提高热工保护可靠性的对策
摘要
关键词
发电厂;热工;保护;策略
正文
随着电力工业的快速发展,大型火电机组在电网中的地位日益重要。660MW机组作为我国火电机组的重要组成,其热工保护系统的可靠性直接关系到机组的安全稳定运行。然而,在实际运行过程中,热工保护系统存在一定的可靠性问题,如设备抗干扰能力不足、防雷击措施不完善等。为了提高660MW机组热工保护系统的可靠性,本文从技术角度出发,对现有问题进行分析,并提出相应的对策。
一、提高热工保护可靠性的意义
(一)保障设备安全运行
提高热工保护系统的可靠性,对于保障设备安全运转具有重要意义。热工保护系统通过对机组工作状态和运行参数的实时监控,可以在发生异常状况期间迅速发出警报,使用合理的保护措施进行保护。例如,自动切除故障设备与系统,避免事故的进一步扩大。这对避免设备由于过载、过热或者其他故障导致的损坏,以及保障操作人员人身安全,都将会具有非常重要的作用。合理的热工保护系统将会确保电力设备可以在复杂多变的工作环境当中稳定运行,降低设备发生故障的概率,极大的延长设备使用寿命[1]。
(二)提高发电厂经济效益
热工保护系统的可靠性直接影响到发电厂的发电效率和经济效益,当热工保护系统失效或误动时,可能导致机组非计划停机,造成发电量损失和设备闲置。此外,设备故障和事故处理也需要额外的维修成本。因此,提高热工保护系统的可靠性,可以减少机组非计划停机次数,降低维修成本,提高发电厂的发电效率和经济效益。同时,可靠的热工保护系统有助于提高电力系统的稳定性,减少电力供应中断的风险,从而提升整个电力系统的社会和经济效益。
(三)增强电力系统稳定性
电力系统的稳定性属于保障电力供应安全可靠的重要基础,热工保护系统作为电力系统的关键组成部分,其可靠性对于维护电力系统稳定性非常关键。通过对机组运行状态进行实时监测与分析,热工保护系统将会在出现异常的情况下迅速做出响应,避免事故进一步发生与扩散。这一方式不仅有助于保障电力系统安全运行,同时也能够提高电网供电水平,满足用户对电力供应可靠性与稳定性的实际需求。因此,提高热工保护系统的可靠性对增强电力系统整体稳定性具有深远的意义[2]。
(四)提升电力行业管理水平
热工保护系统运转期间,可靠性也属于衡量电力行业管理水平的关键指标。一个可靠的热工保护系统可以为电力企业提供准确、及时的运行数据,有助于管理人员对机组运行状态进行科学的评估以及决策。同时,可靠的热工保护系统有助于提高电力企业安全生产水平,进一步降低事故发生概率,提升企业的形象。除此之外,随着电力行业自动化、信息化程度的不断提高,热工保护系统的可靠性对于推动电力行业走向智能化、数字化方向发展也具有重要意义。
二、火电厂660MW机组热工保护常见故障
(一)传感器故障
火电厂660MW机组热工保护系统运转期间,传感器故障属于常见故障类型。传感器负责采集关键参数,例如温度、压力、流量等,并且将这些参数转化成为电信号,供保护系统使用。常见传感器故障较为多样化,例如温度传感器故障,这可能是由于长期高温环境导致热电偶、热电阻损坏,或者由于连接不良、绝缘性能下降而引发的信号失真。这些故障可能会导致保护系统无法准确判断机组的温度状态,进而引发误动作或者漏动作等问题的出现。其次,则是压力传感器故障,压力传感器可能由于内部元件损坏、密封不良、外部环境等因素,导致压力信号不够准确。压力传感器故障的出现,可能会导致保护系统无法正确判断机组压力状态,进而影响机组的稳定运行。最后,则是流量传感器,流量传感器可能由于内部阻塞、磨损、电气故障等原因导致流量测量不准确,一旦流量传感器发生故障,将会导致保护系统无法及时检测到流量异常,进而影响机组的负荷分配以及燃烧效率[3]。
(二)执行器故障
