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文档简介

1、提高火电厂热工自动化系统可靠性的提高火电厂热工自动化系统可靠性的重点技术措施重点技术措施主讲人:金主讲人:金 涛涛前 言随着近几年机组容量、热工系统监控功能不断增强,范围迅速扩大,故障的离散性也增大,使得组成热控系统的控制逻辑,保护信号取样及配置方式,测量设备(包括测量元件、开关、变送器、显示装置等)、控制设备(包括控制装置、计算机系统硬/软件等)、执行设备(包括执行机构、电动门、电磁阀等)、电缆、电源、热控设备的外部环境以及为其工作的设计、安装调试、运行维护和检修人员的素质等等,这中间任何环节出现问题,都会导致热控装置部分功能失效,引发系统故障或机组跳闸,甚至损坏主设备。由于种种原因,热工控

2、制逻辑的完善性和合理性、热工保护信号的取信方式和配置,都还存在不尽人意处,引发热工保护系统不必要的误动还时有发生。结合我公司近三年来发生的一些不安全事件,例如:2009年曾经出现过的#1、#2炉机组发生风烟系统主要参数异常现象,二次风风量测量参数失真,炉膛压力低低动作导致机组MFT动作;2010年#2机组LV抽汽调门由于控制逻辑不完善造成控制系统强制100%指令全开现象;2011年#2机组由于DCS系统屏蔽接地不良导致机组运行参数异常波动的现象,进一步提高热控设备和系统的运行可靠性和机组运行的安全经济性已至关重要。 1.单元机组分散控制系统配置 1.1 操作员站、工程师站、实时数据服务器和通讯

3、网络的配置:1)DCS中的操作员站、控制器、实时数据服务器和通讯网络均应采用可靠的冗余配置。2)为便于检修与维护,工程师站宜具备操作员站显示功能,否则宜在工程师室中配置操作员站,单元机组集控室内操作员站通常宜不少于4台。 1.2 控制器的配置,应遵循下列原则: 1)主要控制器应采用冗余配置,控制器的对数配置,应严格遵循机组重要保护和控制分开配置的独立性原则,不应以控制器能力的提高为由减少控制器的配置数量而降低了系统配置的分散度。2)为防止一对控制器故障导致机组被迫停运事故的发生,重要的多台冗余或组合的辅机(辅助设备)控制,应按下列原则配置控制器:送风机、引风机、一次风机、凝结水泵和循环水泵等两

4、台冗余的重要辅机以及A、B段厂用电,应分别配置在不同的控制器中,但允许送风机和引风机等按介质流程组合在一个控制器中。给水泵控制系统宜分泵配置在不同控制器中,但允许同泵的MEH系统和和METS系统合用控制器。磨煤机、给煤机和油燃烧器等多台冗余或组合的重要设备应纵向组合,配置到至少三个控制器中。3)为减少一对控制器故障引起模拟量控制系统失灵造成的影响,控制回路应配置分散在不同控制器中。影响同一重要参数的控制回路应尽量配置在不同控制器中,不宜将主汽温度和再热汽温度控制,或送风和引风控制系统等集中配置在一对控制器中。 4)同一个控制系统的纵向(如对应制粉系统的给煤机、磨煤机、风门等)应布置在同一控制器

5、中。5)为保证重要监控信号在控制器故障时不会失去监视,应在不同对的控制器中配置下列重要安全参数(配置硬接线后备监控设备的除外):汽包水位、主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、炉膛压力。 1.3 I/O信号的配置,应遵循下列原则:1)重要I/O信号,应冗余配置(重要的关键参数,应采用三重冗余变送器测量,如机组负荷、主蒸汽压力、调节级压力、汽包水位、汽包压力、炉膛负压、汽轮机转速等;仅次于关键参数的重要参数,应采用双重冗余变送器测量,如过热汽温、再热汽温、给水温度、给煤量、磨煤机一次风量、磨煤机出口温度等。2)冗余配置的I/O信号,必须分别配置在不同的I/O模件上。 3)多台同类设备,其各自控制

6、回路的I/O信号必须分别配置在相互独立的I/O模件上。 4)同一个控制回路的输出与输入信号应布置在同一对控制器模件机柜中。 5)模件通道间应相互隔离(防止一个通道电压串入,损坏其它通道等故障的发生)。 6)用于机组和主要辅机跳闸的输入信号,必须直接通过相应保护控制器的输入模件接入。 1.4 DCS系统的各项性能指标(控制器处理周期、系统响应时间、SOE分辨率、处理器的最大负荷率和系统通讯负荷率等),应满足DT/L 774- 2004热工自动化系统检修运行维护规程要求。 1.5 控制系统与其连接的所有相关系统(包括专用装置)的通讯负荷率设计,必须控制在合理的范围(保证在高负荷运行时不出现“瓶颈”

