火電廠DCS系統(tǒng)改造方案.docx

火電廠DCS系統(tǒng)改造方案(呼和浩特?zé)犭姀S，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010030)摘 要： 文章針對(duì)火電廠系統(tǒng)的產(chǎn)品現(xiàn)狀， 分析了不同模式的優(yōu)缺點(diǎn)，論述了火電機(jī)組DCS系統(tǒng)改造方案的幾個(gè)方面。關(guān)鍵詞： 火電機(jī)組；分散控制系統(tǒng)DCS；一體化中圖分類(lèi)號(hào)： TP273TM611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 10076921(XX)19009602改造的電廠機(jī)組DCS系統(tǒng)將單元機(jī)組鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)視作一個(gè)整體，把參數(shù)檢測(cè)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、連鎖保護(hù)、順序控制、顯示、報(bào)警、報(bào)表設(shè)置，監(jiān)控管理融為一體，包括DCS、MCS、SCS、FSSS、DEH和電氣ECS等各大系統(tǒng)。取消BTG盤(pán)，運(yùn)行人員在操作員站的CRT上通過(guò)逼監(jiān)真的系統(tǒng)圖示盤(pán)、運(yùn)行。集控室采用超大屏幕顯示，大屏幕與操作員站實(shí)時(shí)顯示，互為冗余，使常規(guī)表計(jì)降低到最低限度，只安裝必要的事故停機(jī)按鈕和火焰、水位工業(yè)電視。1 DCS系統(tǒng)改造方案 1.1 汽機(jī)電調(diào)系統(tǒng)DEH 取消現(xiàn)在使用的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，只保留同步器的掛閘功能和全部保安系統(tǒng)，改用高壓抗燃油，取消凸輪配汽機(jī)構(gòu)，使高壓油動(dòng)機(jī)直接與調(diào)門(mén)閥桿同軸相連，改用高壓純電調(diào)型DEH，由計(jì)算機(jī)輸出的閥位指令經(jīng)伺服卡使電液伺服閥直接控制油動(dòng)機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度。改造后能實(shí)現(xiàn)如下功能：各調(diào)門(mén)由計(jì)算機(jī)指令分別控制，風(fēng)險(xiǎn)分散，大大提高了電調(diào)的可靠性和安全性。高壓油動(dòng)機(jī)動(dòng)作迅速，閥位閉環(huán)控制精度高，有利于調(diào)節(jié)品質(zhì)的改善。汽輪機(jī)進(jìn)汽更加合理，增加了單閥全周進(jìn)汽，以減少轉(zhuǎn)子應(yīng)力。對(duì)于汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)的一體化，則需根據(jù)DCS廠家是否有DEH控制的成熟經(jīng)驗(yàn)及成熟產(chǎn)品(專(zhuān)用算法、專(zhuān)用接口設(shè)備)而定，假如DCS系統(tǒng)采用類(lèi)似美國(guó)西屋或國(guó)內(nèi)新華這樣的公司，由于這些公司本身就是做汽機(jī)控制發(fā)展起來(lái)的，在DEH方面有成熟的經(jīng)驗(yàn)和成功的業(yè)績(jī)，所以可考慮DEH和DCS一體化，如選擇的DCS廠商沒(méi)有相關(guān)的成熟經(jīng)驗(yàn)及產(chǎn)品，建議DEH系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，采用監(jiān)視處通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)通信接口與DCS通信，控制、連鎖、SOE信號(hào)通過(guò)硬接線(xiàn)方式與DCS接口，這樣，在DCS上既可監(jiān)視這些系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，也可控制這些系統(tǒng)的運(yùn)行。1.2 模擬量控制系統(tǒng)MCS 包括以下主要控制子系統(tǒng)：負(fù)荷協(xié)調(diào)控制CCS，燃燒控制(送風(fēng)、引鳳、煙氣含氧量、給粉調(diào)節(jié))，氣溫控制(過(guò)熱汽溫度、再熱汽溫調(diào)節(jié))，水位控制(汽包水位、除氧器水位，凝汽器水位、高加水位、低加水位、汽封加熱器水位調(diào)節(jié))，壓力控制 (主汽壓力調(diào)節(jié)，高、低壓軸封壓力調(diào)節(jié))等，所有自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的SAMA圖(包括調(diào)節(jié)圖、邏輯圖)重新設(shè)計(jì)。為適應(yīng)協(xié)調(diào)控制要求，鍋爐給煤機(jī)改為變頻調(diào)速控制。給粉機(jī)的層操，單操均應(yīng)在DCS上實(shí)現(xiàn)，取消操作盤(pán)上的給粉控制器。對(duì)于制粉系統(tǒng)控制，可采用技術(shù)較成熟的磨煤機(jī)最優(yōu)控制策略，利用DCS系統(tǒng)強(qiáng)大的組態(tài)功能實(shí)現(xiàn)；并且DCS中應(yīng)加入更多的保護(hù)連鎖功能，防止因各種故障導(dǎo)致就地設(shè)備的誤動(dòng)作。1.3 順序控制系統(tǒng)SCS 對(duì)于機(jī)爐電系統(tǒng)中的電動(dòng)門(mén)、主要電機(jī)等設(shè)備，全部改為CRT畫(huà)面軟手操，少量重要設(shè)備可設(shè)置后備手操，以確保安全停爐。增加更為完善的機(jī)爐連鎖保護(hù)邏輯設(shè)計(jì)，確保機(jī)組安全運(yùn)行。在SCS的一體化設(shè)計(jì)時(shí)，在考慮可靠性不降低的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮DCS上信息共享和變送器可靠性?xún)?yōu)于邏輯開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，將所需的開(kāi)關(guān)量信號(hào)用變送器引入DCS，在DCS中通過(guò)高選，低選獲取所需的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，用于順序控制系統(tǒng)SCS，如汽包水位控制、高、低加水位控制、主汽溫度高、低保護(hù)等。