发电厂热控系统可靠性评估平台的研究与开发

2014-12-11杨明花包建汉

仪器仪表用户 2014年6期

杨明花，包建汉

（浙江浙能温州发电有限公司，浙江温州 325602）

0 引言

随着大容量、超临界发电机组的不断投运，热工自动化系统（简称为热控）的测量仪表与控制设备应用范围不断扩展，覆盖着发电厂的各个角落，其可靠性对机组安全经济运行和电网稳定性的影响愈来愈突出。热控系统的设备选型、控制逻辑设计、安装调试、运行维护中存在的隐患，如不能及时发现与排除，随时都有可能引起热控保护系统的误动或机组跳闸。因此除了按规程DL/T774规程[1]规范性地进行检修维护外，做好热控系统各阶段、全过程质量监督与可靠性评估，尽早发现控制系统和设备中问题予以解决，以提高热控系统与设备运行可靠性，已发展成为电力建设和电力生产中至关重要的工作。

在此情况下，电力行业发布了DL/T261《火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则》标准[2]。该标准强调了控制系统设备重要性分类、可靠性评级、故障分类与分级的管理办法、技术评估程序、过程评估项目内容和技术要求，为开展热控系统的设计、安装、运行检修维护和管理工作的可靠性技术评估，推动热控系统可靠性过程控制的科学化、规范化、精细化管理，提供统一的依据和指导。为使DL/T261标准的内涵落实到实处，避免热控系统可靠性评估和巡检工作中，由于工作人员的经验、水平和考虑问题全面性的差别，使评估内容或结果存在随意性。温州电厂申报了浙江能源集团项目，进行了《热控系统全过程可靠性评估平台》的研究与开发，为提高热控系统可靠性，减少因热控原因引起的机组跳闸事件，稳定电网运行，提供了一种实用手段。

1 项目研究与开发方案

1.1 项目研发目标

由于热控系统过程可靠性评估平台，覆盖机组热控系统的配置设计、基建安装调试和运行检修维修及技术管理的全过程，评估内容错综复杂，为保证研发的平台软件具有实用性，经过对发电厂热工评估、监督管理工作和巡检工作开展情况的调研，项目人员经过多次专题研究，最后确定了评估平台研发3项目标：

1）系统开发针对热控系统的设计、基建、生产过程3个阶段，每阶段评估流程包括评估申请、计划方案生成、方案实施、报告生成、评估后续问题解决指导意见等。

2）被评估电厂可以采取自评，也可以直接委托具有相应资质的评估组织或机构来评测，基本评估流程为：评估申请、计划、实施、报告生成、发现问题处理。

3）现场评估终端与上微机溶于一体，可靠性评估采用手持终端在现场评估和打分，取消传统纸质方式，评估终端连接电脑，自动上传与下载数据并自动生成评估报告。通过统一管理评估模型和评估数据，提高现场评估的规范性和效率、监督管理的实效性。

图1 系统网络架构图Fig.1 Systems network architecture diagram

图2 系统业务流程图Fig.2 System business fl ow diagram

1.2 项目总体设计方案

项目专业人员以DL/T261《火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则》标准为依据，结合发电厂热控技术管理的经验，对可靠性评估软件平台做了详细的需求分析，开发平台的选择，网络结构的确定，具体内容概述如下：

1.2.1 网络架构

可靠性评估软件平台的采用B/S网站架构，原则性网络架构如下所示，在Web端采用了AJAX技术和JQuery框架，与传统的网页相比，用户在操作过程中具有更好的交互性和更高的用户体验度。

在电厂内网，主要有服务器、无线路由器和手持终端。手持终端通过WIFI连接无线路由器，从而可以在内网中访问服务器，实现下载和上传数据的功能。

在电厂外网，有一台临时的维护电脑通过VPN登录到电厂内网，实现对服务器的远程维护。在电厂实际使用过程中，不需要临时维护电脑的存在。

1.2.2 系统业务流程

根据DL/T261标准提出的评估过程程序要求和电厂技术日常技术管理经验，可靠性评估软件平台设计了基本业务流程图2。其中：

1）评估申请

评估申请，设计和基建阶段评估由电力建设单位提出，生产过程评估由业主单位提出；用户填写评估申请时，选择评估阶段（设计阶段、基建阶段、生产阶段或全过程评估）；选择评估范围（主厂房范围评估和全厂范围评估）；提出评估要求（专业、方法、目标和试验对象）。

