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【摘 要】 热工保护是发电厂的重要组成部分，对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用.在主、辅设备发生某些可能引发严重后果的故障时，及时采取相应的措施加以保护，从而软化故障，停机待修，避免发生重大的设备损坏和人身伤亡事故。热工保护的可靠性在提高机组主辅设备可靠性和安全性方面起着重要作用。
【关键词】 热工保护；可靠性；安全性
大型火力发电机组均有设计完善的机、炉、电大联锁保护及各自设备（包括辅机）的相关热工自动保护，通过对机组主、辅机运行状态的监视以及各项参数的在线监测以及历史数据分析，采取报警、自动调整、控制等方式，把来自系统设备的各种故障和扰动以及对系统设备的可能损害程度减少到最低，使机组处于安全、稳定的运行状态。
一、热工保护的简介
热工保护是在机组启停过程和运行过程中，对整个机组、机组主要的一些辅助设备工作状态和运行参数进行监视和控制而起到保护作用，在线监控，当机组的主辅设备和与系统相关的热力参数出现异常情况时，保护装置能及时的发出相应的报警信号，以便相应的系统或设备及时的启动或停止工作，使机组能够保持在原负荷的状态下运行或者是低于原负荷状况下运行；当出现严重的故障而危及机组设备安全导致设备的热力参数超过了允许的极限时，停止机组或者机组的某一部分设备运行，避免事故进一步扩大。热工保护有时通过相应的联锁控制来实现，热工保护系统是火力发电厂一个十分重要的、不可缺少的组成部分，对提高机组的可靠性和安全性具有十分重要的作用。相应的设备将记录与之相关的信息。较完整的热工保护系统包括：监测装置、控制逻辑、保护定值、报警装置、保护在线试验装置、记录、打印设备等。
二、热工保护在火电厂安全运行方面的作用
热工保护在火电厂安全运行方面的作用主要体现在它对锅炉和汽轮机等中心装置的保护上。热工保护系统的可靠性以及安全性对这些装置的保护作用体现了它的重要性。在热工保护下，热工系统中各种热力设备故障的发生率降低，有时还会使故障自动修复，因此，火电厂的可恢复性和安全性有很大幅度的提高。一般情况下，热工保护系统分为两级保护系统，即事故连锁回路保护和事故跳闸回路保护。事故连锁回路保护的作用是在机组发生故障时，机组能够继续维持运行的状态，如果机组处于危险工况下或在自动控制系统失灵的工况下，连锁切除设备将会运行，发挥相应的作用；事故跳闸回路保护的作用是防止机组发生损毁，造成人身伤亡。二者在火电厂的安全运行方面起着非常重要的作用，是保证火电厂安全运行的重要组成部分。
三、热工保护系统存在的一些问题
1、热工系统产生的逻辑故障和现场设备产生的故障
如果用作测量的信号本身就不可靠，而当该信号被用作连锁保护时，系统中相应的一些误动概念将会大幅的增加。同时，用作热控保护连锁系统中的触发信号大多运用的是单点测量信号，并且该系统和设备是在一个强电磁环境中运行的，由于外部环境的干扰和系统内部的异常都有可能引起单点信号保护回路误动情况的发生。据统计，大多数热控单点信号保护回路发生的异常是由外部因素诱导的瞬间误发信号引起的，还有一些故障仅仅是由于某个位置开关接触不良或某个挡板卡涩引起跳闸而造成的。
2、DCS系统出现的故障
DCS硬件系统出现的故障分为控制器故障和模件故障，控制器故障一般表现在以下三个方面：第一，由于热工工作人员对控制器A和B在切换过程中的过程操作处理不当，而引起机组的跳闸问题；第二，由于控制器误发信号而引起的机组跳闸问题；第三，由于控制器A和B在切换过程中异常而引起的机组跳闸问题；而模件故障常常会导致设备产生误动作。
四、提高热工保护可靠性和安全性的方法
1、关于解决逻辑故障和现场设备故障的方法
a）为了防止单个设备或者部件发生故障而造成机组跳闸问题的发生，在进行新机组的运行、机组检修或者逻辑设计时，采取容错逻辑设计的措施。在运行过程中出现的元件故障、部件故障或者设备的故障，应该从控制逻辑上优化，从而进一步进行完善。为了防止控制逻辑失效问题的发生，应该通过事先设置的逻辑措施来控制或者避免。
b）全面的调整好热工保护连锁信号，重点从动作可靠性角度入手，从而进行全面的优化处理。
c）就保护逻辑组态而言，应该合理配置页面并且确保正确的执行时序。