执行器是热工保护系统中的关键部件,负责根据保护逻辑执行相应的动作,如切断电源、关闭阀门等。执行器故障可能导致以下问题,首先,阀门可能因机械磨损、密封不良或电气控制故障而无法正常开启或关闭。阀门故障可能导致机组的保护措施无法及时执行,增加事故风险。其次,电磁阀可能因线圈损坏、接触不良或电气干扰导致无法正常工作。电磁阀故障可能导致保护系统无法切断危险回路,造成严重后果。再次,执行器中的电机可能因过载、绝缘老化或润滑不良导致无法正常启动或停止。电机故障可能导致执行器无法响应保护信号,影响机组的保护效果。
(三)电缆和接线故障
电缆和接线故障属于火电厂660MW机组热工保护系统运行期间的一项常见问题,这些问题的出现,可能会导致信号传输出现中断与错误的情况。例如,电缆在长期使用的过程中可能由于老化等原因,导致绝缘性能下降,甚至出现短路以及漏电等情况。电缆老化可能会导致保护系统在运行期间无法接收到正确的信号,从而影响保护功能的实现与落实。另外,接线错误可能导致保护系统当中的信号传输出现错误,或者保护逻辑出现问题,接线错误可能会导致保护系统误动作,或者无法进行正常工作。最后,则是电缆连接松动,电缆连接松动将会导致信号中断或者干扰问题的出现,影响保护系统可靠性[4]。
(四)软件和控制系统故障
热工保护系统的软件与控制系统故障可能会导致保护功能因此失效,首先保护系统软件可能会存在编程错误以及逻辑错误,进而导致保护逻辑不正确,软件错误可能会导致保护系统无法在关键时刻启动保护动作。保护系统当中的控制器可能由于硬件故障或者软件故障,导致无法正常工作,控制器故障则是会导致保护系统无法有效响应保护信号,影响机组的保护效果。最后,保护系统当中的通信模块可能会由于硬件故障或者网络问题导致通信出现中断,通信故障则是会导致保护系统无法与其他的系统与设备进行数据交换处理,影响整体保护功能。
三、火电厂660MW机组热工保护系统出现障碍的原因
(一)设备老化与磨损
火电厂660MW机组热工保护系统在长期运行期间,设备的老化与磨损属于一项常见问题。随着使用年限的逐渐增加,热工保护系统当中的传感器、执行器、电缆等部件将会出现性能下降、响应速度变慢、信号传输不稳定等问题。尤其是在高温、高压、腐蚀性环境条件影响下,设备的老化速度将会因此加快,进而导致保护功能随之失效。例如,热电偶、热电阻等温度传感器的测量精度下降,可能会因此引发误报或者漏报等情况,极大的影响机组正常运转。
(二)系统设计缺陷
660MW机组热工保护系统的设计缺陷也是导致可靠性问题的重要原因。设计时可能存在以下问题,首先,保护逻辑不合理,导致误动或漏动;其次,系统冗余设计不足,无法在关键部件故障时提供备用;再次,保护装置的选型不当,无法满足实际运行需求;最后,系统抗干扰能力差,容易受到电磁干扰、温度波动等因素的影响。这些问题可能导致热工保护系统在遇到复杂工况时无法正常工作,从而影响机组的安全稳定运行。
(三)维护保养不当
在火电厂运行期间,660MW机组热工保护系统的维护保养不当,也属于一项常见问题。维护保养不到位,可能会导致一些后果随之出现,例如设备清洁度不够,从而导致传感器、执行器的测量精度与响应速度受到影响。另外,则是润滑不良,导致机械部件内部的磨损问题随之加剧。再次,则是电缆绝缘老化问题,这将会增加漏电的风险以及可能性。最后,则是系统校验不及时问题,将会导致保护参数不够准确,这些问题的出现不仅影响热工保护系统运行可靠性,同时也可能会引发安全事故[5]。
(四)人为操作失误
在火电厂660MW机组热工保护系统运行期间,人为操作失误也属于一项不可忽视的重要问题。操作人员在实际操作期间,由于自身对操作流程不熟悉,导致误操作的问题较为常见。再加上在一些紧急情况下,一些操作人员的心理压力较大,很多时候无法正确判断和处理问题。另外,则是忽视了日常维护保养工作,进而导致设备状态不佳,这些人为操作失误将会导致热工保护系统很难正常运转,甚至因此引发了严重事故与影响。因此,加强操作人员培训与管理工作,提升安全意识与技术水平,这对确保热工保护系统运转可靠性具有重要意义。
四、提高火电厂660MW机组热工保护可靠性的策略
(一)完善热工保护系统设计
