重視DCS系統(tǒng)的外部環(huán)節(jié)，提高其運(yùn)行穩(wěn)定性

通過(guò)對(duì)使用DCS系統(tǒng)的電廠的大量事故分析發(fā)現(xiàn)，事故往往發(fā)生在DCS系統(tǒng)的外部環(huán)節(jié)上，這就對(duì)DCS集散控制系統(tǒng)的外部環(huán)節(jié)提出了更高的要求。以往由于對(duì)DCS的外部環(huán)節(jié)沒(méi)有引起高度重視，電廠投產(chǎn)初期發(fā)生了許多原因不明的事故，付出了昂貴的學(xué)費(fèi)。因此，如何保證DCS系統(tǒng)外部環(huán)節(jié)的可靠性，是提高電廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)、運(yùn)行必須解決的重要課題。本文根據(jù)華能各電廠DCS系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，從加強(qiáng)管理著手，簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)外部工作環(huán)境、儀控氣源品質(zhì)、電源及接地系統(tǒng)3方面對(duì)DCS系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要性。

　　1　計(jì)算機(jī)的外部工作環(huán)境　　
　　計(jì)算機(jī)的外部環(huán)境要求不僅僅是指計(jì)算機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的工作環(huán)境要符合計(jì)算機(jī)廠家的有關(guān)規(guī)定，而要包括計(jì)算機(jī)運(yùn)輸、安裝、調(diào)試、運(yùn)行的全過(guò)程。但在電廠建設(shè)初期往往片面追求基建速度而忽視了計(jì)算機(jī)的工作環(huán)境要求。如不具備受電條件以及環(huán)境溫度、濕度均無(wú)保證的情況下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受電試運(yùn)，運(yùn)行初期計(jì)算機(jī)模件損壞率較高，造成難以彌補(bǔ)的損失。另外，如果不注意計(jì)算機(jī)房的密封和環(huán)境管理，大量的粉塵侵入計(jì)算機(jī)內(nèi)部，使計(jì)算機(jī)芯片的散熱和絕緣下降，也會(huì)留下大量的事故隱患。　　采用大型集中空調(diào)給計(jì)算機(jī)營(yíng)造了良好的工作環(huán)境，使計(jì)算機(jī)更加依賴于在空調(diào)環(huán)境下生存。但如果空調(diào)故障，短時(shí)間難以恢復(fù)時(shí)，溫差的急劇變化，將難以避免模件事故的發(fā)生。因此，在DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮DCS本身的危險(xiǎn)性，還應(yīng)考慮外部危險(xiǎn)因素的存在。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，DCS的工作環(huán)境采用恒溫恒濕空調(diào)為宜。因?yàn)槲覈?guó)的北方，氣候寒冷干燥，冬季靜電放電現(xiàn)象嚴(yán)重，沒(méi)有恒溫恒濕空調(diào)，DCS系統(tǒng)的運(yùn)行將極不安全。且空調(diào)應(yīng)是獨(dú)立的，不能與控制室和其他房間混用，以減少灰塵對(duì)DCS系統(tǒng)的影響。
　　計(jì)算機(jī)工作的環(huán)境溫度標(biāo)準(zhǔn)以19～23℃為宜。有的工作人員則以自己感受的冷熱作為計(jì)算機(jī)工作溫度標(biāo)準(zhǔn)，冬季停用空調(diào)，夏季將溫度設(shè)置過(guò)低。過(guò)低的溫度使空氣結(jié)露，嚴(yán)重危害計(jì)算機(jī)正常工作。而當(dāng)環(huán)境溫度大于29℃時(shí)，大量的數(shù)據(jù)證明，計(jì)算機(jī)柜內(nèi)溫度已升45℃以上，機(jī)柜內(nèi)的熱量很難正常排出，惡性循環(huán)的結(jié)果導(dǎo)致計(jì)算機(jī)故障，嚴(yán)重時(shí)引起機(jī)組跳閘停運(yùn)。

