上確保設備和人身的安全。

2.1　無擾切換邏輯的完善

2.1.1　“最高/最低負荷”的邏輯修改方案

邏輯存在的問題為：在機組投入CCS方式以前（包括機組停運期間），一旦“最高/最低負荷”不能正確設置（如：“最高負荷”低于當前的目標負荷，或者“最低負荷”高于當前的目標負荷），內部邏輯將按照設定的負荷變化率對目標負荷進行預處，并且在機組投入CCS方式時，該預處理結果將直接生效，從而導致負荷指令輸出突變。邏輯中的最高負荷、最低負荷原為CRT畫面直接修改的數值，現在改為算法模塊AOUT的輸出，并對AOUT的參數正確設置，實現以下功能：當解除CCS方式時，“最高負荷”缺省設置為335MW，“最低負荷”缺省設置為0MW，CRT畫面上不允許改變其輸入值；當投入CCS方式時，“最高負荷”初始值為335MW，“最低負荷”初始值為0MW，運行人員可根據機組情況在CRT畫面上進行修改。

 2.1.2　“最高/最低壓力”邏輯修改方案

邏輯存在的問題為：在機、爐主控器投入自動方式以前（包括機組停運期間），一旦“最高/最低壓力”不能正確設置（如：“最高壓力”低于當前的目標壓力，或者“最低壓力”高于當前的目標壓力），內部邏輯將按照設定的壓力變化率對目標壓力進行預處理，并且在機、爐主控器投入自動方式時，該預處理結果將直接生效，從而導致鍋爐主控指令輸出突變。邏輯中的最高壓力、最低壓力原為CRT畫面直接修改的數值，現在改為算法模塊AOUT的輸出，并對AOUT的參數正確設置，實現以下功能：當機、爐主控器解除自動方式時，“最高壓力”缺省設置為16.18MPa，“最低壓力”缺省設置為0MPa，CRT畫面上不允許改變其輸入值；當機、爐主控器投入自動方式時，“最高壓力”初始值為16.18MPa，“最低壓力”初始值為0MPa，運行人員可根據機組情況在CRT畫面上進行修改。

2.1.3　“機前壓力設定值”邏輯修改：

邏輯存在的問題為：在鍋爐主控器投入自動方式以前（包括機組停運期間），一旦“壓力變化率手動設定”為零， 則鍋爐主控自動方式回路中將不能正常跟蹤。因此，在投入鍋爐主控自動方式時，“機前壓力設定值”將出現突變現象。為解決上述問題，現邏輯做修改在手動方式下以恒定的小值（0.005）速率跟蹤機前壓力實際值，做到從手動方式到自動方式的無擾切換。

2.2　互鎖和閉鎖方案的應用

在控制系統中相關設備之間在功能上往往需要互鎖和閉鎖功能，避免控制邏輯的混亂，進而引起不安全情況的發生。

2.2.1　在汽輪機主汽門活動試驗原設計的互鎖功能是兩個主汽門活動試驗指令互鎖，即當一個主汽門的活動試驗按鈕按下時，另一個主汽門活動試驗不能進行；當＃2主汽門全開時，才允許＃1主汽門進行活動試驗，但是未設計“當＃1主汽門全開時，才允許＃2主汽門進行活動試驗”功能?，F增加“當＃1主汽門全開時，才允許＃2主汽門進行活動試驗”功能。避免在線做試驗時，有一個主汽門未全開或接點不好，在做另一個主汽門試驗造成兩個主汽門全關而導致汽機保護動作。

 2.2.2　汽輪機原高加投解邏輯存在不合理之處，原高加邏輯在判斷高加已經投入時，只用了入口門全開這一個條件。經在線試驗發現在高加投運過程中有可能發生斷水。故現修改為當高加進出口門全開、大旁路門全關時，才算高加投入，用這個“高加已投入”信號去閉鎖所有的高加解列條件（包括水位高和運行人員手動操作解列高加），即只有在高加已經投入以后，才允許高加走解列程序。這樣將高加的投入邏輯與解列邏輯完全分開，避免了二者相互迭加造成邏輯混亂，從而避免斷水事故的發生。

2.2.3　汽輪機組高加進口電動門硬接線控制回路：原開、關力矩接點分別串接在各自的開關控制回路中，現改為開、關力矩（常閉接點）串接后（作為開關控制的公共部分）再接入開關控制回路，從后一個力矩開關后接出故障繼電器，當控制電源失去，或熱偶動作，或把手開關斷開，或任一力矩開關斷開，均使故障繼電器動作，發出故障信號，且使高加進口電動門開、關指令都復位。在DCS系統修改邏輯：用高加進水電動門綜合故障信號在觸發器的“R”端閉鎖高加出水電動門的關指令。 

2.3　增加保護解投按鈕

隨著DCS應用范圍的擴大，大部分保護邏輯是軟邏輯，解除保護全部必須從控制計算機上解除，這就不可避免的會發生解除錯誤而引發異常情況的發生，為預防該情況的發生，對每個保護設置兩個保護投解按鈕，一個是保護投入按鈕，一個是保護解除按鈕。

當保護在解除狀態時，保護“解除”按鈕為紅底色，其上文字顯示為“RELIEVED”;當保護在投入狀態時，保護“解除”按鈕無紅底色，其上無英文顯示。當保護已經動作時，保護“投入”按鈕的底色是紅色,其按鈕上的文字為“OPERATED”；當保護為正常狀態時，保護“投入”按鈕無底色,其上無英文顯示。將上述邏輯判斷出的“保護已投入”串接或并接到相應的保護回路中，使其實現：在保護投入狀態下，“保護已投入”邏輯為“1”保護可以正常動作；在保護解除狀態列下，“保護已投入”邏輯為“0”，閉鎖相應保護的動作。

2.4　增加人機提示畫面

在部分重要設備操作時，增加“確認”按鈕，以進一步提醒操作人員操作是否正確。例如當點擊“真空破壞門開”按鈕時，系統會出現一個提示窗口“確認開？”，再次確認后按“是”按鈕后，開指令才發出。同時在順控程序執行、保護投解等操作前都有類似的提示窗口，避免了操作錯誤。

3　結束語

安全是企業的生命，安全就是效益。在安全生產活動中，人是最活躍的因素。在強化人的安全意識和提高安全技能的基礎上，從完善控制邏輯和控制策略上避免因人的因素造成事故是現代化電力企業的關鍵。