7、现象)之内,其接口设备应稳定可靠。 1.6 与其它信息系统联网时,必须按照火力发电厂厂级监控信息系统技术条件、全国电力二次系统安全防护总体方案和相关法规的要求,配置有效的隔离防护措施。 1.7 正常运行时,操作员站的外部接口功能与工程师的系统维护功能应闭锁。 1.8 DCS 应达到EMC级电磁兼容性要求。 1.9 当用于保护与控制的参数严重异常时,应有明显的声光报警,并提供可进一步了解信号情况的手段。 1.10ETS系统通讯应为双网通讯,保证当发生局部通讯不正常时,ETS系统能正常工作。 2.公用系统和辅助系统配置 2.1 辅助系统热工自动化水平应按照火力发电厂辅助系统(车间)热工自动化设计技

8、术规定(DL/T5227-2005),从控制方式、热工自动化系统配置与功能、运行组织、辅助车间设备可控性等多方面综合考虑。 2.2 水、气、煤、灰、油等程控系统和脱硫系统应设置必要的就地操作功能,以便在程控系统故障的紧急情况下,可以通过就地手操功能维持公用系统运行。 2.3 采用车间集中控制的辅助系统(车间)宜在无人值班车间(区域)设置闭路电视监视系统,并与主厂房闭路电视监视系统统一考虑,以便于就地设备的监视。 2.4 辅助车间分别按(水、灰、煤)各控制区域的PLC(包括电源装置、CPU等)、交换机、上层主交换机及网络连接设备(网口、网线等)分别冗余设置,保证辅网运行的可靠性。 2.5 煤、灰

9、、水控制网络系统应能与主厂房分散控制系统(DCS)、全厂信息监控系统(SIS)进行通信,并有互相联接的功能以实现全厂监控和管理信息网络化。 2.6 不同单元机组对同一个公用系统设备进行操作时,须设置优先级并增加闭锁功能,确保在任何情况下只能有一个单元机组对公用设备进行操作。 2.7 与机组DCS系统连接的所有公用系统(包括专用装置)的供电电源必须可靠,接口设备均应冗余配置;为保证高负荷运行时不出现“瓶颈”,其通讯负荷率应控制在40%或20%(以太网)以下。在多个主系统(如二台机组)均可对公用系统进行操作的情况下,必须设置优先级并增加闭锁功能,确保在任何情况下,仅一台机组的DCS系统可对公用系统

10、进行操作。 2.8 循泵房环境远较电子设备间差,远程控制装置应充分考虑现场温湿度、防尘、防电磁干扰等因素,并为所增设防护设施考虑完善配套解决方案。 2.9 按危险分散的原则分配循泵房DO通道,使一块卡件只控制一台循泵。 2.10 仪用压缩空气系统的运行、压力、故障等信号,应引入对应单元控制系统(或辅助车间控制系统)中监视和声光报警。为防止输出继电器故障或中间控制回路松动等,导致仪用空压机系统运行异常,DCS系统控制空压机启停指令应为短脉冲,空压机就地控制应设计有自保持回路。3.热工保护逻辑与设备优化 3.1 根据热工保护“杜绝拒动,防止误动” 的基本配置原则,所有重要的主辅机保护信号,应尽可能

11、采用三个相互独立的一次测量元件和输入通道引入,并通过三取二的逻辑实现。不满足三取二要求的,经过专题论证可增加证实信号或改为值报警。 3.2 触发停机停炉保护信号的开关量仪表和模拟量变送器应单独设置;当与其它系统合用时,其信号应首先进入优先级最高的保护联锁回路,其次是模拟量控制,顺序控制最低。控制指令应遵循保护优先原则,热工保护系统输出的操作指令应优先于其它任何指令。 3.3 保护回路中不应设置供运行人员供切、投保护和手动复归保护逻辑的任何操作设备,工程师站中设计有投切开关的保护系统,应设置有切投开关操作的确认功能。 3.4 DCS控制器发出至MFT、ETS和发电机跳闸系统(GTS)的机组跳闸指

12、令,至少必须有两路信号,通过各自的输出模件,并按二取一(还是二取二)、三取二或22逻辑启动跳闸继电器。 3.5 当DCS总电源消失时,应直接通过FSS和ETS的输出继电回路自动发出停炉和停机指令。 3.6 单元机组的锅炉、汽机和发电机之间必须装设下列跳闸保护:1)锅炉故障发出总燃料跳闸(MFT)停炉信号后,单机容量300MW及以上机组应立即停止汽轮机运行。100MW至200MW机组除非设置有可靠的温度变化速率保护或低温保护(参考450),和汽包水位高联跳汽轮机组保护,并同时设置有防止汽轮机进水保护装置,否则也应立即停止汽轮机运行。2)汽轮机跳闸时,除非机组具有FCB功能,或解列前汽机负荷小于3

13、040%(视旁路容量而定)且旁路系统可快速开启投入工作,否则应立即触发MFT停炉。3)汽轮机故障发出ETS停机信号,表征汽轮机跳闸的信号发出且发电机出现逆功率信号时,立即解列发电机(不宜加延时)。4)发电机内部故障解列时,应立即联跳汽轮机;发电机外部故障解列时,除非机组具有FCB功能,否则应立即联跳汽轮机。 3.7 保护逻辑组态时,应合理配置逻辑页面和正确的执行时序,注意相关保护间的时间配合,防止由于取样延迟和延迟时间设置不当而导致保护联锁系统动作时序不当。 3.8 对进入热工保护联锁系统的信号,宜按附件1进行优化。 3.9 润滑油压力低的信号应串在电气启动回路。这样一旦发生DCS失电停机,润

