鹽河工程—介紹
鹽河工程坐落于亞利桑納州的菲尼克斯市，修建于1903年，當(dāng)時(shí)是美國(guó)第一座獲得了國(guó)家墾務(wù)法案批準(zhǔn)的綜合性墾務(wù)工程。該工程是美國(guó)第三大公用電力設(shè)施，最大供電量達(dá)6500兆瓦（MW），可滿足900000多用戶用電，在亞利桑那的中部供電區(qū)域達(dá)2900平方里。2006該工程的收入接近25億美元。2004年， 電氣照明和電力部門授予SRP“年度最佳工程”稱號(hào)。
SRP運(yùn)作或參與運(yùn)作了10家發(fā)電廠。其中包括：靠近亞利桑納州佩茲的納瓦霍印第安居留區(qū)內(nèi)的Navajo發(fā)電站，運(yùn)行3臺(tái)800MW的燃煤發(fā)電機(jī)組；吉爾伯特的Santan發(fā)電站運(yùn)行9臺(tái)綜合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，供電綜合總量達(dá)到1100 MW；距離潭蓓谷15里遠(yuǎn)的Kyrene發(fā)電站，運(yùn)行1臺(tái)綜合循環(huán)發(fā)電機(jī)組和3臺(tái)單一循環(huán)發(fā)電機(jī)組，供電總量達(dá)430 MW。
客戶要求
雖然程序警報(bào)系統(tǒng)對(duì)確保發(fā)電廠安全高效的運(yùn)轉(zhuǎn)是至關(guān)重要的，但是過多和過頻繁的警報(bào)也會(huì)產(chǎn)生相反的效果。在擁有核反應(yīng)堆的國(guó)家第三大設(shè)施中，為了減少伴有頻率增加的警報(bào)信號(hào)的不斷出現(xiàn)，亞利桑納鹽河項(xiàng)目（SRP）在其下的兩個(gè)發(fā)電站Navajo和Santan實(shí)施了一項(xiàng)極為有效的警報(bào)管理方案。
1990年，SRP開始對(duì)此類電廠中的模擬設(shè)備控制系統(tǒng)進(jìn)行改造、改進(jìn)成為單一的現(xiàn)代數(shù)字控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是以Invensys加工系統(tǒng)I/A系列®的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)的。2006年，I/A系列系統(tǒng)在新近建成的Santan機(jī)組中得到應(yīng)用。I/A系列系統(tǒng)目前已經(jīng)覆蓋了SRP的40000多個(gè)輸入/輸出點(diǎn)，其中包括渦輪、鍋爐、機(jī)組邏輯元件、洗刷器、數(shù)據(jù)獲取器和性能監(jiān)控器之間的連鎖控制。數(shù)字控制系統(tǒng)應(yīng)用所帶來(lái)的驚人效益在已開始便得以彰顯。
“當(dāng)調(diào)度員見到機(jī)組以平均200MW/分鐘的速度進(jìn)行400MW復(fù)位的時(shí)候，他們簡(jiǎn)直難以相信自己的眼睛。鍋爐和渦輪的參數(shù)不僅完成了排列，而且也排列的十分有序。每個(gè)操作過一次性循環(huán)機(jī)組的人都會(huì)說(shuō)到這簡(jiǎn)直太棒了?！币晃籗RP的調(diào)度員在談到Navajo電廠的啟動(dòng)程序的時(shí)候，這樣說(shuō)道。
如此功能強(qiáng)大的控制系統(tǒng)，它的好處之一就是：既能對(duì)改變條件下的運(yùn)行發(fā)出警報(bào)信號(hào)，又不會(huì)使操作人員因過多和過頻繁的警報(bào)信號(hào)而感到不安。
“在過去，無(wú)論是在啟動(dòng)關(guān)閉機(jī)組時(shí)還是在進(jìn)行日常操作時(shí)，我們每時(shí)每刻都會(huì)接到警報(bào)。在18個(gè)小時(shí)內(nèi)操作人員就會(huì)接到5000個(gè)警報(bào)，每個(gè)警報(bào)都需使用各種手段對(duì)其進(jìn)行干涉；而其中竟有98%的警報(bào)都需要做高優(yōu)先處理。
