张桐
陕西延长中煤榆林能源化工有限公司陕西省榆林市718500
摘要：近年来，随着电力需求的增长，我国火电机组安全问题尤为突出。火力发电机组向大容量、高参数发展，与此同时对控制系统的可靠性要求不断提高。本文通过嘉兴电厂工程应用中大量案例分析，提出基于本质安全的热控设备可靠性管理的背景，提炼出基于本质安全的热控设备可靠性管理内涵以及提高大型火电机组热控设备本质安全做法，并通过管理创新提升了电厂的热控专业管理、技术水平，提高了机组运行的可靠性并创造了良好的经济效益，具有很高的推广价值。
关键词：本质安全；火电机组；热控设备；可靠性
引言
当前，火力发电仍然是我国主要的发电模式，并且随着电量负荷需求的增加，发电机组逐渐向大容量、高参数发展。与之相对应的，系统及设备的安全性可靠性的要求也越来越高，其中，热控设备的可靠性要求是重点内容。据统计，每年由于热控设备故障而导致的火电机组事故比例高达30%以上，这些故障不仅破坏了大量的热控设备以及发电机组系统，同时严重影响了供电系统的畅通，给人们生活以及社会工业生产带来了诸多影响。由此可以看出，提高热控设备的可靠性管理质量对于保证整体火力发电系统的良好运转具有重要的意义。
1我国火电机组热控设备的现状
热控设备是火电厂重要的设备之一，在火电厂中发挥着极其重要的作用。目前，热控设备选型统一化、控制系统一体化的设计已成为当今我国电厂的一种发展趋势。热控设备选型的统一化和控制系统的一体化大大便捷了发电厂的各项操作以及检修和维护，随着热控技术的发展成熟化，火电厂的很多设备也有了更多的、更好的选择余地。但是对于规模较大的火电厂，由于机组的等级较高，所以，对主机和主要的辅机的性能参数要求较高，当下，由于我国科技水平较低，生产出来的设备很难满足大型火电厂的发展要求，因此，很多设备仍需要从国外进口，这样设备的选择余地就会大大缩小，然而，进口设备的控制供货方，都要求配置采用进口国家本国的控制系统。进口设备的控制供货方一般不会将汽轮机、路系统等系统纳入主机的DCS中进行设备的控制，如果进口国不按照要求进行交易，将不会保证进口设备的性能。这样将会为热控系统一体化设计和选型带来很大的阻碍。
2热控设备故障频发的主要原因
2.1系统设计及安装存在漏洞
热控设备安装是火电厂基建工作内容的一部分，在安装过程中，由于对系统的认识不足或者安装使用的侧重点不同，就会留下可靠性的隐患。当前，大多数火电厂在系统的设计及安装过程，更多的是从使用的角度进行考虑，例如更好的提高设备的运行状态，更大限度的提高热控效率，但是，在提高系统的可靠性层面投入的较少。这种设计以及安装的思路，会导致很多大型机组在投产运行的初期，出现大量的非计划停运，从而极大的降低了整体机组的工作效率。由此可以看出，系统设计以及安装过程中存在的客观漏洞使得控制设备的可靠性较低，无法满足实际大型机组的工作需求。
2.2DCS上电直接决定着热控施工的进度
DCS接地系统安装完毕、电源系统盘柜安装完毕、单控操作台及大显示屏安装完毕、DCS盘柜安装完毕、DCS相关盘间电缆敷设完毕、与厂用电受电相关电气电缆敷设完毕、电气专业UPS系统安装完毕是DCS上电应具备的最基本的条件。DSC上电标志着热控专业安装工作已经全面启动，当DSC上电工作开始进行时，热控施工的电缆通道已经打通、盘间电缆附设完成、就地电缆敷设全面开始、集控室盘柜安装基本结束、就地取样焊接开始。
3基于本质安全的热控设备可靠性管理过程
3.1强化基建全过程控制，提升热控设备的本质可靠
