摘要：通過深入辨識燃煤電廠渦輪流量計及系統危險因素，發掘系統中可能存在的風險，進一步明晰熱工運行中發生事故的原因，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安全穩定生產。

    引言
    隨著現代信息技術和控制技術的不斷發展，燃煤電廠的自動化控制水平得到大幅度提升，同時也引發了新的矛盾發生，如何辨識渦輪流量計及系統風險并實現防控，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進行風險分析和辨識，發現引發事故的原因和途徑，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簡介
    燃煤發電廠通過采取完整的檢測、控制、自動化系統等集中控制方式，以確保發電機組及其輔助系統安全、可 靠、經濟運行。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。控制方式可以根據機組實際進行組合選用，現介紹一種通用方式，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（DCS）實現，主要包括數據采集系統 （DAS）、模擬量控制系統 （MCS）、順序控制系統（SCS）、爐膛安全監視及燃燒器管理系統（BMS）、旁路控制系統（BYPASS）和電氣控制系統（包括廠用電、發變組）等。機組 DCS 的人機接口采用操作員站及大屏幕液晶顯示器，作為機組的監控中心。控制臺上布置 DCS 系統操作員站及少量的緊急事故停車按鈕。機組 DCS 控制系統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，其他相關的自動控制系統、聯鎖裝置、遠方控制操作、報警系統和工業視頻監視等均在顯示器（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 輔助系統級自動化水平。輔助系統包括化學水處理及預處理、凝結水精處理、取樣及加藥、除灰渣、采暖通風、廢水處理、空壓機房、輸煤系統等。輔助車間的控制設置輔助車間控制網絡來實現。除灰系統、化學補給水程序控制系統等控制系統，既可在就地控制室內控制，也可在中央控制室內控制，調試結束正常運行后可將就地控制室內的 CRT 移至中央控制室。

    1.3 廠級監控信息系統水平。廠級監控系統（SIS）功能主要包括實現全廠生產過程參數的采集和管理、廠級性能計算和分析功能、現場各類重要設備設施和信息安全管理等。DCS 系統一般按照同類型機組的經驗參數和系統、國家及行業相關標準規范和規程要求對相關運行參數進行調試整定，變送器、自動控制及遠方操作執行器、儀器儀表、保護聯鎖用驅動開關、單項隔離網閘、縱向加密裝置等均按照高效、職能、合規的要求選用。

    2 熱控系統風險分析與辨識
    2.1 風險分析。如果 DCS 發生故障，出現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、自動調節裝置失常、電源故障等方面的風險時，運行人員不能進行實時操作，失去對發電機組監控操作和遠方控制，導致整臺機組運行失去控制，或者由于機組控制紊亂產生的錯誤信息和提示誤導機組運轉員，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，出現電氣一次系統事故、電力二次系統的崩潰或癱瘓，甚至可能出現大面積停電事故。熱控系統危險因素主要有熱控系統設計不周或遺漏；熱控設備制造質量不良；熱控設備施工安裝不良；熱控設備基建調試不到位；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。對近年來熱控系統發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（DCS）失靈事故，造成該事故的原因主要有UPS 電源發生故障導致 DCS 或 LCD 的供電回路失去電源，或其系統集中控制電纜，涉及電源、通信電纜和接頭等故障，致使系統死機或 LCD 黑屏；通信電纜和接口負荷過重，發生傳輸不穩定，導致通信信息不暢通造成系統死機現象發生；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生損壞，沒有響應操作指令，造成不能正常操作系統；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 電源故障或導線故障原因，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，不能準確指示數據；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小；傳壓通道受凍結冰，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；控制系統的組件輸入輸出點出現異常，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據；測量裝置的相關元件及線路出現故障或損害，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，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，出現拒動現象；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，出現拒動現象；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誤差或者不準，導致保護系統誤動；原設計缺乏前瞻性，邏輯設計存在結構性安全隱患，導致機組保護誤動；雙路電源自動切換時出現故障，導致信息丟失造成機組保護誤動作；集控系統保護用的主機芯片故障或出現電磁干擾等誘發保護系統邏輯運算錯誤，造成機組保護誤動作。第五種為自動調節系統失控事故，造成該事故的原因主要有熱工電源系統故障，造成該事故的原因主要有自動調節系統的電源故障或線路故障，導致機組自動調節失去控制；自動調節的檢測裝置及其線路故障，導致相關信號異常或不穩定，造成調整門變化不均；調節系統的相關執行機構出現故障或缺陷，致使調節裝置的機構不動或失靈，造成調節動作異常；雙路電源故障，自動切換時出現信息丟失，造成自動控制調節裝置失去控制；調節器芯片故障或運算紊亂，導致調節失去正常控制；機組保護用的通信設備或元器件故障，傳輸信息異常，機組保護出現拒動或誤動；儀表用的氣源出現故障。第六種為熱工電源系統故障，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，造成越級跳閘現象發生；熱工電源回路出現短接，導致電源開關動作。

    3 渦輪流量計及系統風險防范安全技術措施
    熱工控制系統的設計及設備選型應執行《火力發電廠熱工控制系統設計技術規定》《火力發電廠熱工自動化就地設備安裝、管路及電纜設計技術規定》《火力發電廠廠級監控信息系統技術條件》《熱工自動化系統運行檢修維護規程》等標準規范，以及《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》和電力二次系統安全防護的相關規定。重點強調如下風險防范技術措施：熱工自動化系統和設備的選型必須要有前瞻性，應選用質量可靠的設備、裝置和器件，確保能夠采用獨立常規手段操作。控制系統的配置要滿足各種運行工況條件的監控技術要求，芯片負荷率要滿足機組要求并留有余度。系統電源應配置可靠的 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。各種系統接口要穩定可靠，并留有足夠的冗余。按照反措要求，系統應設有防止誤動和拒動的應對策略，防止系統電源發生誤動。熱工保護系統應確保系統的獨立性，在總控制臺上設置滿足要求的跳閘按鈕，接至停爐、停機相關驅動回路中。單元機組應有事故追憶功能。DCS 鍋爐爐膛安全監控系統（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。做好熱工保護相關線纜的接地工作，并嚴格進行檢驗檢測。DCS 的運行環境要滿足溫度、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、廠用系統、交流不停電電源系統和柴油發電機系統的測量應按照《電測量儀表裝置設計規程》配置，由 DCS 進行監測。儀用的相關氣源要獨立設置，并保證質量，確保氣動執行機構的正常動作，儲氣量應保持 15min 供氣。
 
    4 渦輪流量計及系統風險防范安全管理措施
    渦輪流量計及系統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控系統方面的管理。其中燃煤電廠熱工安全管理制度包括熱工技術監督管理制度、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/輔控網工程師站分級授權管理制度、計算機系統防病毒管理制度、工程師站管理細則等。

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