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，論述了火電機組DCS系統(tǒng)改造方案的幾個方面。關(guān)鍵詞： 火電機組；分散控制系統(tǒng)DCS；一體化中圖分類號： TP273TM611 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 10076921(XX)19009602改造的電廠機組DCS系統(tǒng)將單元機組鍋爐、汽輪機、發(fā)電機視作一個整體，把參數(shù)檢測、自動調(diào)節(jié)、連鎖保護、順序控制、顯示、報警、報表設(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，運行人員在操作員站的CRT上通過逼監(jiān)真的系統(tǒng)圖示盤、運行。集控室采用超大屏幕顯示，大屏幕與操作員站實時顯示，互為冗余，使常規(guī)表計降低到最低限度，只安裝必要的事故停機按鈕和火焰、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，取消凸輪配汽機構(gòu)，使高壓油動機直接與調(diào)門閥桿同軸相連，改用高壓純電調(diào)型DEH，由計算機輸出的閥位指令經(jīng)伺服卡使電液伺服閥直接控制油動機調(diào)門開度。改造后能實現(xiàn)如下功能：各調(diào)門由計算機指令分別控制，風(fēng)險分散，大大提高了電調(diào)的可靠性和安全性。高壓油動機動作迅速，閥位閉環(huán)控制精度高，有利于調(diào)節(jié)品質(zhì)的改善。汽輪機進汽更加合理，增加了單閥全周進汽，以減少轉(zhuǎn)子應(yīng)力。對于汽輪機數(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)驗及成熟產(chǎn)品(專用算法、專用接口設(shè)備)而定，假如DCS系統(tǒng)采用類似美國西屋或國內(nèi)新華這樣的公司，由于這些公司本身就是做汽機控制發(fā)展起來的，在DEH方面有成熟的經(jīng)驗和成功的業(yè)績，所以可考慮DEH和DCS一體化，如選擇的DCS廠商沒有相關(guān)的成熟經(jīng)驗及產(chǎn)品，建議DEH系統(tǒng)相對獨立，采用監(jiān)視處通過標(biāo)準(zhǔn)通信接口與DCS通信，控制、連鎖、SOE信號通過硬接線方式與DCS接口，這樣，在DCS上既可監(jiān)視這些系統(tǒng)的運行參數(shù)，也可控制這些系統(tǒng)的運行。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。為適應(yīng)協(xié)調(diào)控制要求，鍋爐給煤機改為變頻調(diào)速控制。給粉機的層操，單操均應(yīng)在DCS上實現(xiàn)，取消操作盤上的給粉控制器。對于制粉系統(tǒng)控制，可采用技術(shù)較成熟的磨煤機最優(yōu)控制策略，利用DCS系統(tǒng)強大的組態(tài)功能實現(xiàn)；并且DCS中應(yīng)加入更多的保護連鎖功能，防止因各種故障導(dǎo)致就地設(shè)備的誤動作。1.3 順序控制系統(tǒng)SCS 對于機爐電系統(tǒng)中的電動門、主要電機等設(shè)備，全部改為CRT畫面軟手操，少量重要設(shè)備可設(shè)置后備手操，以確保安全停爐。增加更為完善的機爐連鎖保護邏輯設(shè)計，確保機組安全運行。在SCS的一體化設(shè)計時，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優(yōu)于邏輯開關(guān)的優(yōu)點，將所需的開關(guān)量信號用變送器引入DCS，在DCS中通過高選，低選獲取所需的開關(guān)量信號，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、低保護等。這樣可以大大減少開關(guān)量輸入信號，節(jié)約投資，簡化系統(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)可將整臺機組所有運行參數(shù)，輸入輸出狀態(tài)，操作信息、報警信息等以實時方式提供給運行操作人員。畫面能顯示數(shù)據(jù)庫中任一測點的實時狀態(tài)和趨勢曲線，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)計時，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)粉在線系統(tǒng)，應(yīng)將計算、顯示在DCS上實現(xiàn)，使運行人員在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。TSI系統(tǒng)、FSSS系統(tǒng)都應(yīng)與DCS系統(tǒng)有機相連，使運行人員在DCS的CRT上能夠完成汽機安全監(jiān)視，鍋爐點火操作，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)電信號儀表全部由DCS系統(tǒng)替換，重要的非標(biāo)準(zhǔn)信號(風(fēng)壓、電流、轉(zhuǎn)速等)經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號進人DCS系統(tǒng)，溫度等緩變信號利用原893智能前端網(wǎng)采集，并接入DCS(取消溫度巡測)。1.6 后備手操 以DCS發(fā)生故障時能安全停機為原則，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)的運行中所保留自動調(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情況，認(rèn)為自動調(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，ER記錄表計，僅保留緊急停機按鈕、緊急停爐按鈕、斷給粉饋線電源按鈕、安全門保護等重要按鈕，其余部分不設(shè)后備手操。1.7 電氣控制系統(tǒng)(ECS) 取消機組現(xiàn)有的強電控制盤臺，以DCS的CRTKB為機組的監(jiān)控中心，同時將發(fā)電機，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)，實現(xiàn)集中管理、分散控制，爐、機、電一體化控制對于電氣的專用自動裝置如發(fā)電機的AVR，自動準(zhǔn)同期裝置，廠用電源快切裝置，繼電保護系統(tǒng)等仍采用專用裝置來實現(xiàn)。這些裝置可用通信方式或硬接線方式與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、漏流量大的減溫水調(diào)節(jié)閥和減溫水電動門、送風(fēng)控制系統(tǒng)的煙氣含氧量測量裝置和引風(fēng)執(zhí)行機構(gòu)等。1.9 電纜 能否良好地接地和信號屏蔽是電廠DCS控制系統(tǒng)能否穩(wěn)定運行的重要因素。按規(guī)范要求信號線與電源線應(yīng)分開敷設(shè)，而且信號線應(yīng)采用總屏蔽并帶分屏蔽的電纜。1.10 與廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS及MIS聯(lián)結(jié) 在一體化的DCS改造時，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)是火電廠自動化系統(tǒng)內(nèi)部局域網(wǎng)的必然發(fā)展趨勢，自動化系統(tǒng)通過高速的以太網(wǎng)與國備及系統(tǒng)的運際標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約和DCS系統(tǒng)進行通信是完全可行的。火電廠DCS系統(tǒng)改造提高了火電廠運行管理水平，