國際上過程工業(yè)領(lǐng)域的安全問題引起了高度關(guān)注，以國際電工委員會(IEC)為首的國際標準化組織對此快速做出了反應，分別于1998年和2003年發(fā)布了國際標準《電氣/電子/可編程安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全》(IEC61508)和《過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全》(IEC61511)，與此同時，安全儀表系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品也飛速得到應用和發(fā)展。
　　我國火電廠隨著以DCS為中心的先進設(shè)備的應用，以及控制和保護技術(shù)的完善，大型火電機組的安全狀況有了很大的改善。但是，應當看到，近年來，汽機超速、爐膛(煙道)爆炸、汽包滿缺水導致鍋爐爆管和汽機帶水、大軸彎曲，甚至造成人身傷害的重大事故仍時有發(fā)生，熱工自動化系統(tǒng)造成的機組、甚至全廠非計劃停運的事故也頻頻發(fā)生。因此，我們?nèi)詰獙痣姀S的安全問題給予高度關(guān)注。
　　目前，我國火電廠熱工自動化安全技術(shù)雖有了長足的進步，也積累了較豐富的實踐經(jīng)驗，但是，要使這些技術(shù)成為共識、形成規(guī)范需要我們從安全指導思想層面對它進行討論，統(tǒng)一認識。因此，本文重點不探討具體的安全技術(shù)問題，而著重于探討熱工自動化安全技術(shù)配置的指導思想問題。
　　一、熱工保護設(shè)計指導思想
　　如何處理“保人身、保電網(wǎng)、保設(shè)備”和“保發(fā)電”的關(guān)系，以及如何對待事故處理中依靠人還是依靠熱工保護，決定了火電廠熱工保護設(shè)計的指導思想，而不同的指導思想又決定了各個歷史階段的具體熱工保護系統(tǒng)的配置。縱觀歷史，我國火電廠熱工保護發(fā)展經(jīng)歷了不同指導思想的三個發(fā)展階段：
　　1)熱工保護的低級階段
　　上世紀八十年代，我國火電廠熱工保護處于發(fā)展的低級階段，它的特征是：以報警為主，跳閘保護項目很少；事故處理時強調(diào)人的作用，依靠運行人員處理；處理事故的原則是盡量不跳機、保發(fā)電。這在當時熱工自動化技術(shù)落后、可靠性低，機組容量小、參數(shù)變化慢，以及電網(wǎng)容量小、比較脆弱的情況下，這種指導思想是完全正確的。
　　2)熱工保護適應大機組的發(fā)展階段
　　上世紀九十年代，我國電力行業(yè)逐步進入大電網(wǎng)、大機組的時期，熱工自動化技術(shù)飛躍發(fā)展，這種背景下，產(chǎn)生了一種全新的熱工保護設(shè)計理念，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：
　?、賵猿帧氨Ｈ松怼⒈ｋ娋W(wǎng)、保設(shè)備”第一的安全指導思想，在大電網(wǎng)條件下，決不可將不跳機、保發(fā)電等同于保電網(wǎng)。
　　②發(fā)揮人的能動性主要體現(xiàn)在精心設(shè)計和選型、精心調(diào)試上，而在事故處理的緊急情況下，則應首先依靠熱工保護，運行人員則發(fā)揮輔助作用。
　　根據(jù)新的保護指導思想，大機組熱工跳閘保護項目相當完善；事故處理時主要依靠保護；保護設(shè)計原則是保人身、保設(shè)備的安全第一，“寧愿誤動，不應拒動”。在新舊兩種保護理念更替中，引起了激烈的爭論，有些問題至今仍爭論不斷，其中最典型的問題表現(xiàn)在要不要堅持設(shè)置“停爐停機”保護問題的爭論。目前有一部分電廠沒有按照設(shè)計規(guī)程執(zhí)行，停爐不停機，理由是：停爐后不停機，運行人員可通過手動操作把負荷降下來，利用鍋爐蓄熱，汽輪機帶低負荷運行，一旦檢查沒有什么大故障，便立即點爐啟動，省去汽機啟動并網(wǎng)過程。