淺談全廠DCS一體化方案在聯(lián)合循環(huán)機組的應(yīng)用.doc

淺談全廠DCS一體化方案在聯(lián)合循環(huán)機組的應(yīng)用 付詩琴 （中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院，廣東廣州510663） 【摘要】以珠海橫琴島多聯(lián)供燃氣能源站項目為背景，介紹了全廠采用DCS進行一體化監(jiān)控的設(shè)計方案。每臺機組設(shè)置一套DCS，兩臺機組設(shè)置一套DCS公用網(wǎng)，四機公用系統(tǒng)設(shè)置一套輔助車間控制網(wǎng)DCS。目前一期兩臺機組已全面建成投產(chǎn)，監(jiān)控運行狀態(tài)良好，證實了全廠DCS一體化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組中的可推廣性。 關(guān)鍵詞dcs；一體化；公用網(wǎng)；輔控網(wǎng) 0引言 電廠的自動化控制水平是儀表和控制裝置完成生產(chǎn)過程自動化的程度，是控制方式、控制系統(tǒng)配置及功能、機組可控性和運行管理方式等多方面的綜合體現(xiàn)。DCS（DistributedControlSystem，分散控制系統(tǒng)，以下簡稱DCS）在電廠的應(yīng)用保證了其安全可靠性和經(jīng)濟性。DCS在電廠主控系統(tǒng)中成功應(yīng)用的實例很多。 近年來，隨著DCS控制理念的進一步推廣，將其應(yīng)用在輔助車間控制系統(tǒng)的例子也越來越多，實現(xiàn)了全廠DCS一體化控制方案，并取得了比較滿意的效果。輔助車間控制網(wǎng)，即采用集中、統(tǒng)一的DCS設(shè)備將所有輔助車間控制系統(tǒng)聯(lián)成一個網(wǎng)，簡稱輔控網(wǎng)。通過全廠DCS一體化控制方案，輔控網(wǎng)可以在控制設(shè)備分散布置的基礎(chǔ)上實現(xiàn)與主控系統(tǒng)同時在集控室集中監(jiān)控。 1實例介紹 珠海橫琴島多聯(lián)供燃氣能源站項目規(guī)劃在橫琴島的高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)，一期2390MW（F級）燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組及配套的熱網(wǎng)系統(tǒng)已全面建成投產(chǎn)，目前各項運行參數(shù)良好。 1.1分散布置與集中控制 本期工程的余熱鍋爐、燃機、汽機、發(fā)電機采用集中控制方式。設(shè)置獨立的集控樓，作為全廠的生產(chǎn)指揮中心。集控樓布置在固定端，位于1號機組主廠房E排外，與1號機組主廠房相連。集控室布置在集控樓內(nèi)11.0米層，工程師室、電子設(shè)備室布置在主廠房內(nèi)。集控室內(nèi)除了布置本期兩臺機組的所需控制設(shè)備外，還預(yù)留出3、4號機組操作員站位置及控制盤位置，220kV網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)在機組集控室內(nèi)，不再設(shè)置專用網(wǎng)絡(luò)控制室。電子設(shè)備間按分散布置考慮，每臺機組設(shè)置一個機島電子設(shè)備間、一個余熱鍋爐就地電子設(shè)備間。機島電子設(shè)備間位于主廠房A排外7.05米。余熱鍋爐電子設(shè)備間位于主廠房E排外0.0米，每臺機主廠房與鍋爐輔助間之間。 每套單元機組均配置一套DCS，隨機島主設(shè)備配供的機組TCS（TurbineControlSystem，燃機控制系統(tǒng)或透平控制系統(tǒng)，簡稱TCS）通過通訊接口和部分硬接線與相應(yīng)DCS聯(lián)通，構(gòu)成一個對聯(lián)合循環(huán)機組進行集中監(jiān)控的完整控制系統(tǒng)，其中，汽水系統(tǒng)、汽機旁路、余熱鍋爐、凝結(jié)水系統(tǒng)等的控制均由機組DCS實現(xiàn)。 