14、滑油泵在没有DCS控制的情况下也能够自动启动,以保证汽机的安全。 3.10表征汽轮机跳闸的信号,宜采用二侧主汽门关闭行程开关闭合的与信号和汽轮机安全油压开关三取二逻辑判断后的信号组成或门(如果主汽门和中联门的行程开关四取二?)。 3.11 温度测量和振动信号易受外界因素干扰,变送器故障时有发生,位置开关接触不良或某一个挡板卡涩不到位,质量差的压力开关稳定性差,这些信号用作单点保护,可靠性低,易引起保护系统误动,为避免单个部件或设备故障而造成机组跳闸,在新机组逻辑设计或运行机组检修时,应采用容错逻辑设计方法,对运行中容易出现故障的设备、部件和元件,从控制逻辑上进行优化和完善,通过预先设置的逻辑措

15、施来降低或避免控制逻辑的失效,如(参考实例见附件2):1)通过增加测点的方法,将单点信号保护逻辑,改为信号三取二选择逻辑。2)无法实施1)的,通过对单点信号间的因果关系研究,加入证实信号改为二取二逻辑。3)无法实施上述方法的单测点信号,通过专题讨论论证,可改为报警。4)实施上述措施的同时,对进入保护联锁系统的模拟量信号,合理设置变化速率保护、延时时间和缩小量程提高坏值信号剔除作用灵敏度等故障诊断功能,设置保护联锁信号坏值切除与报警逻辑,减少或消除因接线松动、干扰信号或热电阻故障引起信号突变而导致的系统故障。3.12 用于联锁保护的通信网络传送的开关量点,通过加延时或将上网点改为硬接线连接的方式

16、确保信号的可靠,减少信号瞬时干扰造成的保护误动作。4.热工控制逻辑与设备优化 4.1 控制电动门和辅机电动机(泵)的DCS输出启动、停止指令应采用短脉冲,并在每个电动机强电控制回路中设置自保持。对于给粉机或给煤机(直吹式制粉系统)的自保持回路以及对应的控制设备中,应既要防止厂用电切换时误跳闸,又要防止厂用电失去后恢复时间超过一定值时再重新起动,以免灭火后重起造成炉膛爆燃事故。 4.2 受DCS控制且在停机停炉后不应马上停运的设备,如空预器电机、重要辅机的油泵、火检冷却风机等,必须采用脉冲信号控制。否则当 DCS失电引起停机停炉后,这些设备就可能停运,从而可能损坏重要辅机甚至主设备。 4.3 输

17、出控制电磁阀的指令型式应根据下列情况确定: 1)汽机紧急跳闸电磁阀、抽汽逆止阀的电磁阀、汽机紧急疏水电磁阀以及锅炉燃油关断电磁阀、过热器电磁泄放阀等具有故障安全要求的电磁阀必须采用失电时使工艺系统处于安全状态的单线圈电磁阀,控制指令必须采用持续长信号(另有规定时除外)。2)没有故障安全要求的电磁阀应尽量采用双线圈电磁阀,控制指令应采用短脉冲信号。3)随工艺设备供应的电磁阀型式,必须满足上述规定要求。安装调试时如发现不符,应进行更改。 4.4 具有故障安全要求的气动阀必须按失气安全的原则设计。随工艺设备供应的气动阀型式,也必须满足这一要求。 4.5 自动系统的联锁切换不应妨碍操作员的正常干预,运

18、行人员应可随时撤出自动进行最基本的设备操作。 4.6 调节系统下游回路输出受到调节限值限制或其他原因而指令阻塞时,上游回路指令应同步受限,防止发生指令突变与积分饱和。在系统被闭锁或超弛动作时,系统受其影响的部分应随之跟踪,在联锁作用消失后,系统所有部分应平衡在当前的过程状态,并立即恢复其正常的控制作用。 4.7 应正确设置炉膛压力防内爆超驰保护回路、风煤交叉限制回路、以及直流机组的煤水交叉限制回路。 4.8 协调控制系统及控制子系统,在正常调节工况下的偏差切手动保护功能以及阻碍RB动作方向指令变化的大偏差指令闭锁功能,在RB工况下应自动解除,防止被控制参数超出正常波动范围时,将相应的控制系统撤

19、出自动模式。 4.9 发生满足RB触发条件的辅机跳闸后,不论机组控制系统处于何种状态,均应能触发该RB功能所对应的磨煤机跳闸逻辑。 4.10进行电调系统阀门位置反馈调整时,既要考虑阀门关闭的严密性,同时也要考虑防止调节器出现积分饱和的可能性。 4.11在满负荷发生高压加热器整体解列工况宜自动撤出协调方式,避免机组超压。5.信号测量与报警 5.1 汽包与加热器水位信号测量的可靠性提高,参考附件4。 5.2 开关量信号测量与可靠性提高措施。1)风、烟、粉系统,若引入DCS用于机组和主要辅机跳闸保护仅有开关仪表,其开关仪表取源部位应同时安装有引入DCS用于模拟量显示的仪表。对于采用开关仪表输入信号直

