DCS系統由系統軟、硬件、盤臺設備以及變送器、邏輯開關、電纜及執行機構組成,系統中任一環節出現問題,均會導致系統部分功能失效或引發控制系統故障,嚴重時將使機組事故跳閘,甚至損壞主設備。因此,要把構成控制系統的所有設備看成一個整體進行全面管理。
已投產的機組必須對DCS系統外部環境、運行、檢修及考核進行全過程、全方位的管理。全過程管理指DCS系統運行、日常維護、檢修及考核管理各個環節,全方位管理指所有涉及DCS系統的安全因素要考慮周全,不僅要關注DCS系統軟、硬件及外圍設備,還應考慮與DCS系統相關的外部設備及條件,如:中央空調、電源、儀用氣源、接地等內容,只有這樣,才能確保DCS系統安全穩定運行。
我廠300MW機組DCS系統在使用初期出現了許多問題,究其原因除對MAX1000+PLUS系統的特性沒有完全掌握外,主要由于沒有按其自身規律合理地進行管理而造成的。
1 DCS系統的外部環境
DCS系統外部環境條件是指電源(含UPS電源)、接地系統、中央空調系統以及儀用氣源系統,這些系統屬其它專業管理范圍,最終為熱工服務。
(1)中央空調系統。計算機工作的環境溫度為19~23℃,一旦空調故障,短時間難以恢復時,溫差的急劇變化,將導致模件事故的發生。
(2)儀用氣源系統。氣源品質直接影響氣動執行機構的正常動作,因此應加強對氣源品質的定期檢測,制定出相應的維護措施。
(3)保安電源和UPS電源。電源是DCS系統穩定運行的重要保障,必須確保電源供電方式的合理性以及UPS電源的切換時間符合要求。
(4)接地系統。電廠是一個高電壓、大電流、強磁場干擾的環境,必須重視計算機接地系統的完善。
DCS系統的運行管理是指控制系統巡檢,熱工保護的投退,運行設備的檢修隔離辦法,各種軟件管理,熱工備件管理等。
(1)加強熱工檢修工作票的管理。在運行機組上對某一設備檢修時,如果對其隔離不完全或不正確,可能發生相關設備的聯鎖反應。因此要求相關人員務必實施正確的隔離措施。
(2)加強軟件管理。組態的修改必須按有關規定執行,同時必須及時備份修改前后的所有組態信息,存檔備查。
(3)DCS系統備件的管理。DCS系統備件的存放應滿足制造廠的要求,定期對備件進行檢查。當DCS裝置發生故障,需用備件更換時,使用前必須對備件進行功能測試,以防患于未然。
3 DCS系統的檢修管理
DCS系統檢修時必須要有合理的檢修工藝和程序,兼顧DCS系統本身的檢修和重視系統外部設備的檢修。
3.1設備檢修項目和周期
檢修項目應包括DCS系統及就地設備
(1)DCS系統檢修項目及周期。依據DCS系統設備特點,隨機組大修至少進行以下項目的檢修(小修時可酌情適當減少):模件組態的備份,核實控制模件標志和地址;外圍設備檢修,清掃電源、模件及防塵濾網,檢查及緊固控制柜接線,接地系統檢查,冷卻風扇檢修,電源測試;重要測量和保護信號線路絕緣檢查;電子室溫度、濕度及含塵量檢修前測試,檢修后復查;模件電源及冗余模件的切換試驗;報警及保護功能測試;通訊、手操站檢查等。
(2)就地設備的檢修及周期。就地設備包括執行機構、變送器、邏輯開關及線路檢查。此類檢修項目及周期與常規控制設備基本相同。特別重要的是氣動執行機構的斷電、斷氣及斷信號功能的檢查。
3.2 模件清洗及吹掃
清潔處理應在“防靜電工作臺”上進行,以防靜電損壞模件。根據模件污穢的程度可以用于燥過濾后的壓縮空氣通過除靜電空氣槍吹掃,用異丙醇/蒸餾水混合液(20%比例)清洗。
3.3電源線路及元件
按上述方法進行清掃電源線路及元件,然后組裝后進行性能測試。帶有冷卻風扇的,一定要檢查冷卻風扇工作是否正常,并對其進行清洗、吹掃或更換,以防DCS系統運行中由于冷卻風扇故障,引起機柜溫度過高,誘發模件故障。
