摘要：通過深入辨識燃煤電廠渦輪流量計及系統(tǒng)危險因素，發(fā)掘系統(tǒng)中可能存在的風險，進一步明晰熱工運行中發(fā)生事故的原因，從而提出有針對性的防范措施，為管理者提供新的思路和方法，以確保燃煤電廠熱控系統(tǒng)安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

    引言
    隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，燃煤電廠的自動化控制水平得到大幅度提升，同時也引發(fā)了新的矛盾發(fā)生，如何辨識渦輪流量計及系統(tǒng)風險并實現(xiàn)防控，成為當前燃煤電廠一項新的任務。為此，本文試圖通過對電廠通用熱控系統(tǒng)進行風險分析和辨識，發(fā)現(xiàn)引發(fā)事故的原因和途徑，從而采取有效防范措施，以更好的控制渦輪流量計及系統(tǒng)風險，提高設備安全運行能力和水平，做到防患于未然。

    1 燃煤電廠渦輪流量計及系統(tǒng)簡介
    燃煤發(fā)電廠通過采取完整的檢測、控制、自動化系統(tǒng)等集中控制方式，以確保發(fā)電機組及其輔助系統(tǒng)安全、可 靠、經(jīng)濟運行。通常爐、機、電及全廠輔助車間均采用集中控制，集中控制一般采用兩機一控的控制方式�？刂品绞娇梢愿鶕�(jù)機組實際進行組合選用，現(xiàn)介紹一種通用方式，以此說明燃煤電廠熱動控制基本情況。

    1.1 機組級自動化水平。單元機組控制采用以微處理器為基礎的分散控制系統(tǒng)（DCS）實現(xiàn)，主要包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) （DAS）、模擬量控制系統(tǒng) （MCS）、順序控制系統(tǒng)（SCS）、爐膛安全監(jiān)視及燃燒器管理系統(tǒng)（BMS）、旁路控制系統(tǒng)（BYPASS）和電氣控制系統(tǒng)（包括廠用電、發(fā)變組）等。機組 DCS 的人機接口采用操作員站及大屏幕液晶顯示器，作為機組的監(jiān)控中心�？刂婆_上布置 DCS 系統(tǒng)操作員站及少量的緊急事故停車按鈕。機組 DCS 控制系統(tǒng)由電廠中央控制室或集中控制中心對整臺機組進行綜合控制，其他相關(guān)的自動控制系統(tǒng)、聯(lián)鎖裝置、遠方控制操作、報警系統(tǒng)和工業(yè)視頻監(jiān)視等均在顯示器（CRT）上按照各種運行方式控制完成其動作和要求，機組將控制臺和其輔助盤分開設置，并配置足夠的通風設施，在機組控制臺上 DCS操作站獨立空間上鎖布置。對于輔機的啟動、停機和運行控制按照其相應的運行模式，由功能子組按順序控制。

    1.2 輔助系統(tǒng)級自動化水平。輔助系統(tǒng)包括化學水處理及預處理、凝結(jié)水精處理、取樣及加藥、除灰渣、采暖通風、廢水處理、空壓機房、輸煤系統(tǒng)等。輔助車間的控制設置輔助車間控制網(wǎng)絡來實現(xiàn)。除灰系統(tǒng)、化學補給水程序控制系統(tǒng)等控制系統(tǒng)，既可在就地控制室內(nèi)控制，也可在中央控制室內(nèi)控制，調(diào)試結(jié)束正常運行后可將就地控制室內(nèi)的 CRT 移至中央控制室。

    1.3 廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)水平。廠級監(jiān)控系統(tǒng)（SIS）功能主要包括實現(xiàn)全廠生產(chǎn)過程參數(shù)的采集和管理、廠級性能計算和分析功能、現(xiàn)場各類重要設備設施和信息安全管理等。DCS 系統(tǒng)一般按照同類型機組的經(jīng)驗參數(shù)和系統(tǒng)、國家及行業(yè)相關(guān)標準規(guī)范和規(guī)程要求對相關(guān)運行參數(shù)進行調(diào)試整定，變送器、自動控制及遠方操作執(zhí)行器、儀器儀表、保護聯(lián)鎖用驅(qū)動開關(guān)、單項隔離網(wǎng)閘、縱向加密裝置等均按照高效、職能、合規(guī)的要求選用。