20、接接入继电器跳闸回路时,必须三重冗余配置且应定期进行动态试验;不允许使用死区和磁滞区大、设定装置不可靠的开关仪表作为保护信号发讯。(烟、粉系统,测点易堵,保护的开关量与模拟同一测点,在吹扫管路时会引起保护开关动作)。2)用于机组保护的发电机和电动机的断合状态信号应直接取自断路器的辅助接点。3)反映阀门、档板状态的行程开关,受自身质量和工作环境的影响,是保护系统中可靠性较差的发讯装置,在有条件时,应采用其它能反映阀门状态的工艺参数代替或进行辅助判断(如通过执行机构位置反馈作为挡板的行程状态判别),以最大限度防止保护拒动或误动。并做好行程开关的防水措施,防止进水误发信号。4)当开关量信号的查询电源

21、消失或电压降至不允许值时,应立即发出报警,当采用接点断开动作的信号时还应将相应的触发保护的开关量信号闭锁,控制回路的继电器查询电压等级宜采用为24V-48V。5)要求冗余配置的主要开关量仪表规定至少如下:(经查设计规程)三取二(2/3):炉膛正压、炉膛负压、火检冷却风与炉膛差压、凝汽器真空、润滑油压、抗燃油压。6)开关量仪表要求:(经查设计规程)炉膛压力保护用的正、负压力开关宜选用单刀双掷(SPDT)式,而不宜选用回差太大的双刀双掷(DPDT)式。行程开关可选用非接触的接近开关,当选用或使用设备、阀门配套带来的接触式行程开关时,应提供开、关方向各两付以上防溅型行程开关。 5.3 模拟量信号测量

22、与可靠性提高措施1)所有重要的模拟量输入信号必须采用“坏值”(超量程上限或低量程下限规定值)、变化率超限等方法对信号进行“质量”判别。在有条件的情况还应采用相关参数来判别保护信号的可信性,并及时发出明显的报警。为减少因接线松动、元件故障引起的信号突变而导致系统故障的发生,参与保护联锁的缓变模拟量信号应正确设置变化速率保护功能,当变化速率超过设定值时,自动屏蔽该信号的输出,使该信号的保护不起作用,并输出声光报警。当信号恢复低于设定值时,应给出报警信号提醒运行人员,同时手动解除该信号的保护屏蔽功能。2)为防止电动执行机构反馈跳变,影响调节,甚至导致风机跳闸故障发生,应通过反馈坏质量判断功能、在反馈

23、快速跳变情况下闭锁开关量出口指令,同时将系统由自动强制为手动。3)新建工程,重要变送器、执行器及开关柜宜采用具有故障诊断和分析功能的现场总线智能设备,借助设备管理系统及早发现故障。4)当DCS模拟量控制系统的输出指令采用4-20mA连续信号时,执行机构应具有三断(断电、断气和断信号)保护功能。5)控制机柜内热电偶冷端补偿元件,至少应在输入模件的每层端子板上配置,不允许仅在一机柜内只设置一个公用补偿器。其补偿功能应通过实际试验确定满足通道精度要求。6)为隔离或增加容量等需要,而在DCS的I/O回路中加装隔离器时,应采取有效措施,防止积聚电荷而导致信号失真,或漏电流而导致执行器位置漂移。7)对于三

24、取中或三取平均值的模拟量信号,任一点故障均应有明显报警和删除功能。 8)要求冗余配置的主要模拟量仪表规定至少如下:双冗余:过热汽温度、再热汽温度、给水温度、给煤量、磨煤机一次风量、磨煤机出口温度等参数。三冗余:机组负荷、主蒸汽压力、调节级压力、汽包炉汽包水位、直流炉给水流量、汽包压力、炉膛负压、汽轮机转速等。 5.4 热工报警信号的定值设置,应能正确反映设备运行状况,既要避免操作画面上不断出现大量无谓报警信息,使得运行人员疲倦于报警信号,从而无法及时发现设备异常情况和通过软报警去发现、分析问题。也要防止定值设置过大,不能起到预先告警的作用。6.硬接线设计和后备监控设备 6.1 FSSS、ETS

25、 和GTS的执行部分必须由独立于DCS的安全继电器(或经多年运行证明是安全可靠的)、按故障安全的原则设计(当继电回路的电源消失时,自动停止机组运行)、能接受三重冗余或22冗余的解列指令信号进行三取二或二路并串联(22)判别的硬接线逻辑回路组成。 6.2 单元机组保护发出的锅炉、汽机和发电机的跳闸指令,以及联跳制粉系统、油燃烧器、关闭过热器和再热器喷水截止阀、调节阀等的重要保护信号,不应通过安全等级较低的其它控制系统处理后再转传至安全等级较高的保护系统,或仅仅通过通信总线传送,还应通过硬接线直接接至相应控制对象的输入端(实例详见附件3) 6.3 从不同控制单元获取的重要设备的联锁、保护信号,应采