d）最好的方法是不要在保护回路中设置有关运行人员可投、切保护以及手动复归保护逻辑的任何操作设备。
e）应该至少有两路信号是关于ETS、GTS、MFT之间跳闸的指令，通过各自的输出模块，根据二选一或者三选二的逻辑启动跳闸继电器。
2、事故的分析
当机组的热工保护系统每出现一次拒动或者每发生一次动作时，都应该严格的按照事故调查的规章制度进行分析和研究，要充分利用计算机的存储和记忆功能，在确保DCS的各个计算机时钟同步的同时，对各个系统都应该做好相关的历史趋势曲线。加强对事故的分析，能有效的预防同类事故的发生。
3、关于完善测量报警信号系统的方法
测量信号具备的报警作用对及时发现故障且排除故障争取时间方面，起着相当重要的作用。对于电厂经常存在描述错误、报警值的设置与运行实际值不相符合、测量的信号不可靠、机组软报警点未分级或者机组软报警点分级不够完善等一系列的问题，因此而造成的误报警，将导致检修工作人员不能准确的判断设备是否发生故障。因此，为了进一步提高报警信号的可靠性，应该从装软件逻辑和对数据库的比较、删除重复的和不必要的软报警点、修改错误描述入手，从修改数据库里的软报警量程和报警值的上下限以及对软报警组织专项核对整理入手，或者对所有软报警重新进行分级和分组，开通操作员站声音报警装置并且采用不同的颜色，从而使软报警系统发挥其该有的作用。 4、管理的方法
a）制作醒目标识，利用不同的颜色来对机组热工设备的接线图＼端子排.卡件及端子板加以区分，同时做好相应的标识，以便于维护人员更好的区分，避免维护人员日常消缺操作失误而导致设备发生误动。
b）检修工作人员要熟悉热工保护系统中设备的逻辑关系，熟悉运行设备的相关流程，熟练地掌握保护定值的量度，预防事故的发生。日常消缺加强监护，多人核实，减少误动的几率。为了更进一步的了解机组各个部分的运行状况以便及时调整运行的工况，在机组的运行过程中要经常切换计算机的画面。在机组启动前，一般情况下都要对主机、辅机以及热工主保护等主要的设备进行动态试验和静态试验。
c）对保护逻辑组态进行优化，温度高保护是主辅机设备保护的必不可少的一项重要保护。由于温度元件受产品质量、接线端子松动、现场环境等各种因素的影响，在运行一定周期后极其容易导致信号波动，从而引起保护误动现象的发生。针对此，可在温度保护中增加加速度限制（坏质量判断），具体措施为：对温度保护增加速率限制功能，当系统检测到温度以≥20℃/s的速率上升时，即闭锁该温度保护的动作，并且在DCS系统画面上报警，同时通知检修人员进行排查故障。这样通过优化保护逻辑组态，对提高保护系统的可靠性、安全性，降低热控保护系统的误动、拒动率具有十分重要的意义。
d）做好启动前传动试验，每次机组启动前都要做好热工保护系统的传动试验。试验前，运行人员与热工人员应加强沟通，运行人员应熟悉本项试验步骤，加强监护，及时发现并处理热丁保护系统工作异常状况。对于具备条件的系统要进行系统运行工况模拟传动试验，并重点检查保护初始触发条件、出口指令、执行机构动作行为等环节的逻辑关系。启机前的传动试验，可有效检测系统工作逻辑的异常情况，将事故消灭于萌芽状态。
e）制定完善的标准化工作流程，以标准化规范化的流程管理来规范人员行为。对于巡检工作，可以从巡视路线、巡视周期、检查范围、检查内容、检查记录及分析等环节建立制定标准化、规范化的巡检作业管理流程，保障设备巡检的及时性和真实性，为维护管理设备提供分析依据和决策依据。在热工设备维护管理的全过程中，对设备检修、定期试验、保护传动、元件检定等制定标准化的作业流程，制定完善的DCS工程师站管理制度，严格把关工程师站DCS系统电脑人员操作，同时要确保保护投人率100%，不能因保护动作频繁而随意解除保护；严格执行保护投退程序。将各项措施和要求落到实处，真正发挥作用，改善提高作业质量。
五、结束语
热工保护系统是火电厂必不可少的组成部分，其在提高机组主辅设备的安全性和可靠性上起着重要的作用。本文从热工保护系统的概念入手，分析了为了确保火电厂安全运行，热工保护所起的作用。重点提出了热工保护系统中经常遇见的一些问题，并且提出了提高热工保护安全性和可靠性的措施。热工保护系统是热力设备安全运行的最后一道防线，为了确保热工保护系统的安全性和可靠性，需要进一步对热工设备以及管理制度做进一步的完善。随着机组容量的不断扩大，系统也随着扩大，使得保护的范围和任务也不断扩大和加重，因此决定了保护完善和优化是一个长期工作；只有保护系统完善可靠才能完成许多靠人无法完成的工作。我们只有按照严格的规章制度去做才能真正实现保护的完善可靠和安全性。