“電廠必需指派操作人員專門處理這些警報(bào)?！痹谠u(píng)論由于對(duì)警報(bào)疏于管理導(dǎo)致整個(gè)電廠發(fā)生危險(xiǎn)這一問題時(shí)，作為I&E督導(dǎo)和I/A管理員的Ron Bewsey這樣說(shuō)道。從Ivensys購(gòu)買了警報(bào)管理方案以后，現(xiàn)在的SRP已經(jīng)可以 完全應(yīng)付這些挑戰(zhàn)了。
SRP已經(jīng)將此項(xiàng)方案應(yīng)用到Santan發(fā)電站的9個(gè)機(jī)組當(dāng)中，即將在Nanajo的一臺(tái)機(jī)組中應(yīng)用，并在兩站之間已通過一套跨站應(yīng)用該方案的實(shí)施方案。
Bewsey說(shuō)：“目前，我們擁有了有效的警報(bào)系統(tǒng)， 它幫助操作人員在面對(duì)警報(bào)時(shí)做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，意義巨大。它不但提高了操作人員應(yīng)對(duì)警報(bào)的效率也提高了警報(bào)的可靠性。操作人員已經(jīng)把該警報(bào)系統(tǒng)視為能夠?yàn)槠錅p少不必要麻煩的必備工具?！?/b>
警報(bào)方案
在啟動(dòng)Santan發(fā)電站的兩臺(tái)機(jī)組方面，SRP派出一名I&C專家和一名控制室操作人員，連同兩名Invensys的工程師一同實(shí)施警報(bào)管理方案，該方案分為三階段進(jìn)行。在第一階段，Santan/Invensys團(tuán)隊(duì)深入地研究了警報(bào)系統(tǒng)的性能，制作一份報(bào)告。在報(bào)告中說(shuō)明了基線警報(bào)系統(tǒng)的性能和基于EEMUA（工程設(shè)備和材料的用戶協(xié)會(huì)）最佳實(shí)踐制定了性能目標(biāo)，并闡述了系統(tǒng)改進(jìn)方法。
第二階段則集中精力進(jìn)行系統(tǒng)性能改進(jìn)。此階段中包括了對(duì)警報(bào)系統(tǒng)體系和警報(bào)合理化的改進(jìn)、改進(jìn)后警報(bào)系統(tǒng)的執(zhí)行以及人機(jī)交互界面（HMI），能使電廠人員進(jìn)入警報(bào)系統(tǒng)操作和警報(bào)記錄的可視化界面的改進(jìn)。
在相關(guān)文件中對(duì)每個(gè)警報(bào)信號(hào)產(chǎn)生的原因、疏忽警報(bào)信號(hào)的后果以及必要的補(bǔ)救措施和基本原理都做出了詳細(xì)敘述。文件中還對(duì)工作過程做出了詳細(xì)規(guī)定，指導(dǎo)操作人員、技術(shù)人員和工程師的工作。設(shè)計(jì)和合理化過程中考慮到了電廠中全部符合警報(bào)原理的警報(bào)信號(hào)。
SRP的警報(bào)管理小組將警報(bào)信號(hào)按照經(jīng)濟(jì)因素、安全性、和環(huán)境損害烈度進(jìn)行區(qū)分，如有需要，還要對(duì)某些信號(hào)做出即時(shí)反應(yīng)。優(yōu)先至前三位的警報(bào)信號(hào)將直接送至操作人員，前四位的警報(bào)信號(hào)將報(bào)告為繼續(xù)診斷或修理。根據(jù)SRP的最新警報(bào)系統(tǒng)原理，前五位的警報(bào)信號(hào)將被派送達(dá)歷史記錄而非操作人員。
在進(jìn)行文件制作和合理化過程前，98%的警報(bào)信號(hào)都以第一位的優(yōu)先等級(jí)進(jìn)行傳送，而僅有2%的其他優(yōu)先等級(jí)。在進(jìn)行文件制作和合理化過程后，僅有11%的警報(bào)信號(hào)的優(yōu)先等級(jí)為1，14% 為優(yōu)先等級(jí)2，75%為優(yōu)先等級(jí)3。將最新的優(yōu)先等級(jí)編入負(fù)責(zé)將警報(bào)信號(hào)處理至恰當(dāng)位置的I/A系列系統(tǒng)中。
結(jié)果
Santan電站的9個(gè)機(jī)組在實(shí)行了專門的警報(bào)系統(tǒng)后，大大降低了警報(bào)頻率。先前，需要2個(gè)人歷時(shí)4個(gè)小時(shí)的工作才能啟動(dòng)的電廠，現(xiàn)在僅需1人便可在不到2小時(shí)的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)了。