26、用硬接线接入,必要时可采用硬接线与通讯信号相或的逻辑以提高可靠性。 6.4 为确保控制系统故障时机组安全停运,单元机组应设计独立于分散控制系统的下列配置:1)后备监视仪表锅炉汽包电接点水位表或水位电视监视器锅炉炉膛火焰电视监视器2)后备操作按钮(每个按钮的输出控制接点,均应由两付及以上接点冗余 产生): 紧急停炉按钮(手动MFT):必须有二个独立的操作按钮接点串接,在送入DCS系统(或独立的FSS控制器)的同时,直接连接至独立于DCS的MFT执行部分继电器逻辑回路。紧急停机按钮(手动跳机):必须有二个独立的操作按钮接点串接,在送入DEH系统和ETS控制器的同时,直接连接至独立于DCS的ETS执

27、行部分继电器逻辑回路。汽包事故放水门手动按钮:必须有二个独立的操作按钮接点串接,在送入DCS系统的同时,直接作用于汽包事故放水门强电控制回路。交流润滑油泵启动按钮:接点信号在送入DCS系统的同时,直接作用于交流润滑油泵的单个强电控制回路。凝汽器真空破坏门按钮:接点信号在送入DCS系统的同时,直接作用于凝汽器真空破坏门的单个强电控制回路。直流润滑油泵启动按钮:接点信号在送入DCS系统的同时,直接作用于直流润滑油泵的单个强电控制回路。7.电源系统 7.1 分散控制系统正常运行时,必须有可靠的两路独立的供电电源,且至少有一路必须是UPS电源,并确保电源切换对系统不产生扰动。 7.2 UPS供电主要技

28、术指标应满足规定要求,具有过电流、过电压、输入浪涌保护功能和故障切换报警显示,且各电源电压宜进入故障录波装置和相邻机组的DCS系统以供监视;UPS的二次侧不经批准不得随意接入新的负载。最大负荷情况下,UPS容量应有20一30余量。 7.3 操作员站、工程师站、实时数据服务器和通讯网络设备的电源,都要求能做到2路供电,自动切换。 7.4 为保证硬接线回路在电源切换过程中不失电,提供硬接线回路电源的电源继电器,其切换时间应在50ms左右。 7.5 UPS电源装置应与DCS的电子机柜保持空间隔离,自备UPS的蓄电池应定期进行充放电试验,严禁非DCS系统用电设备、重要性低的设备(如呼叫系统)或干扰大的

29、系统或设备(如伴热电源)与DCS系统的UPS电源装置连接。 7.6 热工电源(包括机柜内检修电源)必须专用,不得挪用于其它用途。伴热电源应使用专用电源,不建议合用检修电源。MFT、ETS和GTS等执行部分的继电器逻辑保护系统,必须有两路自动切换且不会对系统产生干扰的可靠电源。当保护电源采用厂用直流电源时,应有确保寻找接地故障时不造成保护误动的措施。 7.7 凡影响到机组跳闸的下列重要系统电源,应采用双路冗余供电模式。1)主机、小机的机械位移监控装置TSI电源,应采用双路电源通过双路电源模件进行供电。2)独立装置ETS、METS、TSI、DEH、MEH等系统电源,应分别直接取自于UPS电源和保安

30、电源,或两路UPS电源。3)独立配置的给煤机、火检、FSS、ETS、METS等控制系统,须有两路自动切换且不会对系统产生干扰的可靠电源。 7.8 火检监视系统应有二路互为备用且自动切换的交流电源,任一路电源故障时应有报警信号,并确保电源切换时火焰检测器不误发“无火焰”信号。每一路火检放大器/火焰检测器的供电回路应有单独的熔断器或采取其它相应的保护措施。 7.9 循泵控制蝶阀的控制电源应设计二路供电,任一路电源失去不会导致蝶阀动作。 7.10 DEH跳闸电磁阀电源等必须由DEH系统供电。 7.11 公用DCS供电应遵循下列原则:公用DCS系统电源应取自两台机组的DCS系统UPS电源。循环水泵房等

31、远程控制站或I/O站电源,如未由DCS供电时,应取自不同厂用母线段的二路电源,其中一路应配置UPS电源。 7.12 完善不同电源中断后的恢复过程操作步骤与安全措施;部份电源中断后,通常控制系统在自动状态的以切手动为妥,且恢复过程在密切监视和情况下逐步进行。 8.热工电源 8.1 仪用空压机必须冗余配置,仪表管路应有防冻措施、定时疏水方案。 8.2 仪用气源送到设备使用点的压力应在450KPa-800KPa范围,应满足气动仪表及执行机构要求的压力,一般气动仪表为0.14MPa,气动活塞式执行机构为0.4-0.5MPa。 8.3 定期检查仪用气源系统,检查设备端的过滤减压器积水、积油情况。 8.4

