來源：Control Engineering
While process alarms are critical to the safe and profitable operation of a power plant, too many and too frequent alarms can have the opposite effect. To reduce alarm floods that seemed to be occurring with increasing frequency, Arizona’s Salt River Project (SRP) implemented a very effective alarm management solution at two of its generating stations, Navajo and Santan.
當操作人員們要在短短18個小時之內(nèi)應(yīng)對多達5000個的警報時，是該著手解決這個大難題的時候了。
過程警報系統(tǒng)對于發(fā)電廠的安全運轉(zhuǎn)以及保證盈利來說起著至關(guān)重要的作用，而過多的、過于頻繁的警報會起到完全相反的效果。為了減少這些似乎發(fā)生的越來越頻繁的警報災(zāi)難，亞利桑那州的鹽河工程（Salt River Project ,SRP）在其兩個發(fā)電站Navajo與Santan中采取了一種十分有效的警報管理解決方案。
Navajo發(fā)電站位于亞利桑那州Page附近的Navajo印第安人聚居區(qū)內(nèi)，有三個800MW的燃煤機組。位于Gilbert的Santan發(fā)電站則有九個聯(lián)合循環(huán)機組，總?cè)萘靠梢赃_到大約1100MW。
SRP從1990年就開始將老舊的、模擬的工廠控制系統(tǒng)整合成為單一的、現(xiàn)代化的數(shù)字控制系統(tǒng)，采用的是英維思過程系統(tǒng)（Invensys Process Systems）的Foxboro I/A 系列DCS（分布式控制系統(tǒng)）。在2006年，I/A被應(yīng)用于新建立的Santan機組中。I/A系列的系統(tǒng)現(xiàn)在可以包含超過40,000個I/O點。從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字控制系統(tǒng)的益處幾乎從一開始就顯露無疑而且引人注目。
“調(diào)配員們不會相信他們所看到的，機組以平均200MW每分鐘的速率完成400MW的快速減負荷。鍋爐和渦輪參數(shù)不僅成比例，而且是完全相匹配。任何有哪怕一點點操作直流機組的人都知道這個成績是非常顯著的，”一位SRP調(diào)配員在評論Navajo發(fā)電廠運行后的進展情況時說道。如此強大的控制系統(tǒng)所帶來的益處之一是使其具備了在條件變化時產(chǎn)生警報通知操作的能力，但過不了多久那些數(shù)字和頻率就會使操作員們面臨被淹沒的危險。
“我們自始至終都在聽到警報鈴聲——啟動時，關(guān)閉時，以及日常運行中。在一個18小時的時段內(nèi)，操作人員要面對的警報數(shù)量竟多達5000個，每一個都需要某種形式的干預(yù)，其中的98%都被設(shè)為了最高優(yōu)先級。發(fā)電廠不得不指派專門的操作員來處理這些警報，”I&E監(jiān)督員和I/A管理員Ron Bewsey在評論缺乏警報管理對發(fā)電廠效率造成的危害程度時說道。
SRP采用了Invensys公司提供的警報管理系統(tǒng)軟件。SRP已經(jīng)在Santan發(fā)電廠的所有九個機組上應(yīng)用了這套軟件，并準備好再在Navajo發(fā)電廠的一個機組上運行，同時他們已經(jīng)有一套經(jīng)過檢驗的執(zhí)行策略來在兩個工廠內(nèi)部應(yīng)用解決方案?！艾F(xiàn)在我們有了對操作人員來說有意義的并且行之有效的警報管理系統(tǒng)，以使他們可以做出適當?shù)姆磻?yīng)。這提升了效率以及可靠性。操作員們現(xiàn)在將警報系統(tǒng)視為一種值得他們感謝的工具，而不是一個必要的煩惱，”Bewsey說。
如何添加軟件
從Santan電站的兩個機組開始，SRP指派一位儀器使用與控制系統(tǒng)專家和一位經(jīng)驗豐富的控制室操作員在三個階段內(nèi)與來自Invensys的兩位工程師全天候的一同進行警報系統(tǒng)的實施工作。在第一個階段里，這個團隊對警報系統(tǒng)的性能表現(xiàn)進行了深入的研究，并做出一份報告，報告中根據(jù)EEMUA（工程設(shè)備和材料使用者協(xié)會）的最佳實踐方案提出了性能目標，同時描述了系統(tǒng)的改進方法體系。
第二個階段的焦點在于系統(tǒng)性能的改進。本階段包括了警報系統(tǒng)原理與理念的發(fā)展，警報的合理化，警報系統(tǒng)改進工作的實施，以及建立人機界面（HMI），使工廠的工作人員可以直觀的看到警報系統(tǒng)的性能表現(xiàn)和相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)。相關(guān)的文檔描述了每個警報的觸發(fā)原因，忽略該警報可能造成的后果，糾正措施以及相對應(yīng)的解釋。文檔詳細說明了具體的工作流程，可以用來指導(dǎo)操作員、技師和工程師們。
SRP的警報管理團隊根據(jù)經(jīng)濟性、安全性、環(huán)境嚴重性以及所需的響應(yīng)時間來劃分警報系統(tǒng)的優(yōu)先級。第一、第二和第三優(yōu)先級的警報會被發(fā)送給操作人員。第四級別的警報則被發(fā)送給設(shè)備維護人員以供診斷和維修。第五優(yōu)先級的警報只會作為歷史記錄供以后查閱；但查閱的人不會是操作人員了。這些程序是與SRP的新型警報管理理念相一致的。
在此項工程之前，98%的警報都被分配為第一優(yōu)先級，而其余優(yōu)先級所占比例的總和為2%。經(jīng)過文檔和合理化工作之后，只有11%的警報為第一優(yōu)先級，14%為第二優(yōu)先級，75%為第三優(yōu)先級。新的優(yōu)先級規(guī)則被寫入I/A控制系統(tǒng)之中，該控制系統(tǒng)負責將警報通過相關(guān)路徑送到適當?shù)牡攸c。在所有的九個Santan機組實現(xiàn)警報系統(tǒng)的設(shè)計方案非常顯著的減少了警報發(fā)生的頻率。原先電廠的啟動要使用兩個人，時間長達四個小時，現(xiàn)在一名操作員在不到兩個小時之內(nèi)就可以完成同樣的工作了。
“我們現(xiàn)在可以真正的照顧到每個警報，而不是僅僅按下‘確認’按鈕了，我們有更多的時間集中精力改進機組性能，而不是僅僅試著讓那些噪音停下來，”控制室操作員Rees Scott說道。消除那些惱人的警報除了讓工廠變得“安靜得多的多”之外，還把操作人員們解放出來，使他們能夠投入到一些積極的行動中去。警報系統(tǒng)除了能用于信號問題之外，還能提示操作員增加工廠效率的機會，比如降低熱耗率。
在Navajo發(fā)電站，結(jié)果可能更加引人注目。一旦一號機組工程完工，其它的兩個機組以及除塵器也將重復(fù)這個過程。第三個階段將繼續(xù)對警報系統(tǒng)進行優(yōu)化，并去除掉更多的警報。采用先進的警報系統(tǒng)之后，第三階段就完成了。這種警報系統(tǒng)將“集中精力減少警報災(zāi)難”，SRP警報管理團隊表示。