【关键词】 热工保护；可靠性；安全性
大型火力发电机组均有设计完善的机、炉、电大联锁保护及各自设备（包括辅机）的相关热工自动保护，通过对机组主、辅机运行状态的监视以及各项参数的在线监测以及历史数据分析，采取报警、自动调整、控制等方式，把来自系统设备的各种故障和扰动以及对系统设备的可能损害程度减少到最低，使机组处于安全、稳定的运行状态。
一、热工保护的简介
热工保护是在机组启停过程和运行过程中，对整个机组、机组主要的一些辅助设备工作状态和运行参数进行监视和控制而起到保护作用，在线监控，当机组的主辅设备和与系统相关的热力参数出现异常情况时，保护装置能及时的发出相应的报警信号，以便相应的系统或设备及时的启动或停止工作，使机组能够保持在原负荷的状态下运行或者是低于原负荷状况下运行；当出现严重的故障而危及机组设备安全导致设备的热力参数超过了允许的极限时，停止机组或者机组的某一部分设备运行，避免事故进一步扩大。热工保护有时通过相应的联锁控制来实现，热工保护系统是火力发电厂一个十分重要的、不可缺少的组成部分，对提高机组的可靠性和安全性具有十分重要的作用。相应的设备将记录与之相关的信息。较完整的热工保护系统包括：监测装置、控制逻辑、保护定值、报警装置、保护在线试验装置、记录、打印设备等。
二、热工保护在火电厂安全运行方面的作用
热工保护在火电厂安全运行方面的作用主要体现在它对锅炉和汽轮机等中心装置的保护上。热工保护系统的可靠性以及安全性对这些装置的保护作用体现了它的重要性。在热工保护下，热工系统中各种热力设备故障的发生率降低，有时还会使故障自动修复，因此，火电厂的可恢复性和安全性有很大幅度的提高。一般情况下，热工保护系统分为两级保护系统，即事故连锁回路保护和事故跳闸回路保护。事故连锁回路保护的作用是在机组发生故障时，机组能够继续维持运行的状态，如果机组处于危险工况下或在自动控制系统失灵的工况下，连锁切除设备将会运行，发挥相应的作用；事故跳闸回路保护的作用是防止机组发生损毁，造成人身伤亡。二者在火电厂的安全运行方面起着非常重要的作用，是保证火电厂安全运行的重要组成部分。
三、热工保护系统存在的一些问题
1、热工系统产生的逻辑故障和现场设备产生的故障
如果用作测量的信号本身就不可靠，而当该信号被用作连锁保护时，系统中相应的一些误动概念将会大幅的增加。同时，用作热控保护连锁系统中的触发信号大多运用的是单点测量信号，并且该系统和设备是在一个强电磁环境中运行的，由于外部环境的干扰和系统内部的异常都有可能引起单点信号保护回路误动情况的发生。据统计，大多数热控单点信号保护回路发生的异常是由外部因素诱导的瞬间误发信号引起的，还有一些故障仅仅是由于某个位置开关接触不良或某个挡板卡涩引起跳闸而造成的。
2、DCS系统出现的故障
DCS硬件系统出现的故障分为控制器故障和模件故障，控制器故障一般表现在以下三个方面：第一，由于热工工作人员对控制器A和B在切换过程中的过程操作处理不当，而引起机组的跳闸问题；第二，由于控制器误发信号而引起的机组跳闸问题；第三，由于控制器A和B在切换过程中异常而引起的机组跳闸问题；而模件故障常常会导致设备产生误动作。
四、提高热工保护可靠性和安全性的方法
1、关于解决逻辑故障和现场设备故障的方法
a）为了防止单个设备或者部件发生故障而造成机组跳闸问题的发生，在进行新机组的运行、机组检修或者逻辑设计时，采取容错逻辑设计的措施。在运行过程中出现的元件故障、部件故障或者设备的故障，应该从控制逻辑上优化，从而进一步进行完善。为了防止控制逻辑失效问题的发生，应该通过事先设置的逻辑措施来控制或者避免。
b）全面的调整好热工保护连锁信号，重点从动作可靠性角度入手，从而进行全面的优化处理。
c）就保护逻辑组态而言，应该合理配置页面并且确保正确的执行时序。
d）最好的方法是不要在保护回路中设置有关运行人员可投、切保护以及手动复归保护逻辑的任何操作设备。
e）应该至少有两路信号是关于ETS、GTS、MFT之间跳闸的指令，通过各自的输出模块，根据二选一或者三选二的逻辑启动跳闸继电器。