    2 熱控系統(tǒng)風險分析與辨識
    2.1 風險分析。如果 DCS 發(fā)生故障，出現(xiàn)機組保護拒動或誤動、測溫裝置指示錯誤、測壓裝置指示錯誤、自動調(diào)節(jié)裝置失常、電源故障等方面的風險時，運行人員不能進行實時操作，失去對發(fā)電機組監(jiān)控操作和遠方控制，導致整臺機組運行失去控制，或者由于機組控制紊亂產(chǎn)生的錯誤信息和提示誤導機組運轉(zhuǎn)員，影響運行人員對機組運行工況的判斷，從而造成誤指揮、誤操作。如果 DCS 不采取有效的安全防護措施，容易受到計算機病毒入侵或者惡意攻擊，出現(xiàn)電氣一次系統(tǒng)事故、電力二次系統(tǒng)的崩潰或癱瘓，甚至可能出現(xiàn)大面積停電事故。熱控系統(tǒng)危險因素主要有熱控系統(tǒng)設計不周或遺漏；熱控設備制造質(zhì)量不良；熱控設備施工安裝不良；熱控設備基建調(diào)試不到位；維護檢修管理不良和人為誤操作等類型。

    2.2 事故類型及原因分析。對近年來熱控系統(tǒng)發(fā)生的事故進行綜合分析，主要有六種類型，第一種為機組分布式控制系統(tǒng)（DCS）失靈事故，造成該事故的原因主要有UPS 電源發(fā)生故障導致 DCS 或 LCD 的供電回路失去電源，或其系統(tǒng)集中控制電纜，涉及電源、通信電纜和接頭等故障，致使系統(tǒng)死機或 LCD 黑屏；通信電纜和接口負荷過重，發(fā)生傳輸不穩(wěn)定，導致通信信息不暢通造成系統(tǒng)死機現(xiàn)象發(fā)生；由于操作不當或硬件設備損壞等原因，造成主機鍵盤或電纜接件和插件發(fā)生損壞，沒有響應操作指令，造成不能正常操作系統(tǒng)；軟件出錯、主控制器負荷過高、配置出錯；病毒入侵或惡意攻擊；電磁干擾；電子設備運行環(huán)境不良。第二種為壓力/差壓測量裝置故障，造成該事故的原因主要有 UPS 電源故障或?qū)Ь�故障原因，各類變送器的電源回路不能正常供電，失去電源，致使系統(tǒng)測量裝置無法正常進行輸入輸出；測量裝置元件故障或裝置彈性實效，不能準確指示數(shù)據(jù)；儀表不能正常傳壓，致使壓力表無指示或差壓表指較大或較��；傳壓通道受凍結(jié)冰，致使壓力表漸趨向較大值，差壓表漸趨向較大值或較小值；雜物等堵塞儀表的傳壓通道，致使指針不動或者卡死；控制系統(tǒng)的組件輸入輸出點出現(xiàn)異常，導致指示不準；取樣裝置未進行防磨設計。第三種為溫度測量裝置故障，造成該事故的原因主要有測溫裝置線路故障或 UPS 電源回路失去電源，導致測量裝置不能正確輸出數(shù)據(jù)；測量裝置的相關(guān)元件及線路出現(xiàn)故障或損害，導致溫度測量裝置指針實效，或指向較大值或指向較小值或卡死；DCS 的 I/O 組件輸入點故障，導致示值異常；元件安裝不當，其測溫部件沒有接觸到被測量部位或介質(zhì)，造成測量偏低；外部電磁干擾，影響輸出值。第四種為機組保護拒動或誤動事故，造成該事故的原因主要有機組保護設施供電線路故障或供電失去 UPS 電源，導致機組保護失靈，出現(xiàn)拒動現(xiàn)象；機組保護檢測裝置及其線路故障或損壞，導致機組不能正確動作，出現(xiàn)拒動現(xiàn)象；機組保護用的通訊設施及元器件故障，不能正常的傳輸和接受信號，或者保護用的輸入輸出元件或組件故障或線路故障，導致機組保護實效；機組保護裝置的整定出現(xiàn)誤差或者不準，導致保護系統(tǒng)誤動；原設計缺乏前瞻性，邏輯設計存在結(jié)構(gòu)性安全隱患，導致機組保護誤動；雙路電源自動切換時出現(xiàn)故障，導致信息丟失造成機組保護誤動作；集控系統(tǒng)保護用的主機芯片故障或出現(xiàn)電磁干擾等誘發(fā)保護系統(tǒng)邏輯運算錯誤，造成機組保護誤動作。第五種為自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)失控事故，造成該事故的原因主要有熱工電源系統(tǒng)故障，造成該事故的原因主要有自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電源故障或線路故障，導致機組自動調(diào)節(jié)失去控制；自動調(diào)節(jié)的檢測裝置及其線路故障，導致相關(guān)信號異�；虿环�(wěn)定，造成調(diào)整門變化不均；調(diào)節(jié)系統(tǒng)的相關(guān)執(zhí)行機構(gòu)出現(xiàn)故障或缺陷，致使調(diào)節(jié)裝置的機構(gòu)不動或失靈，造成調(diào)節(jié)動作異常；雙路電源故障，自動切換時出現(xiàn)信息丟失，造成自動控制調(diào)節(jié)裝置失去控制；調(diào)節(jié)器芯片故障或運算紊亂，導致調(diào)節(jié)失去正�？刂�；機組保護用的通信設備或元器件故障，傳輸信息異常，機組保護出現(xiàn)拒動或誤動；儀表用的氣源出現(xiàn)故障。第六種為熱工電源系統(tǒng)故障，造成該事故的原因主要有 UPS 電源及線纜等元器件受到外力損害；線路絕緣老化導致的短路或者接地現(xiàn)象；電源回路負荷超載致使熔斷器燒斷或者選型不準，造成越級跳閘現(xiàn)象發(fā)生；熱工電源回路出現(xiàn)短接，導致電源開關(guān)動作。