新建大容量火电机组在设计、调试及运行初期，由于控制逻辑设计不合理、控制系统本身存在的弱点而没有有效克服。主要是在系统设计时的出发点不同，设计院在设计时更多的站在设备厂家的立场上，设备厂家更多的从保护本设备安全的角度出发考虑，从而使保护重复设置。而生产单位则在保证设备安全的基础上更多地考虑系统的安全稳定运行，使机组能长周期连续运行。提高大型机组运行的可靠性和安全性是摆在我们热控专业工程技术人员面前的一个重要研究课题。（1）基建过程可靠性管理。在浙江省电力试验研究院开展的全过程监督工作中，我公司热控专业生产准备技术人员介入基建的每一个过程中，对基建过程中的问题以设备维护角度提出改进措施，有效地提高了设备的本质可靠性。同时专业技术人员从设备安装、DCS的培训、组态、主动参加机组的调试过程，使专业技术人员最大程度地熟悉了设备和生产过程，有效地保证了基建和生产的平稳过渡。也使工程技术人员技术在基建的过程中得到锻炼、提升、展示。此外，我们首次全面结合风险评估和危险点分析，从热控设备本质可靠角度，对机组控制系统的逻辑、电源系统、硬接线接口、通讯接口等进行了系统性的研究、实施，使机组的可靠性得到大幅度地提高。（2）提高热控设备本质安全的主要技术措施。针对大型火电机组热控系统存在的的技术问题，通过对各系统间数据交换的标准化设计、实现中压缸全程自动启动和机组旁路系统在DCS控制、DEH与DCS系统间接口、实现部分DCS系统之间的控制接口、热控配电电源系统、机组一次调频控制系统等进行全面的优化与改进，提高机组热控系统技术水平，提升热控系统的本质安全。嘉电二期4台600MWe机组基建投产后，热控误动的次数明显低于其他同类型机组，在2006年中没有出现过由于热控误动引起机组跳闸，其中4号机组基建检查性大修后连续运行346天，5号机组大修后连续运行750天多。这些创新的思路、方式已在其他同类型机组得到应用、推广。
3.2规划热控设备可靠性管理的分类及周期
热控设备是由多个系统结构组成，每个结构组成的可靠性要求都不同。因此，在实际的可靠性管理过程中，应当根据各部分可靠性要求的不同，分别制定合理的可靠性管理措施以及校验周期。例如，从功能的角度制定热控系统、热控设备、热控软件的分类原则和方法；另外，可以根据仪表校验的实际措施，在热控设备分类的基础上确定各类仪表的合理校验周期等。
3.3实施热控标准化作业，提高应急处理水平
为降低DCS系统主控模件故障处理风险，缩短模件在线异常处理时间，编制DCS系统主控卡故障典型操作卡，基本包含了所有DCS主模件故障情况下的操作步骤及其安全措施。通过对典型操作卡的使用，一方面降低处理人员技术水平差异引起的事故风险，另一方面通过典型故障操作卡可大大缩短故障处理的时间；通过标准化管理的方法提高了热控设备的应急处理水平，将主模件故障后的处理风险降到最低，降低了处理复杂问题的风险。DCS系统主控制模件异常处理中为确保机组的安全运行，整个处理过程往往持续时间长，这不仅影响机组的出力，假如在长时间的处理过程中，模件异常进一步扩大将可能导致机组跳闸。通过对主控制模件异常处理实例的过程分析，安措准备时间占处理过程用时82%。而更为重要的，准备工作稍有疏忽就可能引起故障处理的失败造成机组跳闸。处理人员技术水平差异引起安全措施水平的降低也是一个不容忽视的问题。
结语
随着我国设备自动化水平的不断提高，热控专业在机组安装和试运过程中发挥着越来越重要的作用，由于大型火电机组安装施工工程所涉及的作业环节较多，热控专业施工的工期较长，所以，我们一定要做好热电机组安装的工程管理工作，切实落实热控专业工程施工的要点。
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