3.4操作員站和工程師站的檢查及診斷
嚴格按廠家程序要求對工作站進行硬件檢查、受電試驗、故障診斷、軟件下裝試驗等。
3.5通訊系統的檢查和診斷
根據廠家提供的程序進行檢查和診斷。
4 自動調節裝置的現場管理
新投入和控制策略變更的控制系統要經過認真調試,由專人負責跟蹤,并根據被控對象取得合理的整定參數,達到規定調節品質后,才能交付運行,長期投入。
大修后,所有控制系統必須進行調整和擾動試驗,確認整定參數的正確性,方可投入運行。
長期投入的自動裝置及其系統,要利用一切可以利用的機會,定期進行試驗,及時消除隱患,確保其長期穩定運行。
試驗前應編寫試驗措施和方法。試驗完畢,應填寫報告存檔備查。應重視技術資料的收集匯總,建立完整的檔案資料。
5 熱工保護裝置的現場管理
保護的作用在于準確及時地反映事故并加以正確地處理,以防事故的擴大:聯鎖實際上也是保護,只是一般局限于進行局部操作,而保護功能又是通過聯鎖的作用來實現的。機組保護、聯鎖項目的確定,主要是根據熱力系統和有關設備的安全運行要求以及對自動化設備裝置的配備情況、技術特性等狀況制定的。這些熱工自動保護裝置給大機組的安全運行打下了堅實的基礎。假如撇開這些保護,一旦發生事故,運行人員是無法在極短的時間內作出正確的判斷和迅速處理的,其后果不堪設想。
5.1機組熱工保護聯鎖裝置的運行管理
(1)發電機組一投入運行,所有熱工保護聯鎖裝置應全部投入。
(2)發電機組啟動過程中為適應某種工況需要,確需退出某項保護時,應提出申請并經批準后,由熱控人員實施。熱控人員要嚴格按制度辦事,工況達到后應立即投入。
(3)保護定值的修改或臨時變動必須經過討論并由廠總工批準,由熱控人員實施。
(4)發電機組因熱工保護動作造成事故的,應迅速組織有關人員確認保護動作的準確性。經熱工人員檢查未發現保護裝置異常或誤動時,任何人無權下令退出該保護,若需退出,應經廠總工批準;確系熱工保護誤動造成事故的,應查明原因后再投入該項保護。聯鎖保護裝置在運行中發現異常,運行人員應及時向熱工人員反映,熱工人員應對該設備進行聯鎖保護試驗,尋找故障原因,認真消除缺陷。
(5)凡聯鎖保護系統出現局部故障時,若是按扭、開關、電磁閥等硬設備故障應立即更換;確無備品或無法修復時,應提出更改的應急措施,填寫《設備異動申請表》,報批后執行。若暫時取消該項保護,應經專業確認后報廠部,經廠總工批準后執行。
5.2機組熱工保護聯鎖試驗管理
(1)聯調試驗應將試驗內容明確列入檢修計劃中,給熱控專業留有充分的調試時間,試驗方法盡量采用物理方法,這樣既能驗證測量設備定值動作是否正確,又能檢查線路是否完好,如有困難可在測量設備校驗合格的前提下,在現場模擬試驗條件進行試驗,嚴禁在控制柜內輸入端子處模擬試驗條件進行試驗。
(2)保護聯鎖試驗的實施應按其重要性分3級進行,班組負責一般輔機保護聯鎖試驗,車間組織實施主要輔機保護聯鎖試驗,廠級組織機爐電大聯鎖、汽機跳閘保護和鍋爐跳閘保護聯鎖試驗。大修后,要對所有主輔機保護聯鎖項目進行試驗。小修通常進行機爐電大聯鎖、汽機保護聯鎖和鍋爐保護聯鎖試驗。除正常項目外,還要對檢修期間變動的和運行中異常的保護進行驗證。
(3)熱工保護試驗是建立在所有設備檢修工作結束的基礎上,不但可以檢查控制回路,而且也可以發現機械和電氣設備的故障,是檢驗檢修質量的重大舉措,是保護機組檢修后連續安全運行必不可少的手段。機爐電大聯鎖試驗是建立在各分項試驗合格的基礎上的,它標志著整個檢修工作的結束,是保證整個機組整體安全必不可少的步驟。
通過強化管理,可使DCS系統的維護和檢修更加科學化和規范化,從而避免大量重復事故的發生。(王仁志)