【摘要】在火力发电机组的组成中，热工保护系统是不可或缺的一部分，该系统是否可靠直接关系到发电机组的主辅设备能否安全运行。本文结合黄岛发电厂超临界600MW机组热工保护系统中出现的一些问题，提出提高热工保护系统可靠性的一些措施，希望能带给同行业人员借鑒意义。
【关键词】电厂；热工保护系统；可靠性
目前，随着我国发电厂的单机容量和装机容量日益增加，很多超临界和超超临界机组相继投入运行，热工保护系统在电厂中的地位也不断提升，已经成为发电厂的一项重要核心技术。拥有可靠的热工保护系统可以有效降低机组运行的事故发生率，但是在实际运行发电机组时，常常有很多不可控的因素出现，使热工保护系统出现拒动或误动，致使机组停机，这种情况的发生会给企业造成巨大的经济损失，同时会威胁到电网的稳定。所以，热工保护系统的可靠性是保障发电机组安全稳定运行的关键。
一、电厂提高热工保护系统可靠性的重要意义
热工保护系统在火力发电机组中的意义重大，是一个不可或缺的组成部分，其可靠性对于机组的主辅设备能否安全稳定运行起着非常重要的作用。当机组的主辅设备运行出现参数异常时，热工保护系统会自动联动相关设备，同时采取及时有效的措施对机组加以保护，软化设备及机组的故障，从而避免出现重大的设备损坏甚至更严重的后果。可是，如果热工保护系统本身存在故障，在机组主辅设备正常运行的过程中引起动作，会使机组主辅设备停机，这种情况被称为保护误动；还有一种情况为保护拒动，是在设备在运行过程中出现异常，但是热工保护系统也出现故障而无法动作。这两种情况的发生都会造成电厂不必要的损失或者出现事故，因此，热工保护系统是否可靠是提高发电机组主辅设备正常运行的关键所在。
近年来，我国电厂发电机组的各种设备不断更新换代，性能也越来越好，其直接表现为发电机组的容量增大、参数提高、热工自动化的程度也不断提升。DCS分散控制系统在发电过程中被不断推广应用，该系统凭借其强大的功能及优越性，使发电机组的稳定性、安全性、经济性和可靠性得到极大的提高。但由于机组容量越来越大，致使参与保护设备的热工参数越也不断增多，使得设备或机组发生误动和拒动的几率明显升高，不时会出现热工保护系统误动和拒动的情况。所以，想要消除或减少热工保护系统的误动和拒动，以及DCS系统失灵的情况，就要提高发电机组热工保护系统的可靠性。
二、造成热工保护系统误动及拒动的原因分析
引起热工保护系统出现误动和拒动的原因有很多，较为常见的原因大致有以下及项：DCS系统的软件或硬件出现故障；热控系统的元件故障；电源故障；电缆接线存在短路、虚接或断路；人为造成的因素；在系统设计、安装和调试时存在缺陷。
1、DCS的软、硬件发生故障
为确保发电机组的运行安全稳定，电厂的热工保护系统随DCS系统的日益发展，纷纷将BMS、CCS、DEH、FSSS等过程控制站和对CPU故障时的停机保护纳入DCS系统，由于加入了这些保护，会使DCS系统的信号处理卡、设定值模块、网络通讯以及输出模块等时常出现故障而引起误动。另外，DCS系统中没有对单点信号进行斜率保护、断线保位等逻辑设置，也往往容易导致保护误动。
2、电缆接线短路、断路、虚接
如果电缆线的接线柱进水或疲劳松动，或因空气潮湿而被腐蚀、老化就会造成电缆线的绝缘被破坏，从而出现短路、断路、虚接引起热工保护误动。
3、热控元件出现故障
如果热控元件的质量不过关、无冗余设置及识别、或是存在元件老化和单元件工作等情况时，就会出现故障（包括压力、温度、流量、液位、电磁阀及阀门位置元件等）从而导致误发信号。由此引发的主辅设备出现保护误动或拒动的比例很高，有些发电厂甚至有一半的机组误动和拒动是因为此类热控元件故障导致的。
4、热控设备电源出现故障
随着热工系统的自动化程度不断提高，电厂的热控系统设计软硬件设置越来越复杂，电源可靠成为热控保护系统可靠的一个重要因素，但是又加入了DCS系统先进的电源故障停机保护过程控制站，从而造成接插件接触不良引起误动和拒动。
5、由人为因素引起误动、拒动
很多机组的热控系统在设计、安装和调试的过程中存在缺陷也会引起误动或拒动。另外，因为热工人员将端子排接线看错、对信号进行漏强制或错强制、使用万用表时操作不当或是走错间隔等人为因素都会引起误动、拒动。
三、热工保护系统可靠性的提高措施
1、优化保护逻辑组态
电厂的主辅机组设备中温度、压力、差压、流量等热工信号保护。这些热控元件的接线端子松动、产品质量问题、现场环境等多种因素都会使测量元件在经过一定周期的使用后，极易出现信号波动而引起保护误动。对此，电厂可以增加温度、压力、差压、流量保护中的加速度限制或称斜率限制已解决类似问题。例如增加温度保护中的速率限制，当温度以每秒≥20℃的速率上升时，系统就会闭锁温度保护动作，同时在DCS系统中进行报警提示，并通知相关人员进行故障排查和检修。通过对保护逻辑组态进行优化，可以有效提高热工保护系统的安全性和可靠性，从而降低系统误动或拒动的发生率。
2、对设备试运进行记录
电厂要对热工保护系统中所用的重要硬件设备的运行情况进行跟蹤记录。因为系统硬件设备是否可靠与热工保护系统的可靠性是直接相关的，所以系统的硬件设备必须要保证可靠，特比是保护出口卡件是否可靠尤为重要。每次保护系统在投入运行前都要校验相关的检测元件和卡件，在确认卡件合格后才能够投入使用。可是，已经校验合格的系统检测元件或卡件在实际应用时依然会出现故障而造成设备误动。这种情况是因为热控设备中的电子设备在安装时，对环境和安装过程的要求都非常高，如果有安装不认真或是产品没有有效保护都会导致出现故障，而且，有些特殊的故障存在得很隐蔽，如果不能及时发现，就很有可能忽视掉这些故障隐患。因此，为了避免引起误动，就一定要做好设备调试运行的相关记录，对保护系统的每一个校验过程进行严格跟蹤。
3、要使用技术可靠、成熟的热控元件
目前，热工保护系统对热控元件可靠性的要求不断提高，要提高DCS系统的可靠性就要保证采用的热控元件技术成熟可靠。所以，电厂要以合理投资为基础，选择品质和运行业绩良好的热控元件，才能使系统的安全性和可靠性得到提高。
4、对机组设备进行定期维护和管理
电厂要加强对设备的日常管理工作，对机组设备要定期进行维护和管理，以便及时发现设备中存在的隐患，做好设备的日常维护和保养，对于系统的硬件设备还要做到定期更换，确保设备的运行状态良好。另外，对系统的设计、安装、调试以及检修质量要做到严格把关，尽可能利用冗余设计，同时要提高DCS系统的硬件质量以及系统软件自诊断的能力，改善和提高设备运行地的环境条件，优化保护逻辑组态等都可以使热工保护系统的可靠性得到有效增强。
四、结语
综上所述，电厂热工保护系统的可靠性与机组设备能否安全可靠运行有直接关系，当然，无论设备有多幺先进，都无法保证绝对可靠，因此，电厂要在管理体制和技术上采取积极有效的措施提高热工保护系统的可靠性，从而使机组整体的经济性和安全性得到有效提高。
