火電廠DCS系統改造方案.docx

火電廠DCS系統改造方案(呼和浩特熱電廠，內蒙古 呼和浩特 010030)摘 要： 文章針對火電廠系統的產品現狀， 分析了不同模式的優(yōu)缺點，論述了火電機組DCS系統改造方案的幾個方面。關鍵詞： 火電機組；分散控制系統DCS；一體化中圖分類號： TP273TM611 文獻標識碼： A 文章編號： 10076921(XX)19009602改造的電廠機組DCS系統將單元機組鍋爐、汽輪機、發(fā)電機視作一個整體，把參數檢測、自動調節(jié)、連鎖保護、順序控制、顯示、報警、報表設置，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。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系統改造方案 1.1 汽機電調系統DEH 取消現在使用的液壓調節(jié)系統，只保留同步器的掛閘功能和全部保安系統，改用高壓抗燃油，取消凸輪配汽機構，使高壓油動機直接與調門閥桿同軸相連，改用高壓純電調型DEH，由計算機輸出的閥位指令經伺服卡使電液伺服閥直接控制油動機調門開度。改造后能實現如下功能：各調門由計算機指令分別控制，風險分散，大大提高了電調的可靠性和安全性。高壓油動機動作迅速，閥位閉環(huán)控制精度高，有利于調節(jié)品質的改善。汽輪機進汽更加合理，增加了單閥全周進汽，以減少轉子應力。對于汽輪機數字電液控制系統(DEH)的一體化，則需根據DCS廠家是否有DEH控制的成熟經驗及成熟產品(專用算法、專用接口設備)而定，假如DCS系統采用類似美國西屋或國內新華這樣的公司，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廠商沒有相關的成熟經驗及產品，建議DEH系統相對獨立，采用監(jiān)視處通過標準通信接口與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)視這些系統的運行參數，也可控制這些系統的運行。1.2 模擬量控制系統MCS 包括以下主要控制子系統：負荷協調控制CCS，燃燒控制(送風、引鳳、煙氣含氧量、給粉調節(jié))，氣溫控制(過熱汽溫度、再熱汽溫調節(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、汽封加熱器水位調節(jié))，壓力控制 (主汽壓力調節(jié)，高、低壓軸封壓力調節(jié))等，所有自動調節(jié)系統的SAMA圖(包括調節(jié)圖、邏輯圖)重新設計。為適應協調控制要求，鍋爐給煤機改為變頻調速控制。給粉機的層操，單操均應在DCS上實現，取消操作盤上的給粉控制器。對于制粉系統控制，可采用技術較成熟的磨煤機最優(yōu)控制策略，利用DCS系統強大的組態(tài)功能實現；并且DCS中應加入更多的保護連鎖功能，防止因各種故障導致就地設備的誤動作。1.3 順序控制系統SCS 對于機爐電系統中的電動門、主要電機等設備，全部改為CRT畫面軟手操，少量重要設備可設置后備手操，以確保安全停爐。增加更為完善的機爐連鎖保護邏輯設計，確保機組安全運行。在SCS的一體化設計時，在考慮可靠性不降低的基礎上，充分發(fā)揮DCS上信息共享和變送器可靠性優(yōu)于邏輯開關的優(yōu)點，將所需的開關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量信號，用于順序控制系統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量輸入信號，節(jié)約投資，簡化系統，提高可靠性。1.4 數據采集系統DAS 數據采集系統可將整臺機組所有運行參數，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。畫面能顯示數據庫中任一測點的實時狀態(tài)和趨勢曲線，DAS系統還包括操作指導和事件順序記錄功能(SOE)。在DAS系統的一體化設計時，應盡可能地將需要監(jiān)控的信息送至DCS，可減少不必要的非DCS的CRT。如鍋爐風粉在線系統，應將計算、顯示在DCS上實現，使運行人員在DCS的CRT上能夠監(jiān)視鍋爐風壓、風速、風粉濃度等信號。TSI系統、FSSS系統都應與DCS系統有機相連，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 所有標準電信號儀表全部由DCS系統替換，重要的非標準信號(風壓、電流、轉速等)經變送器轉換成標準電信號進人DCS系統，溫度等緩變信號利用原893智能前端網采集，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，根據嘉陵成廠DCS系統的運行中所保留自動調節(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，認為自動調節(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，其余部分不設后備手操。1.7 電氣控制系統(ECS) 取消機組現有的強電控制盤臺，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中電氣系統監(jiān)控納入DCS，電氣與熱控合用一套分散控制系統，實現集中管理、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，自動準同期裝置，廠用電源快切裝置，繼電保護系統等仍采用專用裝置來實現。這些裝置可用通信方式或硬接線方式與DCS接口，另外設置必要的緊急跳閘按鈕。1.8 一次執(zhí)行檢測部分 影響協調投用的關鍵性設備將予以更換，如給水調節(jié)系統的給水調門、漏流量大的減溫水調節(jié)閥和減溫水電動門、送風控制系統的煙氣含氧量測量裝置和引風執(zhí)行機構等。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分開敷設，而且信號線應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SIS及MIS聯結 在一體化的DCS改造時，充分考慮全廠信息化建設的需要，預留與SIS及MIS連接的接口。2 結論 嵌入式以太網是火電廠自動化系統內部局域網的必然發(fā)展趨勢，自動化系統通過高速的以太網與國備及系統的運際標準通信規(guī)約和DCS系統進行通信是完全可行的?；痣姀SDCS系統改造提高了火電廠運行管理水平，