浅谈火力发电厂热控保护策略应用

1　概述

随着我国电力工业快速发展和电力工业体制改革的不断深化，高参数、大容量、自动化水平高的机组不断投运和高电压、跨区电网逐步形成，尤其是现代计算机技术不断应用与电力生产，在安全生产方面出现一些新的情况，对安全生产管理工作也提出新的要求。建立本质性安全企业，树立“安全第一、预防为主、以人为本”的安全理念，是当今电力企业的中心工作。以人为本，预防人为性事故的发生，就要逐步完善控制策略，在自动安全处理功能上要保证设备和人身的安全。

2　控制保护逻辑的完善优化

随着DCS在电力系统的应用，大大提高了机组的自动化水平，减轻运行人员的操作，但是因部分控制策略不完善或个别运行人员不熟悉控制逻辑，造成在操作过程中偶尔出现一些意想不到的异常情况发生，从而将引发设备损坏、人员伤害等事故。在生产过程中我们不断研究、探索控制逻辑的严密性，不断改进完善，从控制策略上确保设备和人身的安全。

2.1　无扰切换逻辑的完善

2.1.1　“最高/最低负荷”的逻辑修改方案

逻辑存在的问题为：在机组投入CCS方式以前（包括机组停运期间），一旦“最高/最低负荷”不能正确设置（如：“最高负荷”低于当前的目标负荷，或者“最低负荷”高于当前的目标负荷），内部逻辑将按照设定的负荷变化率对目标负荷进行预处，并且在机组投入CCS方式时，该预处理结果将直接生效，从而导致负荷指令输出突变。逻辑中的最高负荷、最低负荷原为CRT画面直接修改的数值，现在改为算法模块AOUT的输出，并对AOUT的参数正确设置，实现以下功能：当解除CCS方式时，“最高负荷”缺省设置为335MW，“最低负荷”缺省设置为0MW，CRT画面上不允许改变其输入值；当投入CCS方式时，“最高负荷”初始值为335MW，“最低负荷”初始值为0MW，运行人员可根据机组情况在CRT画面上进行修改。

 2.1.2　“最高/最低压力”逻辑修改方案

逻辑存在的问题为：在机、炉主控器投入自动方式以前（包括机组停运期间），一旦“最高/最低压力”不能正确设置（如：“最高压力”低于当前的目标压力，或者“最低压力”高于当前的目标压力），内部逻辑将按照设定的压力变化率对目标压力进行预处理，并且在机、炉主控器投入自动方式时，该预处理结果将直接生效，从而导致锅炉主控指令输出突变。逻辑中的最高压力、最低压力原为CRT画面直接修改的数值，现在改为算法模块AOUT的输出，并对AOUT的参数正确设置，实现以下功能：当机、炉主控器解除自动方式时，“最高压力”缺省设置为16.18MPa，“最低压力”缺省设置为0MPa，CRT画面上不允许改变其输入值；当机、炉主控器投入自动方式时，“最高压力”初始值为16.18MPa，“最低压力”初始值为0MPa，运行人员可根据机组情况在CRT画面上进行修改。

2.1.3　“机前压力设定值”逻辑修改：

逻辑存在的问题为：在锅炉主控器投入自动方式以前（包括机组停运期间），一旦“压力变化率手动设定”为零， 则锅炉主控自动方式回路中将不能正常跟踪。因此，在投入锅炉主控自动方式时，“机前压力设定值”将出现突变现象。为解决上述问题，现逻辑做修改在手动方式下以恒定的小值（0.005）速率跟踪机前压力实际值，做到从手动方式到自动方式的无扰切换。

2.2　互锁和闭锁方案的应用

在控制系统中相关设备之间在功能上往往需要互锁和闭锁功能，避免控制逻辑的混乱，进而引起不安全情况的发生。

2.2.1　在汽轮机主汽门活动试验原设计的互锁功能是两个主汽门活动试验指令互锁，即当一个主汽门的活动试验按钮按下时，另一个主汽门活动试验不能进行；当＃2主汽门全开时，才允许＃1主汽门进行活动试验，但是未设计“当＃1主汽门全开时，才允许＃2主汽门进行活动试验”功能。现增加“当＃1主汽门全开时，才允许＃2主汽门进行活动试验”功能。避免在线做试验时，有一个主汽门未全开或接点不好，在做另一个主汽门试验造成两个主汽门全关而导致汽机保护动作。

 2.2.2　汽轮机原高加投解逻辑存在不合理之处，原高加逻辑在判断高加已经投入时，只用了入口门全开这一个条件。经在线试验发现在高加投运过程中有可能发生断水。故现修改为当高加进出口门全开、大旁路门全关时，才算高加投入，用这个“高加已投入”信号去闭锁所有的高加解列条件（包括水位高和运行人员手动操作解列高加），即只有在高加已经投入以后，才允许高加走解列程序。这样将高加的投入逻辑与解列逻辑完全分开，避免了二者相互迭加造成逻辑混乱，从而避免断水事故的发生。

2.2.3　汽轮机组高加进口电动门硬接线控制回路：原开、关力矩接点分别串接在各自的开关控制回路中，现改为开、关力矩（常闭接点）串接后（作为开关控制的公共部分）再接入开关控制回路，从后一个力矩开关后接出故障继电器，当控制电源失去，或热偶动作，或把手开关断开，或任一力矩开关断开，均使故障继电器动作，发出故障信号，且使高加进口电动门开、关指令都复位。在DCS系统修改逻辑：用高加进水电动门综合故障信号在触发器的“R”端闭锁高加出水电动门的关指令。 

2.3　增加保护解投按钮

随着DCS应用范围的扩大，大部分保护逻辑是软逻辑，解除保护全部必须从控制计算机上解除，这就不可避免的会发生解除错误而引发异常情况的发生，为预防该情况的发生，对每个保护设置两个保护投解按钮，一个是保护投入按钮，一个是保护解除按钮。

当保护在解除状态时，保护“解除”按钮为红底色，其上文字显示为“RELIEVED”;当保护在投入状态时，保护“解除”按钮无红底色，其上无英文显示。当保护已经动作时，保护“投入”按钮的底色是红色,其按钮上的文字为“OPERATED”；当保护为正常状态时，保护“投入”按钮无底色,其上无英文显示。将上述逻辑判断出的“保护已投入”串接或并接到相应的保护回路中，使其实现：在保护投入状态下，“保护已投入”逻辑为“1”保护可以正常动作；在保护解除状态列下，“保护已投入”逻辑为“0”，闭锁相应保护的动作。

2.4　增加人机提示画面

在部分重要设备操作时，增加“确认”按钮，以进一步提醒操作人员操作是否正确。例如当点击“真空破坏门开”按钮时，系统会出现一个提示窗口“确认开？”，再次确认后按“是”按钮后，开指令才发出。同时在顺控程序执行、保护投解等操作前都有类似的提示窗口，避免了操作错误。

3　结束语

安全是企业的生命，安全就是效益。在安全生产活动中，人是最活跃的因素。在强化人的安全意识和提高安全技能的基础上，从完善控制逻辑和控制策略上避免因人的因素造成事故是现代化电力企业的关键。