    3 渦輪流量計及系統(tǒng)風險防范安全技術(shù)措施
    熱工控制系統(tǒng)的設計及設備選型應執(zhí)行《火力發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)設計技術(shù)規(guī)定》《火力發(fā)電廠熱工自動化就地設備安裝、管路及電纜設計技術(shù)規(guī)定》《火力發(fā)電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)技術(shù)條件》《熱工自動化系統(tǒng)運行檢修維護規(guī)程》等標準規(guī)范，以及《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求》和電力二次系統(tǒng)安全防護的相關(guān)規(guī)定。重點強調(diào)如下風險防范技術(shù)措施：熱工自動化系統(tǒng)和設備的選型必須要有前瞻性，應選用質(zhì)量可靠的設備、裝置和器件，確保能夠采用獨立常規(guī)手段操作�？刂葡到y(tǒng)的配置要滿足各種運行工況條件的監(jiān)控技術(shù)要求，芯片負荷率要滿足機組要求并留有余度。系統(tǒng)電源應配置可靠的 UPS 電源，滿足備用電源切換的較小時間。電源故障應設置聲光報警裝置。各種系統(tǒng)接口要穩(wěn)定可靠，并留有足夠的冗余。按照反措要求，系統(tǒng)應設有防止誤動和拒動的應對策略，防止系統(tǒng)電源發(fā)生誤動。熱工保護系統(tǒng)應確保系統(tǒng)的獨立性，在總控制臺上設置滿足要求的跳閘按鈕，接至停爐、停機相關(guān)驅(qū)動回路中。單元機組應有事故追憶功能。DCS 鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）控制器必須留有足夠的冗余，且可自動切換，同時裝置設置自動和手動切換試驗功能。做好熱工保護相關(guān)線纜的接地工作，并嚴格進行檢驗檢測。DCS 的運行環(huán)境要滿足溫度、適度、通風等要求。做好機房防雷防靜電管理，機房地板為防靜電地板或地面。單元機組、直流系統(tǒng)、廠用系統(tǒng)、交流不停電電源系統(tǒng)和柴油發(fā)電機系統(tǒng)的測量應按照《電測量儀表裝置設計規(guī)程》配置，由 DCS 進行監(jiān)測。儀用的相關(guān)氣源要獨立設置，并保證質(zhì)量，確保氣動執(zhí)行機構(gòu)的正常動作，儲氣量應保持 15min 供氣。
 
    4 渦輪流量計及系統(tǒng)風險防范安全管理措施
    渦輪流量計及系統(tǒng)的安全管理主要包括崗位安全責任制、安全管理制度、應急預案以及信息監(jiān)控系統(tǒng)方面的管理。其中燃煤電廠熱工安全管理制度包括熱工技術(shù)監(jiān)督管理制度、熱工檢修管理制度、熱控工作票和操作票管理制度、熱工設備巡點檢制度、熱工設備維護管理制度、熱工設備資料技術(shù)檔案管理制度、熱工崗位安全教育培訓管理制度、熱控設備缺陷和事故管理制度、熱工設備定期校驗制度、熱工計量管理制度、熱工 DCS 系統(tǒng)/輔控網(wǎng)工程師站分級授權(quán)管理制度、計算機系統(tǒng)防病毒管理制度、工程師站管理細則等。

    5 結(jié)論
    燃煤電廠渦輪流量計及系統(tǒng)風險不容忽視，通過對其系統(tǒng)危險因素的辨識，充分發(fā)掘了 6 類事故的發(fā)生的致因，從安全技術(shù)和安全管理兩個方面提出了防范措施，是對電廠熱工系統(tǒng)風險防控的總結(jié)和概括，為安全管理者管控熱工系統(tǒng)風險提供技術(shù)支持和保障。