哈 達(dá)

（內(nèi)蒙古國華準(zhǔn)格爾發(fā)電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

伴隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異，我國工業(yè)化進入快速發(fā)展期。在此過程中，資源消耗與環(huán)境污染的問題也日益突出，特別是重工業(yè)城市環(huán)境壓力與日俱增。對此，節(jié)能減排不僅僅是一個社會普遍關(guān)注的焦點問題，也應(yīng)該成為各行業(yè)發(fā)展過程中不可推卸的責(zé)任。其中，熱工自動化控制作為一項新技術(shù)，對于火電機組的節(jié)能降耗具有重要促進作用，順應(yīng)了新時期行業(yè)發(fā)展的環(huán)保要求[1]。然而，熱工自動化設(shè)備在實際運行過程中，可能會受到來自諸多方面的多種因素的影響和干擾，引發(fā)故障。尤其是來自于管理系統(tǒng)方面，某些風(fēng)險因素會嚴(yán)重影響設(shè)備運行可靠性和節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)。對此，為了保障安全穩(wěn)定有效生產(chǎn)，避免安全事故的發(fā)生，提升設(shè)備的可靠性，本文著重探討熱工自動化設(shè)備管理系統(tǒng)的安全技術(shù)配置方法。

1 熱工自動化設(shè)備管理系統(tǒng)及其技術(shù)要點

熱工自動化DCS管理系統(tǒng)是一種分布控制系統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)的集中控制方式，DCS管理系統(tǒng)無疑更加靈活。該系統(tǒng)包括了若干個分控制系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)都可以獨立運行并完成工作任務(wù)，而且能夠在運行中保持彼此間互不干擾[2]。在此過程中，如果某一子系統(tǒng)出現(xiàn)故障，也并不會影響其他子系統(tǒng)的穩(wěn)定有效運行。

在DCS管理系統(tǒng)中，核心部分為數(shù)據(jù)采集模塊。借助數(shù)學(xué)建模及算法，對所采集實時數(shù)據(jù)進行計算分析，得出DCS可識別數(shù)據(jù)，之后工作人員根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所傳回數(shù)據(jù)進行成像分析，以此來動態(tài)監(jiān)測DCS運行的實時狀況。其間，一旦熱工自動化設(shè)備管理系統(tǒng)出現(xiàn)問題，系統(tǒng)能夠及時報錯并給出正確的處理方案，以此來保障設(shè)備穩(wěn)定運行，減少損失并提高工作效率。

談及DCS管理系統(tǒng)，就不得不提與之相關(guān)聯(lián)的MCS和FSSS。其中，MCS屬于系統(tǒng)自備的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其工作原理類似于天氣監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測空氣濕度、溫度、風(fēng)力、風(fēng)向等。除了監(jiān)測環(huán)境條件，還能夠圍繞DCS所需的工作標(biāo)準(zhǔn)條件去實施針對性調(diào)節(jié)[3]。舉例來講，當(dāng)風(fēng)力較大的情況下，會導(dǎo)致DCS運行阻力變大，在這種情況下MCS能夠創(chuàng)建更加適應(yīng)的運行環(huán)境，保障系統(tǒng)穩(wěn)定有效運行。FSSS屬于系統(tǒng)自備的報警系統(tǒng)，通過采集和監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析和判斷DCS管理系統(tǒng)運行環(huán)境是否處于良好狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生故障后，F(xiàn)SSS能夠做出精準(zhǔn)分析，找出發(fā)生故障的對應(yīng)子系統(tǒng)，縮小排查的區(qū)域范圍，然后向工作人員發(fā)送提醒警報。

除此之外，儀表智能管理軟件可以實現(xiàn)與現(xiàn)場智能傳感器間的通信連接，完成在線遠(yuǎn)程組態(tài)的同時，還能夠進行參數(shù)設(shè)置。由于具有自動標(biāo)定功能，精度也更有保障。通過對工作中各類誤差的計算，生成標(biāo)定曲線及報告[4]。與此同時，對儀表運行過程中的綜合狀態(tài)進行自動跟蹤并實時記錄，比如檢測是否發(fā)生掉電、取壓管路堵塞、零位漂移等情況。

閥門智能管理軟件支持智能閥門的實現(xiàn)，開展在線組態(tài)與調(diào)試，自動標(biāo)定以及開度階躍測試等工作。全面檢測與評估智能閥門的工作狀態(tài)及性能狀況，動態(tài)監(jiān)測是否有卡澀和閥門芯是否有磨損等情況。通過檢測評估，有效支持預(yù)測性維護工作的實施。