32、 保证仪控气源质量标准措施如下: 1)仪控气源母管及控制用气支管应采用不锈钢管,至仪表设备的支管应采用紫铜管、不锈钢管或尼龙管。2)应定期清理或更换过滤器的滤网。3)气源自动再生干燥装置应定期检查,干燥介质应定期更换。4)在气源储气罐和管路低凹处应有自动疏水器,并应保证灵活可靠。5)气源压力应能自动保持在450kPa-800kPa范围,仪控气源报警保护功能应正常。6)应检查确认,当压缩空气机全部停用时,储气罐有10min-15min保证仪控设备正常工作的储气容量。7)定期检查气源系统和仪控设备的泄漏.8)仪控气源不得用于它用,当用杂用气源作为后备时,应采取相应的安全措施。 9)应保证仪控气源管

33、路、阀门的标志准确、齐全。 9.接地系统 9.1 防雷接地1)请电气专业选择合理的位置,安装防浪涌保护器,或确认防浪涌保护器的安装位置合理。2)金属导体,电缆屏蔽层及金属线槽(架)等,进入机房时均采用等电位连接。保护信号的屏蔽电缆,应在屏蔽层两端及雷电防护区交界处做等电位连接并接地。当采用非屏蔽电缆时,应敷设在金属管道内并埋地引入,金属管应具有电气导通性,并应在雷电防护区交界处做等电位连接并接地。其埋地长度应符合国标规定要求。3)光缆的所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯等,应在入户处直接接地。4)电子室内信号浪涌保护器的接地端,宜采用截面积不小于1.5mm2的多股绝缘铜导线,单点连接至电子室

34、局部等电位接地端子板上;电子室内的安全保护地、信号工作地、屏蔽接地、防静电接地和浪涌保护器接地等,均连接到局部等电位接地端子板上。 9.2 机柜接地1) DCS机柜外壳不允许与建筑物钢筋直接相连,机柜外壳、电源地、屏蔽地和逻辑地应分别接到机柜各地线上,并将各机柜相应地线连接后,再用两根铜芯电缆引至接地极(体)。电缆铜芯截面应满足制造厂的规定。2)应保证DCS系统满足“一点接地”的要求,整个接地系统最终只有一点接到接地地网上,并满足接地电阻的要求。3) DCS输入输出信号屏蔽线要求单端接地,信号端不接地,屏蔽线应直接接在机柜地线上;信号端接地,屏蔽线应在信号端接地。4) DCS单独设置接地网时,

35、专用接地网周围不允许有大型电力设备的接地极;DCS不设置专用接地网而利用全厂公用接地网时,DCS的接地极(体)也应远离大型电力设备的接地极(体)。5) DCS系统的接地网若接入厂级接地网,需在一定范围内(该范围定值由DCS厂家提供)不得有高电压强电流设备的安全接地和保护接地点;如果DCS采用单独的接地网,则该接地网应满足一定的规格要求(具体范围的大小由DCS厂家提供)。杜绝DCS与动力设备之间的共通接地。6) DCS系统的总接地铜牌到DCS专用接地网(或厂级接地网)之间的连接需采用多芯铜制电缆,其导线截面积应满足厂家要求,且两端采用焊接的方式连接。7)热工系统中的机柜、金属接线盒、汇线槽、导线

36、穿管、铠装电缆的铠装层、用电仪表和设备外壳、配电盘等都需要采用保护接地。8)对于接入同一接地网的热工设备可以采用电缆联系,但需要保证接地网的接地电阻满足要求,实现等电位联结;对于分开等电位联结的(未接入同一接地网)本地DCS机柜和远程DCS机柜之间的联系应使用无金属的纤维光缆或其他非导电系统。 9)机组大修时,应在解开总接地母线连接的情况下,进行DCS接地、屏蔽电缆屏蔽层接地、电源中性线接地、机柜外壳安全接地等四种接地系统对地的绝缘电阻测试,以及接地电极接地电阻值测试。各项数值应满足有关规程、规范技术要求。 9.3 热工系统中的数字地(各种数字电路的零电位)应集中接到一点数字地,以减小对模拟信

37、号的干扰;同样各模拟电路的模拟地(变送器、传感器、放大器,A/D和D/A转化器等模拟电路的零电位)也应集中接到一点模拟地,然后模拟点和数字地再汇集至一点。 9.4 易受雷击地区,室外变送器应有耐瞬变电压保护功能,或增装防雷击压敏感电阻。并确保电缆护套软管与护套铁管连接可靠。每年雷雨季节来临之前应认真全面检查外围控制系统接地,确保外围控制系统的接地满足有关技术要求,并确保与厂内主地网相连,以保证本系统设备安全可靠,防止对机组主控制系统带来不良影响(某电厂曾发生过因烟囱附近外围系统接地不好导致的外围控制设备遭雷击)10.电缆与接线10.1 所有进入DCS的信号电缆,必须采用具有权威部门质量检定合格

38、的阻燃屏 蔽电缆,还应符合下列原则:1)已运行机组的后备硬手操停炉和停机线路电缆,应采用阻燃(C级)电缆。2)长期运行在高温区域(超过60)的电缆(汽机调门、主汽门关闭信号、火检等)和补偿导线(机测主汽温度、汽缸或过热器壁温等),应使用耐高温特种电缆或高温补偿电缆。 3)保护系统和油系统禁用普通橡皮电缆。4)进入轴承箱内的导线应采用耐油、耐热绝缘软线。5)严禁热控系统的电源和测量信号合用电缆,冗余设备的电源、控制和测量信号均须分电缆敷设。10.2 通信总线电缆的敷设要与电源电缆分开,最好将通信电缆套上保护金属管,以防受到干扰。 10.3 通讯双绞线电缆应利用机组检修机会定期进行测试。长距离通讯