为了更好的提升火电厂660MW机组的热工保护可靠性,必须要从系统设计的源头入手,在实际设计的过程中,使用一系列合理的综合策略,从而确保热工保护系统不仅安全、可靠,同时经济效益较高。在实际开展工作的过程中,设计需要始终严格遵守国家制定的相关标准与规范,这属于确保系统满足基本安全、可靠性、经济性的基础。其次,则是需要使用先进的热工保护技术,包括但是不仅限于高性能传感器、智能控制系统,这些技术的应用将会显著提高系统检测精度以及响应速度,在第一时间捕捉到异常情况。除此之外,系统结构优化同样较为重要,这要求设计者确保各个保护环节可以无缝达成协同运转,不仅减少了误操作的可能性,同时也降低了拒动的风险,有效提高系统稳定性与可靠性。
(二)加强设备选型与维护
在设备选型的过程中,为了维持设备的最佳工作状态,必须定期进行全面的检查、保养和必要的维修工作。这种定期的维护不仅能够预防设备因磨损或老化而导致的故障,还能够确保设备始终处于良好的运行状态,从而提高整个机组的运行效率。同时,建立一套完善的设备档案系统是至关重要的。该档案应详细记录每台设备的使用历史、维护记录以及任何故障情况,这些信息为后续的故障诊断和预防性维护提供了宝贵的数据支持。对于火电厂中的关键设备,应实施更为严格的监控措施。这意味着要定期对这些设备进行重点检查,以便及时发现任何潜在的隐患。
(三)提升运行操作人员技能
在实际运行的过程中,必须要加强对运行操作人员的培训,这不仅包括理论知识的传授,还涵盖实际操作技能的提升。通过系统化的培训,操作人员将会深入理解热工保护系统的原理,掌握必要的操作技巧,从而在遇到复杂情况下可以迅速、准确的做出各类反应。另外,还需要建立起一套完善的操作规程,这一规程制度当中需要详细规定操作流程、注意事项、应急处理措施,确保操作人员在实际操作期间可以严格按照规范进行,减少人为错误的出现与发生。除此之外,还需要进行定期应急演练,提升操作人员应对突发事件应急处理能力,通过模拟各种可能的紧急情况,操作人员可以在实际操作期间锻炼自己的应急反应能力,增强对应急预案的熟悉度。
(四)建立健全监测与评估体系
首先,需要建立一套先进的热工保护系统监测平台,该平台可以实时监控系统的运行状态,对关键参数开展持续跟踪。通过这一平台,可以更加及时的发现并且处理各类异常状况,确保机组在运行期间可以迅速响应潜在的风险,避免事故的发生与出现。其次,定期对热工保护系统进行全面评估,分析热工保护系统的性能与可靠性,这种定期的评估有助于深入了解系统的运行状况,识别出系统的不足之处。同时,建立热工保护系统故障数据库,属于提高故障诊断与预防能力的关键,该数据库当中包括系统运行的各类故障信息,例如故障原因、处理方法、预防措施,为技术人员提供了宝贵的数据支持,有助于快速定位问题并且使用有效的措施来进行处理。
结束语:
火力发电厂安全稳定运行期间,热工保护系统扮演非常重要的角色和作用,必须要积极针对热工保护误动与拒动的原因进行分析,具体来说包括硬件故障、软件缺陷、人为因素等,这些问题都需要针对性的开展改进与优化。总之,提高热工保护可靠性属于一项系统工程,必须要工作人员不断努力、持续改进,在今后的工作期间需要继续深化对热工保护系统的研究,不断完善相关技术,确保机组安全、稳定、高效运行。
参考文献:
[1]韩新建,韩新春.火电厂热工保护控制系统可靠性技术提升探讨[J].能源科技,2022,20(05):54-58.
[2]孙仲民,张晓宇,莫品豪,郑超,顾乔根.集成热工功能的调相机组非电量保护装置设计[J].电气技术,2022,23(10):91-95.
[3]孟庆博,刁小军,陆海洋.电厂热工保护系统的可靠性分析[J].电子技术,2021,50(11):166-167.
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[5]王学.提高热工保护可靠性的对策[J].质量与市场,2020,(17):105-107.
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