2、事故的分析
当机组的热工保护系统每出现一次拒动或者每发生一次动作时，都应该严格的按照事故调查的规章制度进行分析和研究，要充分利用计算机的存储和记忆功能，在确保DCS的各个计算机时钟同步的同时，对各个系统都应该做好相关的历史趋势曲线。加强对事故的分析，能有效的预防同类事故的发生。
3、关于完善测量报警信号系统的方法
测量信号具备的报警作用对及时发现故障且排除故障争取时间方面，起着相当重要的作用。对于电厂经常存在描述错误、报警值的设置与运行实际值不相符合、测量的信号不可靠、机组软报警点未分级或者机组软报警点分级不够完善等一系列的问题，因此而造成的误报警，将导致检修工作人员不能准确的判断设备是否发生故障。因此，为了进一步提高报警信号的可靠性，应该从装软件逻辑和对数据库的比较、删除重复的和不必要的软报警点、修改错误描述入手，从修改数据库里的软报警量程和报警值的上下限以及对软报警组织专项核对整理入手，或者对所有软报警重新进行分级和分组，开通操作员站声音报警装置并且采用不同的颜色，从而使软报警系统发挥其该有的作用。 4、管理的方法
a）制作醒目标识，利用不同的颜色来对机组热工设备的接线图＼端子排.卡件及端子板加以区分，同时做好相应的标识，以便于维护人员更好的区分，避免维护人员日常消缺操作失误而导致设备发生误动。
b）检修工作人员要熟悉热工保护系统中设备的逻辑关系，熟悉运行设备的相关流程，熟练地掌握保护定值的量度，预防事故的发生。日常消缺加强监护，多人核实，减少误动的几率。为了更进一步的了解机组各个部分的运行状况以便及时调整运行的工况，在机组的运行过程中要经常切换计算机的画面。在机组启动前，一般情况下都要对主机、辅机以及热工主保护等主要的设备进行动态试验和静态试验。
c）对保护逻辑组态进行优化，温度高保护是主辅机设备保护的必不可少的一项重要保护。由于温度元件受产品质量、接线端子松动、现场环境等各种因素的影响，在运行一定周期后极其容易导致信号波动，从而引起保护误动现象的发生。针对此，可在温度保护中增加加速度限制（坏质量判断），具体措施为：对温度保护增加速率限制功能，当系统检测到温度以≥20℃/s的速率上升时，即闭锁该温度保护的动作，并且在DCS系统画面上报警，同时通知检修人员进行排查故障。这样通过优化保护逻辑组态，对提高保护系统的可靠性、安全性，降低热控保护系统的误动、拒动率具有十分重要的意义。
d）做好启动前传动试验，每次机组启动前都要做好热工保护系统的传动试验。试验前，运行人员与热工人员应加强沟通，运行人员应熟悉本项试验步骤，加强监护，及时发现并处理热丁保护系统工作异常状况。对于具备条件的系统要进行系统运行工况模拟传动试验，并重点检查保护初始触发条件、出口指令、执行机构动作行为等环节的逻辑关系。启机前的传动试验，可有效检测系统工作逻辑的异常情况，将事故消灭于萌芽状态。
e）制定完善的标准化工作流程，以标准化规范化的流程管理来规范人员行为。对于巡检工作，可以从巡视路线、巡视周期、检查范围、检查内容、检查记录及分析等环节建立制定标准化、规范化的巡检作业管理流程，保障设备巡检的及时性和真实性，为维护管理设备提供分析依据和决策依据。在热工设备维护管理的全过程中，对设备检修、定期试验、保护传动、元件检定等制定标准化的作业流程，制定完善的DCS工程师站管理制度，严格把关工程师站DCS系统电脑人员操作，同时要确保保护投人率100%，不能因保护动作频繁而随意解除保护；严格执行保护投退程序。将各项措施和要求落到实处，真正发挥作用，改善提高作业质量。
五、结束语
热工保护系统是火电厂必不可少的组成部分，其在提高机组主辅设备的安全性和可靠性上起着重要的作用。本文从热工保护系统的概念入手，分析了为了确保火电厂安全运行，热工保护所起的作用。重点提出了热工保护系统中经常遇见的一些问题，并且提出了提高热工保护安全性和可靠性的措施。热工保护系统是热力设备安全运行的最后一道防线，为了确保热工保护系统的安全性和可靠性，需要进一步对热工设备以及管理制度做进一步的完善。随着机组容量的不断扩大，系统也随着扩大，使得保护的范围和任务也不断扩大和加重，因此决定了保护完善和优化是一个长期工作；只有保护系统完善可靠才能完成许多靠人无法完成的工作。我们只有按照严格的规章制度去做才能真正实现保护的完善可靠和安全性。