　　2　儀控氣源品質(zhì)　　
　　儀控氣源是專為熱控氣動(dòng)控制系統(tǒng)提供動(dòng)力保障，它雖不是熱控設(shè)備的范圍，但出現(xiàn)的問(wèn)題直接威脅DCS系統(tǒng)的運(yùn)行。電廠由于氣源系統(tǒng)繁雜，分管專業(yè)多，投產(chǎn)初期很難保證氣源品質(zhì)符合要求，經(jīng)常發(fā)生氣源中的雜質(zhì)、水分引起氣動(dòng)執(zhí)行器的誤動(dòng)和拒動(dòng)，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，不少電廠采取了各種行之有效的措施。他們?cè)跉饴飞霞友b大量的疏水器、過(guò)濾器、加熱器等，在一定程度上提高了氣源品質(zhì)，緩解了由于氣源品質(zhì)下降給生產(chǎn)帶來(lái)的危害，但仍達(dá)不到要求的標(biāo)準(zhǔn)。冬季氣源管路凍結(jié)、雜質(zhì)堵塞氣控元件等故障時(shí)有發(fā)生。氣源品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)參見國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO／DP8573／1－88“壓縮空氣質(zhì)量等級(jí)”。
　　由于氣源品質(zhì)監(jiān)測(cè)困難，因此氣源品質(zhì)一般以溫度表監(jiān)測(cè)為主，其余品質(zhì)只能靠選用符合標(biāo)準(zhǔn)要求的過(guò)濾器來(lái)達(dá)到，這就要求檢修、運(yùn)行人員加強(qiáng)巡視維護(hù)。如果維護(hù)不當(dāng)，如過(guò)濾器濾芯更換不及時(shí)或手動(dòng)排水器不按時(shí)排放等，就會(huì)造成氣源品質(zhì)　　34下降，引起氣動(dòng)設(shè)備的誤動(dòng)和拒動(dòng)，從而危及機(jī)組的安全運(yùn)行。因此，專業(yè)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)氣源品質(zhì)的定期監(jiān)測(cè)，制定出相應(yīng)的維修規(guī)程。另外，合理選用替代備件，采取先進(jìn)的冷卻干燥機(jī)等手段降低空氣露點(diǎn)，以適應(yīng)各氣路不同環(huán)境的工作要求，用純凈、無(wú)污染、無(wú)雜質(zhì)的高品質(zhì)氣源，優(yōu)質(zhì)服務(wù)于熱控設(shè)備，也是電廠專業(yè)人員應(yīng)考慮的環(huán)節(jié)。如華能珞璜電廠，率先在儀控氣源系統(tǒng)使用先進(jìn)的冷卻干燥機(jī)，收到了良好的效果。

