5全工程师必须具备现代热工自动化知识.doc

第一节安全工程师必须具备现代热工自动化的基本知识 第二节火电厂热工自动化的发展概况 第三节大型机组热工自动化的现状 第四节分散控制系统（DCS） 第五节大型机组重要的热工安全保护装置和事故顺序记录仪 第六节大型机组热控装置故障分析 第七节大型机组热控装置故障的预防 第八节热工自动化的进步促进了安全生产 刘 俭 第一节 安全工程师必须具备现代热工自动化的基本知识 随着电力工业的飞速发展，电网不断扩大，机组单机容量不断增加，发电厂热工自动化在保证机组安全、经济、稳定运行中的作用越来越重要。没有热控设备的可靠工作，现代化的大机组不可能启停并网，也不可能经济运行，更不可能在事故状态下保障人员、机组和电网的安全。“热工自动化是现代发电厂的生命线”，这一提法是不无道理的。 热工自动化的水平，已经成为衡量一个发电厂现代化程度的标志。一个安全工程师必须具备一定的现代热工自动化基本知识，否则是无法胜任安全监察和管理工作的。 目前，我国火力发电厂的大型机组是指200～600MW机组。由于机组容量大，技术含量高，设备系统复杂，必须依靠自动化设备实现监控和操作，不具备热工自动化的基本知识，不熟悉热控设备的功能和作用，就不可能有效地掌握现代化发电厂的生产过程，及时发现异常，消除隐患，保证安全生产。 随着科技进行，火电厂各专业技术理论都在不断发展，发展最快的当数控制理论和自动化技术；主辅设备都在不断更新，更新换代最快的，也当数热控设备。从近几年电力部热控装置故障统计资料分析，部分单位有关安监人员由于对热控专业知识缺乏必要的了解，对热控装置故障分析比较粗糙，甚至存在概念错误；统计报表填写不清，甚至混乱，这种状况必须改变。 此外，大型机组一般都实现了计算机监控，当机组故障停机时，可以通过计算机的事故追忆打印功能，尽快判断故障原因，为事故调查分析提供了科学可靠的手段。对于安全工程师来说，这也是必须掌握和充分利用的工具。例如，某发电厂一台300MW燃煤机组1996年1月发生了一次锅炉灭火放炮事故，在分析事故时，锅炉主、副值班员都说，看到CRT屏蔽显示上有火焰信号才投煤粉的。如果真是如此，则不应放炮。后来通过计算机事故追忆功能，调出点火焰油曲线进行分析，曲线图上显示在事故时间段内，燃油压力为零，炉膛根本不可能有火焰，事故的原因和责任分析马上清楚了。 第二节 火电厂热工自动化的发展概况 发电厂机组容器的增大、参数的提高对热控设备提出了更高的要求，而最近20年也是电子技术发展最迅速的时期。我们不妨简单回顾一下火电厂热控设备的发展历程。 从控制元件来看，经历了从电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路到超大规模集成电路（微处理器等）的发展历程。 从热控仪表来看，经历了从模拟仪表、单元组合仪表、组装仪表、数字仪表、智能化数字仪表到计算机监控设备的发展历程。 从控制方式来看，经历了从就地控制，炉、机、电集中控制到真正意义的少量值班员对整台机组的集中控制的发展历程。 总之，热控设备的发展可以说是“日新月异”。衡量一个工程的自动化程度有一个指标叫“自动化率”，即自动化设备投资与整个工程投资的比。对于火电厂，包括输煤自动化等在内，已由70年代的5％～6％提高到目前的10％以上，单就热控设备投资来看已从2％～3％提高到5％～6％。为热控设备更新换代创造了条件。 第三节 大型机组热工自动化的现状 一、大型机组的被控对象和测点数量多 二、采用计算机监控系统，常规仪表在减少 三、80年代以来我国火电厂控制格局的变化 四、大型机组热工自动化水平的3种类型 一、大型机组的被控对象和测点数量多 如前所述，目前，我国火电厂所指的大型机组是200～600MW机组，蒸汽参数为超高压（13.73MPa以上）、亚临界（17.15MPa以上）、超临界（22MPa以上），温度一般均为540℃。由于机组主辅设备多，系统复杂，被控对象数量多。以300MW机组为例，一般有电动机100～130台，电动阀门180～230台，电动执行器65～75台，气动执行器30台左右。 一台机组的测点（I/0通道）数量也是可观的，据统计：200MW机组测点数约1000～2000点；300MW机组测点数约3000～4000点；600MW机组测点数约6000～7000点。测点数包括模拟量输入（AI）、模拟量输出（AO），数字量（开关量）输入（DI）、数字量输出（DO）等。 二、采用计算机监控系统，常规仪表在减少 随着机组容量增加，火电厂控制室仪表和控制柜越来越多，而采用计算机监控系统以后，常规仪表在不断减少，以某厂2台300MW机组为例，前者为燃油机组，建于70年代初期，采用常规仪表为主，小型计算机为辅的监控手段；后者为燃煤机组、建于80年代末期，以分散控制系统为主，常规仪表为辅。这2台机组常规仪表配置情况见表4-5-1。 表4