這樣可以大大減少開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)，節(jié)約投資，簡(jiǎn)化系統(tǒng)，提高可靠性。1.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DAS 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可將整臺(tái)機(jī)組所有運(yùn)行參數(shù)，輸入輸出狀態(tài)，操作信息、報(bào)警信息等以實(shí)時(shí)方式提供給運(yùn)行操作人員。畫(huà)面能顯示數(shù)據(jù)庫(kù)中任一測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)和趨勢(shì)曲線(xiàn)，DAS系統(tǒng)還包括操作指導(dǎo)和事件順序記錄功能(SOE)。在DAS系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能地將需要監(jiān)控的信息送至DCS，可減少不必要的非DCS的CRT。如鍋爐風(fēng)粉在線(xiàn)系統(tǒng)，應(yīng)將計(jì)算、顯示在DCS上實(shí)現(xiàn)，使運(yùn)行人員在DCS的CRT上能夠監(jiān)視鍋爐風(fēng)壓、風(fēng)速、風(fēng)粉濃度等信號(hào)。TSI系統(tǒng)、FSSS系統(tǒng)都應(yīng)與DCS系統(tǒng)有機(jī)相連，使運(yùn)行人員在DCS的CRT上能夠完成汽機(jī)安全監(jiān)視，鍋爐點(diǎn)火操作，鍋爐爐膛火焰監(jiān)視等功能。1.5 常規(guī)儀表 所有標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)儀表全部由DCS系統(tǒng)替換，重要的非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(風(fēng)壓、電流、轉(zhuǎn)速等)經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)進(jìn)人DCS系統(tǒng)，溫度等緩變信號(hào)利用原893智能前端網(wǎng)采集，并接入DCS(取消溫度巡測(cè))。1.6 后備手操 以DCS發(fā)生故障時(shí)能安全停機(jī)為原則，盡可能地減少后備手操，在一體化的DCS改造中，根據(jù)嘉陵成廠DCS系統(tǒng)的運(yùn)行中所保留自動(dòng)調(diào)節(jié)后備手操縱未使用，和其他電廠取消所有后備手操的試點(diǎn)情況，認(rèn)為自動(dòng)調(diào)節(jié)的全部后備手操可取消，并可基本取消后備顯示表計(jì)，ER記錄表計(jì)，僅保留緊急停機(jī)按鈕、緊急停爐按鈕、斷給粉饋線(xiàn)電源按鈕、安全門(mén)保護(hù)等重要按鈕，其余部分不設(shè)后備手操。1.7 電氣控制系統(tǒng)(ECS) 取消機(jī)組現(xiàn)有的強(qiáng)電控制盤(pán)臺(tái)，以DCS的CRTKB為機(jī)組的監(jiān)控中心，同時(shí)將發(fā)電機(jī)，變壓器以及廠用電系統(tǒng)中電氣系統(tǒng)監(jiān)控納入DCS，電氣與熱控合用一套分散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中管理、分散控制，爐、機(jī)、電一體化控制對(duì)于電氣的專(zhuān)用自動(dòng)裝置如發(fā)電機(jī)的AVR，自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置，廠用電源快切裝置，繼電保護(hù)系統(tǒng)等仍采用專(zhuān)用裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些裝置可用通信方式或硬接線(xiàn)方式與DCS接口，另外設(shè)置必要的緊急跳閘按鈕。1.8 一次執(zhí)行檢測(cè)部分 影響協(xié)調(diào)投用的關(guān)鍵性設(shè)備將予以更換，如給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的給水調(diào)門(mén)、漏流量大的減溫水調(diào)節(jié)閥和減溫水電動(dòng)門(mén)、送風(fēng)控制系統(tǒng)的煙氣含氧量測(cè)量裝置和引風(fēng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。1.9 電纜 能否良好地接地和信號(hào)屏蔽是電廠DCS控制系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。按規(guī)范要求信號(hào)線(xiàn)與電源線(xiàn)應(yīng)分開(kāi)敷設(shè)，而且信號(hào)線(xiàn)應(yīng)采用總屏蔽并帶分屏蔽的電纜。1.10 與廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS及MIS聯(lián)結(jié) 在一體化的DCS改造時(shí)，充分考慮全廠信息化建設(shè)的需要，預(yù)留與SIS及MIS連接的接口。2 結(jié)論 嵌入式以太網(wǎng)是火電廠自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部局域網(wǎng)的必然發(fā)展趨勢(shì)，自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)高速的以太網(wǎng)與國(guó)備及系統(tǒng)的運(yùn)際標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約和DCS系統(tǒng)進(jìn)行通信是完全可行的?；痣姀SDCS系統(tǒng)改造提高了火電廠運(yùn)行管理水平，