火电厂DCS控制系统故障应急处理及其预防措施

火电厂DCS控制系统故障应急处理及其预防措施

王勇嘉

郑州裕中能源有限责任公司 河南省郑州市 452375

摘要：分布式控制系统在石油、化工、电力等行业中得到了广泛的应用，近几年，人们对电力的需求量越来越大，火电厂作为主要的发电方式，所以，工作人员必须根据需求，持续改进设备性能，优化生产工艺，以提高发电量。然而，在实际运行中，由于各种原因限制导致了DCS系统很容易发生故障，从而影响到火电厂的正常运转。

关键词：火电厂；CS控制系统；故障应急处理；预防措施

引言

近年来，热工 DCS系统迅速发展，自动化水平不断提高，其优点也更加突出。然而，在实际应用中，DCS系统经常会出现各种故障，并对设备的正常使用造成很大的影响。特别是在火电厂的生产中，工作人员要做好相应的事故应急处置工作，寻找有效的防范方法，提高火电厂 DCS的运行效率。同时，有关部门也要加强对 DCS系统的研究与探讨，采取积极、有效的措施来降低 DCS系统的失效频率。

一、火电厂DCS控制系统概述

DCS是一种英文缩写，它的应用范围遍及整个国家，包括电力、冶金、石油等行业，尤其是大型火电厂，DCS可以说是真正的将作用发挥到了极致。由于，科学技术的发展带动了社会生产力的发展，两者一起促进了国家经济的发展，而且，人民的生活质量不断提高，对电力的需求量也越来越大，因此，为了满足人们的用电需求，火电厂必须不断地优化和更新现有的设备，提高机组的容量和运行参数，同时还要确保机组运行的安全和可靠。

二、火电厂DCS控制系统故障应急处理

（一）操作员站故障时的应急处理

第一，当某些操作员站显示器为黑色时，若其它操作员站能够监测到，那么可以确保监事机组的正常工作，并立即通知相关人员进行处置；若无法正常进行监测，可请工程师到工作站进行作业及监测，并立即通知相关人员进行处置，在这段时间内避免发生重要的作业。第二，在所有操作台出现故障时，若电源正常，可以对所有设备进行紧急的逐台热启动，检查能否在短时间恢复工作，并告知工作人员进行处置；由于供电原因导致集控室内的所有操作员无法正常工作，这时可以请现场的技术人员通过应急控制台进行监测。

（二）通讯网络发生故障时的应急处理

第一，DCS通信系统出现故障时，很可能会出现数据丢失的情况，导致数据很难更新，在这种情况下，工作人员必须第一时间上报上级，然后进行数据的备份。第二，一旦 SCS系统出现问题，第一件事就是通知相关人员去处理。在有关人员没有到工地期间，施工人员必须对设备进行维护，并进行相应的监控，以防止受到2次伤害。第三，当通信网络出现故障时， MCS系统必须立即停止工作，然后通知有关部门积极应对，以确保设备的稳定运行。当系统运行达到一个临界点时，必须停下工作，等到故障被排除，然后才能开始测试。第四，当 FSSS通信网络出现故障时，必须向上级报告，并按下 MFT键，如果没有反应，需要停止燃料供应。第五，当 ECS通信网络出现故障时，应及时向热工报告，并确保设备正常运转。

（三）DCS 系统各功能故障时的应急处理

第一，当 DEH系统停电时，汽轮机会发生跳闸故障，这种故障可以根据跳闸的原因进行处理，如果没有跳闸，就必须停机，维修完毕后才能继续工作。第二，在 FSSS断电情况下， MFT保护是必要的，如果没有 MFT保护的情况下，应立即停止相应的工作，以保证工作人员更好地处理故障。第三，当 SCS和 MCS断电时，应对仍在运转的设备进行监控，并安排专人进行维修，以防止故障再次发生。

（四）紧急停止机组运行的操作方法

第一，各关键部室、系统应派专人值守。公用系统的运行权限需要调整，并在转换为实时运行模式。第二， MFT系统在使用过程中很容易发生故障，一旦发生故障，必须通知工作人员切断主线路的电源，让给煤机、磨煤机停止工作。随后，专业的工作人员控制着隔离炉前进行操作，并将 PCV阀门打开，释放压力。第三，工作人员在操作中发现故障，应立即通知有关部门在机头处打闸汽轮机。第四，工作人员应全面、系统地检查了机组开闭后的各个联锁动作能否正常工作，若不能工作，必须现场操作。第五，如果系统出现问题不能操作，相关工作人员在解决问题前，应对所有设备进行监控，假如不能派人去监控，就要检查设备是否出现问题。第六，在 DCS发生故障时，工作人员应结合具体状况，对应急停机情况进行分析和处理。

