火力发电厂的热控保护技术及实施要点分析

杨文盛

山西鲁能河曲发电有限公司 山西忻州 036500

1 热控自动化保护装置及其重要性

1.1 热控自动化保护装置概述

热控自动化保护装置是为了保障热控系统运行安全而在电力元件、电力设备及线路关键部位安装的测温元件及其他测量和控制温度的自动化保护装置。常见的包括热工热量控制仪、信号灯、保护连锁、测温器、保护套管等。由于火电厂热力系统极其复杂，因此热控自动化保护装置类型非常多样。它安装在热力系统各个需要被检测温度的位置及其设备表面。热控自动化保护装置都是紧贴被测物体表面，且为了防止高温高压冲击造成的保护失效，自动化保护装置均需要安装保护套管。

1.2 重要性

热控自动化保护装置可以通过对热力系统运行过程中各部位温度的测量来监控系统各部位运行的异常，在检测到设备及系统运行安全时发出告警或提示，为检修人员提供设备检修和维护的依据。热控自动化保护装置的应用使得热力系统故障检修更具计划性和主动性，通过热控自动化保护装置的保护作用监测系统运行安全，并利用监测的数据实现对电力系统设备的周期性、计划性的检测与校验，为火电厂热控系统及设备的管理模式的创新提供了条件。这种预防为主、安全管理的模式能够在确保系统安全运行的前提降低系统安全管理的成本，从而提高电力系统运营的经济效益。由此可见，热控自动化保护装置的应用及有效维护对电力系统可持续发展有着重要的促进意义[1]。

2 火力发电厂热控保护技术

2.1 加强热控系统控制功能的逻辑优化

为了提升热控系统运行的安全性，建议对热控系统控制功能逻辑进行优化。热控控制逻辑的优化可以提高系统对一些小故障的优化。系统通过预先设计保护的程序来判断热控系统动作质量的正确与否。当系统检测到逻辑错误时，表明热控系统控制出现了失误，系统需要自动做出反应和调整，来启动故障保护。这样即便在自动化保护装置故障时联动保护无法启动的情况下，热控系统也能自动的避免故障发生时系统机械运行引发的更大故障。热控控制逻辑的设计不受电磁感染，因此稳定性更好。这也为自动化保护装置维护过程中热控系统的安全保护提供了基础。

2.2 对无忧切换逻辑进行优化

2.2.1 最高/最低负荷逻辑

该种逻辑经常存在的问题就是在火力发电机组投入CCS 运行之前，如果最高/最低负荷模块设置不够准确，常见的就是最高负荷低于目标负荷或者最低负荷高于目标负荷，那么内部逻辑就会按照设定的参数对目标负荷进行预处理，机组投入CCS 后，处理结果就会发挥作用，导致火力发电的各种指令输出突变，给安全运行造成很大的影响。在具体优化中可以这样进行：将之前的最高/最低逻辑需要在CRT 画面上进行修改的数值改为用算法模块AOTU输出，并对其中的参数重新设置，优化为以下功能：当CCS 模式被解除时，最高负荷变为了缺省设置35MW，最低负荷缺省设置为0，之前的CRT 界面上不再允许进行参数调整，当对CCS 模式进行投入时，最高负荷的初始值可以设置为336MW，最低负荷设置为0，内操人员可以在CRT 画面上进行调整。

2.2.2 最高/最低压力逻辑

该种逻辑也是影响火力发电系统运行的常见逻辑类型，常见问题为机、炉主控器在进行自动化控制以前，如果出现最高压力/最低压力设置不准确，同样会出现系统压力按照设定的压力值对目标压力进行预处理，在主控器运行之后，处理结果直接生效导致锅炉的压力出现变化，影响DCS 操作和锅炉的安全。该种逻辑的处理原理与最高/最低负荷逻辑大致相同，将控制器投入运行之前的压力调整修改为算法模块AOTU的输出，并对其参数进入如下的设置：在锅炉主控器不采用自动模式时，分别对最高和最低压力缺省设置为17.23MPa 和0，当锅炉主控器投入运行后，根据要求设定初始值，内操人员同样可以在CRT 画面上进行调整。

2.2.3 机前压力设定值逻辑

机前压力设定值逻辑关系到锅炉自动化模式的回路，如果锅炉主控器在进行自动化运行之前的压力变化率手动设定值变为零，那么锅炉主控自动化回路将不能正常的对变化率进行追踪，会造成机前压力值出现突变。在优化机前压力设计值逻辑时，逻辑控制变量可以设置为手动模式下以恒定的小值速率跟踪机前压力实际值，这样就会实现锅炉主控器手动模式向自动模式的无忧切换[2]。

2.3 互锁和闭锁模式的应用

为了降低发电系统的安全隐患，热控保护系统中的互锁和闭锁功能是应用极为广泛的，可以减少各种控制逻辑出现混乱。发电厂中的很多汽轮机的主汽门活动设计的互锁功能是通过两个主汽门的活动的指令来实现的，比如一个活动汽门按钮启动时另外一个汽门自动实现锁住，该种情况虽然能够避免两个汽门同时全开，但是如果活动汽门没有全开或者接点不理想，在进行另外一个汽门的试验中就会造成两个汽门都无法开启，导致汽轮机出现保护动作。该种高加逻辑在判断高加已经投入时，只采用入口门全开的条件，这就导致高加投运中可能会出现断水，导致汽门无法全开。为了解决该种情况可以将逻辑修改为当高加进出口门全开以及大旁路全关时，才能被定义为高加投入，使得投入逻辑和解列逻辑完全分开，避免两种逻辑出现混乱，造成断水情况的出现。

3 结语

热控自动化保护装置是火电厂电能生产的重要设备，只有做好热控装置的维护工作，才能保证火电厂其他设备的安全运行。对于装置运行中存在的问题必须高度重视，从不同层面加强装置的维护水平。通过不同的维护策略使热控装置处于稳定、高效的运行状态，防范安全隐患问题发生，降低运行中的风险，从而延长热控装置的使用寿命，确保其他设备可以长期、稳定、安全的运行，实现火电的厂高效生产和长远发展。