轉(zhuǎn)動設(shè)備狀態(tài)智能管理軟件主要是用來檢測系統(tǒng)內(nèi)重要轉(zhuǎn)動設(shè)備的運行狀態(tài)。其中，針對給水泵、送風(fēng)機等，可采用振動及電機診斷等多種技術(shù)來實施檢測，監(jiān)測設(shè)備是否有基礎(chǔ)松動、軸承磨損以及平衡不佳等情況。識別故障隱患并向工作人員發(fā)出警報，為停機檢修提供依據(jù)與幫助，使隱患在未擴大前便得以消除。

智能化報警軟件主要是用以處理和發(fā)送故障報警信息，通過對報警信息的收集、統(tǒng)計、分析及預(yù)測等，對機組運行的整體狀態(tài)進行在線監(jiān)控，做出精準(zhǔn)分析和判斷，為工作人員日常檢修與維護工作等提供指導(dǎo)。

2 設(shè)計思路

為保障熱工自動化設(shè)備的管理系統(tǒng)功能穩(wěn)定運行，需要具備科學(xué)的設(shè)計思路，特別是要遵循自動化設(shè)計要點，強化整個管理系統(tǒng)的自動化水平。歸納起來，主要有以下三方面。

（1）整個循環(huán)水工藝系統(tǒng)的控制。除了LED顯示工控機，PLC構(gòu)成的自動控制系統(tǒng)同樣必不可少。具體來講，針對每臺泵配置一套PLC設(shè)備，在完成設(shè)備的程序組態(tài)、邏輯優(yōu)化以及參數(shù)修正之后，能夠?qū)λ敵鲂畔⑦M行掃描、處理、運算、輸出等，滿足控制現(xiàn)場設(shè)備的工作要求[5]。另外，工作人員通過工作站與PLC設(shè)備進行通信，結(jié)合數(shù)據(jù)反饋和分析，來監(jiān)視并控制循環(huán)水系統(tǒng)。

（2）PLC控制系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。熱工自動化設(shè)備管理系統(tǒng)的主要功能就是控制和調(diào)整生產(chǎn)過程中的相關(guān)參數(shù)，以此保障系統(tǒng)始終處于最佳運行狀態(tài)，確保安全生產(chǎn)。具體來講，第一，在數(shù)據(jù)方面，應(yīng)具備數(shù)據(jù)的采集與處理功能；第二，在顯示方面，要確保工藝流程、測量參數(shù)、控制對象狀態(tài)（參數(shù)）都能夠在LED畫面中顯示出來；第三，在記錄方面，能完成趨勢的記錄、報警及工作日志的打印等；第四，在其他方面，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲與檢索、液位自調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)程手動單操等功能。

（3）設(shè)備選型及相關(guān)問題。為保障系統(tǒng)供電的穩(wěn)定可靠，可配置雙路電源供電。廠用電提供兩路220 V單相二線制50 Hz的交流電，同時配置雙路電源切換裝置，以此確保在生產(chǎn)過程中能夠根據(jù)實際需要來切換電源。

3 系統(tǒng)常見故障的診斷分析與防范措施

3.1 診斷方法

熱工自動化設(shè)備管理系統(tǒng)的穩(wěn)定有效運行尤為關(guān)鍵，直接影響電廠設(shè)備的安全運行及生產(chǎn)任務(wù)的達(dá)成等。為確保熱工自動化設(shè)備管理系統(tǒng)有效運行，就必須要保證系統(tǒng)各部件的穩(wěn)定可靠。對此，建立與完善監(jiān)控系統(tǒng)是極為必要的，既能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在隱患，也能夠精準(zhǔn)判斷故障情況并發(fā)出指令等，可在故障發(fā)生前有效預(yù)測，在故障發(fā)生后精準(zhǔn)診斷。要密切關(guān)注易發(fā)生故障的部件，如火焰檢測裝置、熱電阻與限位開關(guān)、風(fēng)機振動探頭以及線路故障等，當(dāng)然也需要注意因維護與檢修不當(dāng)而導(dǎo)致故障發(fā)生的人為因素[6]。

3.2 原因分析

影響熱工自動化設(shè)備管理系統(tǒng)可靠性的因素有很多。舉例來講，設(shè)計與設(shè)備選型不合理，基建安裝與調(diào)試不規(guī)范，檢修與維護不到位等，都可能會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，導(dǎo)致控制邏輯發(fā)生錯誤或直接引發(fā)故障。除此之外，控制邏輯的合理性、連鎖信號定值與延遲時間設(shè)置、工作人員技能素養(yǎng)不足等使得保護系統(tǒng)誤動作進而引發(fā)機組跳閘事件時有發(fā)生，也是不容忽視的重要原因。