39、电缆应采用光缆。10.4 电缆的连接1)除非控制系统制造商有特殊要求,否则控制与测量信号电缆屏蔽层应保持良好的单端接地方式,屏蔽层接至信号源的公共端,以避免屏蔽层环路的形成,增加抗干扰能力。2)控制与测量信号电缆的屏蔽层不应作为信号地线,以防止电缆屏蔽层产生磁场感应电流形成干扰;3)现场接线箱、盒过渡连接时,电缆的屏蔽线应通过端子可靠连接,保证电气连续性。10.4 热控电源、重要保护系统电缆的绝缘测量,应列入机组大修工作并建档。10.5 应将接线是否规范(多股线连接处应无毛剌、电缆皮割开处的电线外皮应无损伤)检查和将手轻拉电缆接线以确认接线是否紧固的方法,列入基建机组质量验收内容;机组检修过程

40、中,应将热控电源、重要保护系统电缆的绝缘测量,热控系统所有重要保护回路的接线、通讯电缆接头紧固、电源回路及连接点的发热情况、光缆的弯曲半径等检查工作,列入检修项目并验收建档。10.6 测试测量系统的共模、差模干扰电压值,对实际测得的最大共模干扰电压值大于输入模件抗共模干扰电压能力60%的回路,进行检查和处理。11.取样装置和管路11.1 用于高温高压管道和容器上的测量元件温包、压力取样部件,以与管道同种材料为宜,安装前进行金相检验。取样一次阀应为二个工艺阀门(截止阀)串联,安装于取样点附近且便于运行检修操作的场所。11.2 炉膛压力不允许集中取样,应分别设三个正压和三个负压取样点,通过独立的取

41、样管接至不同的压力开关。取样点应与人孔、看火孔和吹灰器有足够的距离;且各取样点应在同一标高取样,取样管直径应不小于60mm,与炉墙间的夹角小于45为宜。为避免取样管内积灰堵塞,应采取防堵措施。11.3 汽轮机润滑油压测点须选择在油管路末段压力较低处,禁止选择在注油器出口处,以防止未端压力低,而取样点处压力仍未达到保护动作值而造成保护拒动的事故发生。11.4 冗余信号从取样点到测量仪表的全程,均应互相独立分开设置。冗余的高温高压信号测量保护设备,宜布置在不同的仪表柜中,防止外部故障导致损坏。11.5 测量蒸汽或液体介质的仪表,应安装于测点下方且便于维护、环境条件较好的地方。测量真空或风压的仪表应

42、安装于测点的上方,如只能安装在测点的下方,则未端应保证有足够容量的聚水。管路敷设坡度应符合电力建设施工及验收技术规范(第5部份:热工自动化部分) (DL/T5190.5)的要求,不允许出现可能引起积气(测量蒸汽或液体介质时)或积水(测量气体介质时)的弯曲,否则应装设排气、排水装置。11.6 含有粉尘或悬浮物介质(炉膛压力、一次风压、开式循环水压力等)的取样装置和管路应有防堵和吹扫(洗)措施;风烟粉系统一次测量元件,应有防止振动和被测介质冲刷、磨损而造成损坏的措施。11.7 敷设在气温较低处的取样装置和管路必须有防冻或防介质过稠导致传压迟缓的措施;用于保护的气动阀门(如给水泵气动再循环阀),其控

43、制气源管的通径应不小于10mm。 11.8 热工系统的防护措施要符合DT/L744-2004热工自动化系统检修运行维护规程要求。11.9 制氢站、制氧站、脱硝氨站、油泵房等易燃易爆场所的测量仪表、接线盒均应符合防爆要求 12.TSI系统可靠性提高12.1 TSI宜采用容错逻辑设计方法,对运行中容易出现故障的设备、部件和元件,从控制逻辑上进行优化和完善,通过预先设置的逻辑措施降低或避免控制逻辑的失效。(详细参考附件5) 12.2 全面核查TSI系统连接线路的规范性,确保线路屏蔽的全程单点接地。12.3 完善TSI系统的安装检修和运行维护管理。13.火检监视系统 13.1 炉膛火焰检测系统应具有自

44、检功能,当检测系统故障时,应发出故障报警信号。13.2 应定期进行火检探头镜头和光纤的清灰工作,定期对油枪进行清理、试验,使油枪保持在比较理想的工作状态,以减少火检探头和油枪的因素对火焰检测的影响。13.3 测试火检冷却风末端压力,应大于5kPa;应定期并列运行两台火检冷却风机,以降低火检镜头的污染或结焦。13.4 应在不同的锅炉燃烧工况下对火检监视系统参数进行调整,使其在各种工况下均能可靠判断。当锅炉炉膛安全监控系统中具有“临界火焰”监视逻辑时,在没有取得经验前,可只作为报警信号。13.5 采用油角阀开度及给煤机运行信号作为火检参数切换条件的火检监视系统,应模拟油角阀打开及给煤机运行信号对火