三、火电厂DCS控制系统故障

（一）系统自身故障

DCS对计算机、电子信息系统、传感器、控制系统等技术相互结合，其内部结构复杂，系统元件众多，若在运行中发生质量问题，将对 DCS系统的一些功能产生一定的影响，可能会导致局部电路失效，从而对电厂产生巨大的经济损失。其中比较常见的系统故障有：一是在进行线路建设时，设计者没有严格按照设计图纸进行施工，造成了电路与元件之间的不匹配，在后期工作工作中容易出现问题。二是 PLC控制面板（蓝色屏幕），PLC是用来控制火电厂 DCS的系统软件，可以通过各种程序命令实现对系统的控制，一旦程序顺序出错，或者 PLC软件发生故障，控制器就会黑屏（蓝色屏幕），从而使 DCS系统的运行陷入混乱，影响到火电厂的正常生产。

（二）人为因素造成故障

由于人为因素的影响，导致了DCS系统失效，比如不熟悉设备，不能按要求进行操作。随着现代控制技术的不断进步，很多火电厂都采用了信息化控制方式，通过计算机实现对各现场的监控。由于缺少严密的监控制度，很多设备管理员在上班时间用电脑玩游戏、看电影，致使网络病毒进入电脑，严重地影响了 DCS的正常工作。此外，一些设备操作人员没有形成良好的工作习惯，比如没有对重要的文档进行定期备份或者对文件没有进行加密，把这些文件都存放在电脑的硬盘里，一旦硬盘被破坏，就会造成数据丢失。

（三）外部环境造成故障

首先，火电厂是一个对环境污染比较严重的行业，而且DCS系统中的电气设备在静电的作用下，极易吸收空气中的灰尘，造成系统的短路和故障。其次，如果电厂内温度升高，容易造成 DCS系统各部件工作负载增大，特别是在某些电路板上，容易使电线绝缘包皮熔化，让金属暴露在外。如果电线连接到其它的元件上，很有可能会造成电路损坏。最后，为避免对附近居民产生危害，火电厂都选择在较为偏僻的地方，若没有严密的管制，老鼠、猫、狗，很容易就会把电力线路咬断，使 DCS系统失去供电，并让火电厂遭受巨大的经济损失。

四、火电厂DCS控制系统预防措施

（一）电源系统

电力系统是 DCS系统的核心部件，如果DCS系统一旦发生故障，将导致整个 DCS系统发生故障。在实践中，工作人员要确保供电的合理性，才能更好地保障供电的安全。高品质的电力系统是 DCS系统长期稳定运行的保证，为了防止电压不稳定引发的问题，工作人员应对电源的输出电压进行定期检查，同时还要定期检查电源，如果发现问题，就立即进行检修和更换[1]。

（二）硬件(模件)

在 DCS系统运行中，应根据有关规范减少故障的发生，表现在以下几个方面，第一，为用户提供一个良好的硬件环境，以降低硬件故障的发生。第二，DPU不能随意地把主机和辅助设备进行切换；第三，接地良好可防止静电感应。第四，在工作中，严禁使用大功率的无线设备，也不能随意开启机箱，例如使用讲机、手机等[2]。

（三）软件

在 DCS系统的实际应用中，有些软件在设计、编写过程中会遇到一些问题，这些软件所产生的问题通常更易于解决，其中最常见的问题是所用的软件是盗版软件，而盗版软件在 DCS系统的运行中会发生较大的问题，处理这些问题的主要办法是使用正版软件，另外，正版软件也会有一些问题，为了防止问题的发生，工作人员要对软件进行更新，这样可以在一定程度上避免软件出现错误[3]。

（四）通信网络系统

节点总线的失效会导致 DOS控制系统无法正常工作，为防止 DOS系统发生故障，工作人员必须进行双冗余配置，该结构要从全局角度出发，将故障的产生控制在局部区域，防止故障而影响整个系统的正常工作，并使总线故障和本地设备的连接点均能按要求进行有效的控制。如果涉及到拆除设备，则要在总线的正常工作下，把总线放在不易触及的位置，然后，采用双冗余结构，既能保证信息传输的可靠性，又能防止地址出现差错，可以很好的阻止人为失误[4]。

结语

总之， DCS系统安全、可靠、经济、实用，可以有效地改善机组的运行，但是，故障是一种无法控制的动态过程，它是潜藏在系统中的一颗定时炸弹，时刻影响着整个系统的安全。所以，在火电厂的有关 DOS控制系统的操作与维修工作中，工作人员必须具有较强的专业技能，不仅要熟悉各类故障，还要精通各类故障的预防与处理技巧，并根据实际情况进行灵活运用，让处理过程更加科学、安全、可靠，以减少同类事故的发生。

参考文献

[1]李巍.火电厂DCS控制系统故障应急处理方法和预防分析[J].山东工业技术,2018(10):181.

[2]黄知,卢裕义.火电厂DCS控制系统故障的应急处理和预防措施[J].山东工业技术,2018(02):124.

[3]陈鹏,郭亮.火电厂DCS控制系统故障的应急处理及预防措施研究[J].中国石油和化工标准与质量,2016,36(21):33-34.

[4]李成志.火电厂DCS控制系统故障的应急处理及预防措施的分析[J].科技资讯,2013(21):124-125.