3.3 防范措施

為盡可能地保障熱工自動化設(shè)備管理系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行，就必須要采取行之有效的防范措施，以盡可能地消除安全隱患，減少故障發(fā)生幾率。歸納來講，至少有以下五個方面：①工作人員要不斷強化自身的工作技能水平和綜合素養(yǎng)，更具崗位勝任力，能夠及時發(fā)現(xiàn)并切實消除系統(tǒng)中的安全隱患及故障，做到有效地分析、排查與整改，得出故障發(fā)生的原因，總結(jié)工作經(jīng)驗，創(chuàng)新工作方法，維護系統(tǒng)安全有效運行。②要制定并落實嚴(yán)格的規(guī)章制度，同時能夠根據(jù)生產(chǎn)實踐及生產(chǎn)需求，做到與時俱進、不斷完善，要建立健全人才培訓(xùn)、考核及晉升機制等，全面提高職工的技能水平、職業(yè)素養(yǎng)。③要根據(jù)本廠配置情況以及實際生產(chǎn)過程中的具體情況，制定應(yīng)急預(yù)案，生成有效的解決辦法，確保在事故發(fā)生后能夠有效應(yīng)對，將損失和影響降到最低，做到風(fēng)險可控。④要制定并完善DCS故障發(fā)生后的應(yīng)急處理措施，加強安全對策的研發(fā)，生成切實可行的方法策略。⑤要定期組織開展系列專題研討會，邀請專家或行業(yè)好手，分享技能方法及工作經(jīng)驗等，在加強技術(shù)交流，提高技能水平的同時，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，基于彼此的激勵與帶動，強化職業(yè)精神。如此一來，既提高了技能水平，也提升了職業(yè)素養(yǎng)。

4 系統(tǒng)優(yōu)化改造的發(fā)展展望

我國是一個人口大國，加上社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，需要有大量的電力去為強化電力供應(yīng)保障，必須要建設(shè)并完善供應(yīng)系統(tǒng)，而熱工自動化設(shè)備管理系統(tǒng)建設(shè)不可或缺。系統(tǒng)優(yōu)化的根本思路和方法，就是精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)并切實消除系統(tǒng)運行過程中存在的問題。比如在設(shè)備正式投入生產(chǎn)使用前，就需要做好試用監(jiān)控，結(jié)合數(shù)據(jù)的調(diào)查分析，進行合理調(diào)試等，確保所監(jiān)測的各項數(shù)據(jù)真實有效，始終處于標(biāo)準(zhǔn)可控的范圍之內(nèi)，以此來消除隱患、避免各類危險事件的發(fā)生，減少不必要損失并保障安全生產(chǎn)[7]。另外，熱工自動化設(shè)備管理系統(tǒng)的完善，根本上還需要在技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用上用心思、下功夫。其中，特別是在自動化技術(shù)方面，應(yīng)積極求突破、謀發(fā)展。

正如上文所述，DCS發(fā)生故障的影響較大，同時引發(fā)該故障的原因有很多，如何及時排查并修整是重點也是難點。其中，為保障DCS控制器的正常通信，提升抗干擾性很重要。影響或決定抗干擾性的因素也有很多，比如外觀設(shè)計上是否合理，內(nèi)在構(gòu)造上是否科學(xué)以及是否采用雙絞線設(shè)計等。通過優(yōu)化改造，減少磁場對信號的干擾，同時基于信號保護器的作用，有效屏蔽靜電的干擾等。另外，在DCS使用過程中，零部件是否完整以及功能是否良好等也是影響系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵要素。在日常生產(chǎn)過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)加強對零部件的檢查，及時發(fā)現(xiàn)、維修或更換那些出現(xiàn)損壞的部件，排查與消除隱患，防止安全事故發(fā)生。除了關(guān)注硬件狀況，也要注重軟件環(huán)境的優(yōu)化改造。具體來講，要謹(jǐn)慎選擇DCS服務(wù)器，特別要考慮信息存儲的問題。一旦服務(wù)器讀取硬盤時間變長，說明硬盤中存儲的各類數(shù)據(jù)以及垃圾信息過多，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定程度后，勢必會對硬盤造成損害，容易出現(xiàn)服務(wù)器卡死等情況。[8]對此，在DCS運行的過程中，應(yīng)當(dāng)加強數(shù)據(jù)的監(jiān)測與管理，掌握數(shù)據(jù)的運行狀態(tài)，根據(jù)實際工作需要來處理，避免安全事故發(fā)生。

5 結(jié)束語

總而言之，在新時期科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時代背景下，熱工自動化設(shè)備管理系統(tǒng)越發(fā)復(fù)雜龐大，如何確保安全平穩(wěn)運行尤為關(guān)鍵，而這也是實踐工作中的重點與難點。對此，要深入了解熱工自動化設(shè)備管理系統(tǒng)的技術(shù)要點，同時積極推行典型化的設(shè)計方法，做好故障診斷并優(yōu)化防范措施。既要做好設(shè)備與技術(shù)更新，也要加強人才素養(yǎng)，落實系統(tǒng)穩(wěn)定以及安全生產(chǎn)的保障措施?！?/p>