45、检参数进行调整,防止燃烧器实际无火时对背景火焰的“偷看”现象;还应合理设置油角阀关闭及给煤机停运条件下的火检参数,以避免油角阀泄漏等情况下实际火焰的漏检。14.热工设备环境及防护措施14.1 运行在高温区域的行程开关(如主汽门、调门等)必须由耐高温材料制成,禁止使用塑料行程开关。14.2 做好电子室和工程师站的孔洞封堵,定期进行屏柜通风滤网清灰,保持控制系统环境满足规程要求。控制系统盘柜上方应无空调通风口,否则应有防漏水措施。14.3 热控控制室及电子室必须装有温湿度计,控制机柜应设计有温度高报警,并定时巡检,确保其环境条件满足热控系统工作要求。 14.4 模件清扫时,要确保防静电措施可靠,吹

46、扫的压缩空气应满足干燥度要求,压力不宜过高,并有过滤措施(宜采用氮气吹扫),吹扫后模件及插槽内应确保清洁。14.5 可能会因干扰而导致保护联锁系统误动的外置探头,均应安装有屏蔽防护罩。14.6 易受干扰的测量元件处(如TSI探头、超声波)处应贴有警示牌,严禁磁性物体接近探头。在离探头5米处严禁使用步话机通话。14.7 对使用的电焊机可能造成谐波污染情况进行检查确认,合格电焊机贴上准用标签,只有贴有准用标签的电焊机才能用于电厂检修。14.8 机组运行中,参与保护联锁的现场设备和机柜,在试验确定的距离内,不宜进行电焊作业,不宜使用手提机械转动、切割工具进行作业。如必须进行作业,需制定并做好相关的安

47、全防护措施。14.9 防人为误动1)现场及控制台、屏上的紧急停机停炉操作按钮,均应有防误操作安全罩。2)热工现场设备标识牌,应通过颜色标识其重要等级。所有进入热控保护系统的就地一次检测元件以及可能造成机组跳闸的就地元部件,其标识牌都应有明显的高级别的颜色标志,以防止人为原因造成热工保护误动。3)机柜内电源端子排和重要保护端子排应有明显标识。在机柜内应张贴重要保护端子接线简图以及电源开关用途标志名牌。线路中转的各接线盒、柜应标明编号,盒或柜内应附有接线图;并保持及时更新。4)工程师站、DCS电子间、电缆隔层应制定完善的管理制度,有条件的应装设电子门禁,记录出入人员及时间。15.事故应急处理预案1

48、5.1 必须根据本厂配置具体情况制订下列严重事故情况下的热工控制系统应急预案,并定期进行反事故演习.1)全厂或机组厂用电消失时的安全停机和事故恢复。2)全厂直流电源消失时的安全停机和事故恢复。3) MFT、ETS和GTS跳闸继电回路失电而机组没有跳闸时的安全停机和事故恢复。15.2 制定DCS或DEH系统故障时的处理措施与安全对策,内容应包括: 1)全部操作员站显示器 “黑屏”或“死机”,DCS停机、停炉指令发出及未发出(例如电源消失、控制器脱网异常)二种情况。2)部分操作员显示器出现“黑屏”或“死机”时。3)主要控制系统一对冗余控制器(或电源装置)发生故障时。4)一对冗余的DEH控制器(或电

49、源装置)发生故障,停炉指令发出及未发出二种情况。5)一条网络或网络设备(包括数据总线)发生故障时。6)发生通讯故障时,对于配有主、备时钟站的系统。16.热工自动化系统定期试验与管理16.1 新(改、扩)建机组起动前,或运行机组A级检修后,均应根据火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程(DL/T659-2006)和火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程(DL/T774 -2004),进行控制系统基本性能与应用功能的全面检查、试验和调整,以确保各项指标达到规程要求。整个检查、试验和调整时间,大修后机组整套启动前(期间)至少应保证72小时,小修后机组整套前应保证36小时,为确保控制系统的可靠运行,

50、该检查、试验和调整的总时间应列入机组检修计划,并予以充分保证。16.2 DCS软、硬件升级不当可能会给DCS和机组运行带来安全障碍。DCS制造厂、电厂对DCS技术升级应慎重考虑,并充分作好相应的技术措施,确保DCS和机组的安全运行。16.3 热工保护联锁系统试验,应重点注意:1)试验中尽量采用物理方法,如条件不具备可在测量设备校验准确的前提下,在现场信号源点处模拟试验条件进行试验(如润滑油压停泵或关闭压力开关二次阀,松动表计连接头降压),但禁止在控制柜内通过开路或短路输入端子的方法进行试验。2)汽轮机超速、轴向位移、振动(单点启动时投入)、低油压保护、低真空等(装置)定期及每次机组检修后启动前应进行静态试验,以检查跳闸逻辑、报警及停机动作值。所有检测用的传感器必须在规定的有效检验周期内。3)ETS输出配置有双通道

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