　　3　電源及接地系統(tǒng)
　　3．1　電源
　　電源是DCS系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。DCS系統(tǒng)對(duì)電源性能和接地系統(tǒng)均提出了要求。由于電子設(shè)備抗干擾能力差，因此，電源的凈化，地線的合理分布是防止干擾的最好措施。對(duì)于采用N－90分散控制系統(tǒng)的電廠，由于N－90電源在設(shè)計(jì)上采用了較先進(jìn)的開關(guān)電源技術(shù)，縮小了電源的體積，因而增強(qiáng)了電源抗干擾能力。但N－90電源在設(shè)計(jì)上有著先天不足。由于框架結(jié)構(gòu)擁擠，導(dǎo)致維護(hù)檢修困難，加上電源轉(zhuǎn)換效率低，機(jī)柜內(nèi)大量的熱量來(lái)自電源本身，不可能使計(jì)算機(jī)模件有較好的工作環(huán)境，一旦冷卻風(fēng)扇故障，就有可能危及整個(gè)PCU（過(guò)程控制單元）的正常工作，從而危及DCS系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。尤其是采用DCS系統(tǒng)控制的公用設(shè)備，故障的可能性更大。如華能岳陽(yáng)電廠，1993年3月12日就發(fā)生一起因公用系統(tǒng)循環(huán)水控制的12號(hào)PCU電源故障，引起運(yùn)行中的2臺(tái)機(jī)全停的重大事故。由此可見，N－90電源系統(tǒng)因不能分散自身電源的危險(xiǎn)，已不能滿足當(dāng)前發(fā)展的需要。而發(fā)展中的INFI電源，充分認(rèn)識(shí)到電源危險(xiǎn)性的存在，大膽采用電源分散控制，采用集中化、模塊化設(shè)計(jì)，大幅度提高了電源的效率。華能岳陽(yáng)電廠在對(duì)媽灣電廠INFI電源運(yùn)行情況的調(diào)研后，了解到了該廠從未發(fā)生過(guò)由于電源故障引起計(jì)算機(jī)工作異常的情況。通過(guò)半年多時(shí)間的反復(fù)摸索，大膽將公用系統(tǒng)循環(huán)水控制在12號(hào)PCU電源改成INFI電源控制。改造后，機(jī)柜熱量明顯減少，溫度下降十分顯著，電源在運(yùn)行中除風(fēng)扇外，幾乎沒(méi)有需要維護(hù)的地方。
　　3．2　接地系統(tǒng)
　　隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)本身抗干擾能力有很大提高，當(dāng)前國(guó)內(nèi)采用的分散控制系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)不相同，接地系統(tǒng)相差很大。如何抑制電源和通過(guò)接地線引發(fā)的干擾，也是大家目前關(guān)心的課題。如計(jì)算機(jī)工作電壓不能超過(guò)一定范圍，否則易損壞模件。低于一定電壓，也有可能使模件處于異常工作狀態(tài)。另外，備用電源切換時(shí)間必須符合要求，否則易發(fā)生錯(cuò)誤的控制指令。因此，提高電源的性能、搞好電源的接地和計(jì)算機(jī)地線的敷設(shè)仍是目前DCS系統(tǒng)最有力的抗干擾手段。
　　在過(guò)去工作中，人們對(duì)地線的概念局限于保護(hù)人身、設(shè)備，有的經(jīng)常混淆計(jì)算機(jī)地網(wǎng)和電力地網(wǎng)所起的作用，在施工安裝中隨意聯(lián)接，甚至忽略了地線的設(shè)計(jì)審查和工程質(zhì)量驗(yàn)收，致使新投產(chǎn)機(jī)組經(jīng)常發(fā)生設(shè)備不明原因故障、機(jī)組不明原因跳閘。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在電廠的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)計(jì)算機(jī)接地系統(tǒng)的設(shè)備、施工與完善越來(lái)越重視。有的已投電廠，如華能岳陽(yáng)電廠，不惜花大力氣整改地線，取得了良好地效果，從整改至今，沒(méi)有發(fā)生因地線原因引起的跳機(jī)事故。
　　幾年來(lái)，通過(guò)大量的因接地系統(tǒng)不完善造成的跳機(jī)事故原因分析，通過(guò)參照投產(chǎn)以后穩(wěn)定較快的電廠的地線設(shè)計(jì)，我們認(rèn)為在電廠這樣一個(gè)高電壓、大電源、強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境中，必須十分重視計(jì)算機(jī)接地系統(tǒng)的完善，必須要有強(qiáng)有力的技術(shù)措施。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)過(guò)程控制柜之間直流地必須先連接在一起，而后再與電力地網(wǎng)相連，才能減少干擾。單相UPS二次側(cè)不能接地時(shí)，必須經(jīng)隔離變壓器才能引入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。同時(shí)，UPS必須選用符合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要求的型號(hào)。這樣，才能提高DCS系統(tǒng)的抗干擾能力，才能確保機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。

　　4　結(jié)束語(yǔ)　　
　　華能所屬電廠均采用DCS系統(tǒng)，通過(guò)近幾年的運(yùn)行和學(xué)習(xí)、消化、吸收國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，積累了一定經(jīng)驗(yàn)，從熱控專業(yè)提出了分散控制系統(tǒng)運(yùn)行、檢修必須遵循的基本原則和有效的管理方法，并已在華能各電廠實(shí)施，取得了良好的效果。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，已投產(chǎn)的電廠必須對(duì)DCS外部環(huán)節(jié)在內(nèi)的運(yùn)行、檢修、考核全過(guò)程實(shí)行全方位管理，才能保障DCS系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。