首先，這種做法潛伏著重大人身傷害和設(shè)備損壞事故的危險。實踐告訴我們，鍋爐MFT和汽機快速降負荷需要運行人員監(jiān)視大量信息，并執(zhí)行一系列操作，稍有不慎，可能因操作不當而擴大事故。汽機降低負荷不及時，汽壓急劇下降有可能導致蒸汽帶水、管道和汽輪機水沖擊；此外，這種降負荷過程以及突降到低負荷下運行將造成汽包和汽機極大的熱應力和脹差。實踐證明，這類事故并不少見；至于帶廠用電的好處，對于大電網(wǎng)和多機組電廠來說，作用并不明顯；而對于孤網(wǎng)運行，且由于系統(tǒng)解列導致鍋爐MFT停運情況，帶廠用電是有重要意義的。但是，目前傳統(tǒng)的DEH和AVR系統(tǒng)無法滿足這方面要求，對于這類特殊電廠需要做專門設(shè)計。
　　談到恢復快和電網(wǎng)考核，這屬于經(jīng)濟方面的考慮了。大型單元機組解列與否對恢復時間的差別并不是很大，此外，這種考核方法也值得商討，不正確的考核會產(chǎn)生錯誤的導向。對于電網(wǎng)來說，如果機組帶不上負荷，并網(wǎng)與否差別不大(僅差帶無功)，電廠多臺機組，恢復略慢所差負荷完全可有其它機組補上。為了經(jīng)濟上這點區(qū)區(qū)小利而冒如此大的風險，而將如此大的責任壓到運行人員身上，顯然是不妥的。
　　3)熱工保護向進一步完善化的發(fā)展階段
　　我國大機組熱工保護理念及其配置從引進到現(xiàn)在的十多年來，人身傷害和設(shè)備損壞等重大事故大幅減少，但是，保護誤動造成非計劃停運的事故與初期相比雖有所減少，但仍然高達平均每臺機組2-4年發(fā)生一次，由此帶來的經(jīng)濟損失仍然不可忽視，因此，客觀上要求熱工保護進一步完善化，即在堅持“保人身、保電網(wǎng)、保設(shè)備”的前提下盡可能減少誤動，以獲取機組最好的發(fā)電經(jīng)濟效益。《火力發(fā)電廠熱工自動化安全技術(shù)指南》(文獻1)中規(guī)定的一些保護邏輯修改正是反映了這一發(fā)展階段的部分成果，例如：
　　①四角噴燃鍋爐的中速磨煤機跳閘條件應改為：A(B/C/D/E)層相鄰兩角或三角火焰喪失，且相鄰層火焰和該層點火能源都喪失。
　?、趯τ谄麢C振動保護常誤動、可靠性差以致該保護不能投入的機組，允許汽機振動大跳機的邏輯修改為：一個軸承振動達到事故值，且相鄰軸承任一振動達到報警值，經(jīng)一定延時后應立即停機。邏輯修改后，當任一軸承振動達到事故值時，應有明顯的聲光報警，此時，運行人員應及時進行判別，除非明確斷定是振動信號誤發(fā)，否則運行人員應及時手動停機。
　　二、分散控制系統(tǒng)及其后備監(jiān)控設(shè)備配置指導思想
　　目前DCS不僅覆蓋了熱工自動化方面所有功能，還包括了電氣監(jiān)控功能，后備監(jiān)控設(shè)備也幾乎全部取消。這在提高儀表與控制(I&C)水平的同時也使DCS對火電廠安全性的影響日益增大，DCS故障導致機組安全隱患、機組非計劃停運，甚至全廠(或兩臺機組)停電事故的機率明顯增加，為了進一步提高火電機組運行的安全性，需要我們進一步發(fā)展DCS的安全技術(shù)。
　　DCS安全技術(shù)包括兩個方面：
　　1)提高DCS可靠性，從源頭上減少DCS故障發(fā)生率，例如，提高DCS電磁兼容性，開發(fā)安全控制器等。
　　2)合理配置DCS及其后備監(jiān)控設(shè)備，減少DCS故障的影響程度。這是本章要重點討論的課題。
　　根據(jù)當DCS故障時最大限度減小對機組安全運行的影響這一指導思想，《火力發(fā)電廠熱工自動化安全技術(shù)指南》中提出一系列新的DCS配置要求，例如：
　　1)對于循環(huán)水泵、空冷機組的冷卻水泵以及儀用空壓機等重要公用系統(tǒng)(或擴大單元系統(tǒng))，應按單元或分組納入單元機組DCS中，以免因公用DCS故障而導致全廠或兩臺機組同時停止運行。