同時，兩臺機組設(shè)置一套DCS公用網(wǎng)，負責(zé)汽水取樣分析及加藥系統(tǒng)、循環(huán)水加藥系統(tǒng)、電氣廠用電系統(tǒng)、調(diào)壓站等公用部分的監(jiān)控。 輔助車間控制系統(tǒng)也采用DCS實現(xiàn)：四機公用系統(tǒng)設(shè)置一套輔控網(wǎng)DCS，實現(xiàn)壓縮空氣系統(tǒng)、鍋爐補給水系統(tǒng)、凈水站、廢水處理系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等輔控系統(tǒng)的監(jiān)控。 1.2組態(tài)配置 本期工程的單元機組DCS網(wǎng)絡(luò)組態(tài)圖、輔助車間控制網(wǎng)DCS網(wǎng)絡(luò)組態(tài)圖依次如圖1、圖2所示： DCS完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集（DAS）、模擬量控制（MCS）、順序控制（SCS）、電氣控制（ECS）、汽機數(shù)字電調(diào)（DEH），并具有對其它控制系統(tǒng)（有數(shù)據(jù)通信接口）的監(jiān)控功能，以滿足各種運行工況的要求，確保機組安全、高效運行。 單元機組的循環(huán)水泵房區(qū)域采用DCS一體化的遠程I/O站，遠程I/O和處理器之間通過冗余光纜直接接入單元機組DCS系統(tǒng)。 公用DCS的控制對象包括了電氣公用系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、取樣及加藥系統(tǒng)、循環(huán)水加藥系統(tǒng)以及天然氣調(diào)壓站。公用系統(tǒng)的調(diào)壓站采用與DCS一體化的遠程控制站，通過冗余光纜直接接入公用DCS系統(tǒng)。 各個輔助車間，包括凈水站、鍋爐補給水處理車間、工業(yè)廢水處理車間、生活污水處理車間、制氫站、啟動鍋爐房等均采用DCS實現(xiàn)控制。 每臺機組除了MARKVIe、DEH、ETS、汽機本體輔助系統(tǒng)（包括汽機本體疏水、軸封、油系統(tǒng)等）的控制器外，配置了8對DCS控制器。兩機公用配置了3對DCS控制器。輔助車間共配置了6對控制器。 2優(yōu)勢之處 第一，能提高電廠的自動化控制水平。在保證機組安全高效運行的前提下，便于運行管理、員工培訓(xùn)、減少配件品牌數(shù)量。 第二，集控室的控制對象更全面了，集控室的布置更簡化了，因為全廠都采用統(tǒng)一的DCS控制設(shè)備，不存在接口不匹配、顯示終端不配套的可能。單元機組系統(tǒng)、輔控系統(tǒng)、公用系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)等，都將在集控室內(nèi)統(tǒng)一監(jiān)控。 第三，針對輔控系統(tǒng)，結(jié)合招投標(biāo)過程中DCS和PLC的報價對比：無論從硬件方面，還是軟件方面，都能節(jié)約一定比例的成本。硬件：簡化接口，統(tǒng)一配置，提高CPU利用率。軟件：統(tǒng)一組態(tài)，統(tǒng)一培訓(xùn)，減少軟件供應(yīng)商數(shù)量。 3總述 與“DCS+PLC”控制方式相比，全廠DCS一體化控制方案實現(xiàn)了硬件的無縫連接與軟件的主輔統(tǒng)一，簡化了控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，便利了管理和操作，節(jié)約了經(jīng)濟成本，提高了自動化水平。全廠DCS一體化方案在珠海橫琴項目的成功實施證實了這種思路的可推廣性。 參考文獻 1陳威,管云飛.全廠DCS一體化設(shè)計方案J.物流工程與管理,xx(32),3:122-124. 2王剛建,陳晨,耿建風(fēng),郭獻軍,徐滎,歐偉.1種新型全廠DCS主輔控一體化網(wǎng)絡(luò)J.熱力發(fā)電,xx(41),9:50-52. 3高玉玲,王剛建,郭獻軍.火力發(fā)電廠主輔控一體化DCS網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用J.化工自動化及儀表,xx(41),7:839-841. 4袁敏,