2）评估方案制订

主管评估组织应根据评估申请，在评估方案中，给出评估计划，评估目的与任务描述；提出评估环境要求，包括先决条件（评估时的系统或设备运行状态条件要求）、限制条件（评估过程中限制运行的条件，如投入备用设备或安全系统等）、特别注意事项（如信号的强制或拆除，环境条件等）、评估资料（列出所需要查阅的评估资料，如图纸、技术规格书、设备故障记录等）、试验仪器与人员（完成工作所需要的专用试验设备、标准仪器、工具和电厂人员配合要求）；列出完成评估工作的内容、步骤、方法与标准和评估过程时间，计划达到的评估结果形式，提供评估项目人员结构和职责分工等。

3）评估方案实施

评估过程中，采用试验法评估，进行现场排查、指标抽测和试验、参数和曲线分析、人员技能水平模考；采用解析法评估，进行资料查看、风险分析、安全性评估；采用座谈形式，进行问题讨论和处理措施交流。

4）评估结果

现场终端的评估记录，连接上微机后自动生成评估报告，对评估过程中的问题自动分类列表：

严重隐患项（危及机组安全、环保的问题和有可能造成设备一级故障的缺陷）。

重要隐患项（影响机组经济运行，有可能引发设备二级故障的缺陷）。

一般隐患项（不影响机组安全经济运行，但有可能发展为二级故障或一级故障的缺陷）。

针对问题列表，在与电厂专业人员充分讨论的基础上，根据本专业的有关标准和规程、结合先进的可靠性管理理念和专家经验，给出有针对性、可操作性的整改建议：

严重隐患项除了“限时整改”意见以外，应给出防止隐患扩大的有效措施。

重要隐患项除了“适时整改”意见以外应给出具体整改方案或意见。

一般隐患应提供处理建议和防止隐患扩大的技术措施。

可靠性评估软件平台采用Mybase数据库，该平台软件的主要模块见图3。

图3 系统结构图Fig.3 System structure diagram

图4 系统功能框图Fig.4 System functional block diagram

2 可靠性评估软件平台主要功能

2.1 平台系统柜图

根据DL/T261《火力发电厂热工自动化系统可靠性技术评估导则》要求，组合软件开发的经验，研究了软件平台可靠性评估模型及其评估方法，其中评估模型主要包括热控设备与系统评价模型（包括控制系统配置可靠性、控制系统性能与应用功能、独立控制装置、电源、气源和公用系统、现场设备安装维修、控制系统运行、技术管理可靠性）；相关的评估方法，主要包括设备及系统的分值和权重研究、一二次设备的可靠性评价方法研究、典型DCS的可靠性评估方法研究、亚临界机组和超亚临界机组的可靠性评估方法研究。

根据上述可靠性评估模型及其方法的研究成果，开发的热控系统过程可靠性评估平台软件，用于机组热控自动化系统可靠性评价（包括热控系统可靠性配置、基建阶段技术评估、生产阶段技术评估），其系统功能框图如图5所示。

2.2 平台特点

热控系统过程可靠性评估平台软件开发选用体系结构以B/S结构为主。数据库采用Mybase，手持硬件选型选用市场流行手机桌面应用方式，符合工业级应用，耐摔、耐脏。

整个可靠性评估平台软件覆盖了机组热控系统配置设计、基建安装调试、运行检修维修及技术管理全过程，实现了评估工作的申请、审核评估等相关资料的填写与确认；根据要求可选择自评、外评功能；可分别选择设计评估、基建评估、运行评估、安全评价、监督评估等或全过程评估，给出分析法的定性分析标准和试验法的定量分析标准，形成评估方案并通过审核；将审核后的评估方案下载到手持终端进行现场评估；现场评估记录后，连接电脑可自动生成评估报告，给出评估问题处理的指导意见。

可靠性评估平台软件采用终端到现场评估和打分，取消传统的纸质打分方式，评估后终端连电脑，自动上传与下载数据并形成评估报告。提高了现场评估的效率和精确度。

该平台软件在Web端采用了AJAX技术和JQuery框架，与传统的网页相比，用户在操作过程中具有更好的交互性和更高的用户体验度。Android终端遵循了标准的官方界面设计原则，用户无须培训即可从其他应用的使用习惯中无缝切换到本系统。