控制室操作人Rees Scott說(shuō)：“現(xiàn)在，我們只需要集中精力處理各具體警報(bào)信號(hào)就可以了，無(wú)需一味點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕。這樣我們就節(jié)約了更多的時(shí)間，可以專注于改善機(jī)組的性能，而不用再忙于停止噪音了?！?br/>
除了工作得到“最大程度簡(jiǎn)化”外，消除了無(wú)效警報(bào)信號(hào)后，操作人員就有更多的時(shí)間以積極的方式來(lái)提高電廠的工作效率。警報(bào)信號(hào)除了能報(bào)告故障外，還能為操作人員指示提高電廠運(yùn)行效率的機(jī)會(huì)，例如，通過降低加熱速度。
Invensys警報(bào)系統(tǒng)在Navajo電站的應(yīng)用結(jié)果更為驚人。警報(bào)管理小組對(duì)電廠警報(bào)系統(tǒng)原理進(jìn)行了合理化配置，并將1號(hào)機(jī)組的警報(bào)信號(hào)按照EEMUA標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了劃分，結(jié)果減少了44%的配置警報(bào)信號(hào)。經(jīng)過合理化處理后的警報(bào)信號(hào)在SRPNavajo電站的SimSci-Esscor®電廠模擬裝置得到了應(yīng)用。Navajo正在利用該模擬裝置對(duì)操作人員進(jìn)行最新警報(bào)系統(tǒng)和電廠警報(bào)理論的培訓(xùn)。模擬裝置模仿電廠的實(shí)際運(yùn)作，在做出改進(jìn)前，對(duì)最新警報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行作用預(yù)測(cè)。運(yùn)行系統(tǒng)預(yù)定將于2007年秋季實(shí)際實(shí)施。 在1號(hào)機(jī)組項(xiàng)目完成后，將對(duì)其余的兩臺(tái)機(jī)組和漆刷器重復(fù)執(zhí)行同一程序。
第三階段中，繼續(xù)對(duì)警報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，更大程度的減少警報(bào)信號(hào)的產(chǎn)生。SRP警報(bào)管理小組稱：“第二階段將實(shí)施更先進(jìn)的報(bào)警系統(tǒng)，此報(bào)警系統(tǒng)將專門針對(duì)減少大量的警報(bào)信號(hào)”。
結(jié)論
眾所周知，無(wú)效警報(bào)信號(hào)的處理會(huì)占用操作人員大部分工作時(shí)間與精力，是導(dǎo)致工作效率低下的主要原因。安全方面的專家認(rèn)為，如果操作人員對(duì)警報(bào)信號(hào)習(xí)以為常，不急于立即采取措施，就會(huì)導(dǎo)致“漠視”態(tài)度。
事實(shí)證明，SRP在警報(bào)管理系統(tǒng)方面的重大投資具有重大的經(jīng)濟(jì)意義，因?yàn)樵撓到y(tǒng)不僅能夠減低不必要警報(bào)信號(hào)產(chǎn)生機(jī)率，也能夠縮短啟動(dòng)時(shí)間和基本性能改進(jìn)所用的時(shí)間。 SRP的優(yōu)勢(shì)如下：
-在Santan發(fā)電站，原來(lái)需要兩個(gè)操作人員歷時(shí)4小時(shí)的電廠啟動(dòng)工作，現(xiàn)在僅需1個(gè)操作人員在不到兩小時(shí)的時(shí)間內(nèi)就能辦到。
-在Santan發(fā)電站的6臺(tái)機(jī)組上，減少并刪除了39.8%的配置警報(bào)信號(hào)，對(duì)剩下的警報(bào)信號(hào)按照EEMUA指南191進(jìn)行了合理化配置。
-在Navajo發(fā)電站的1號(hào)機(jī)組上，減少了44%的配置警報(bào)信號(hào)，并對(duì)剩下的警報(bào)信號(hào)按照EEMUA指南191進(jìn)行了合理化配置。
