李景明 米曉慶

（大慶電力集團油田熱電廠，黑龍江 大慶 163000）

1 概述

30%旁路控制系統(tǒng)的作用是根據(jù)機組冷、溫、熱態(tài)啟動及運行要求，自動或手動控制主蒸汽及再熱蒸汽壓力和溫度 ，并具有相應(yīng)的聯(lián)鎖、保護和診斷功能。由于原系統(tǒng)功能已落后，在機組大修中，我們對汽機30%旁路控制系統(tǒng)進行了設(shè)計，主機部分采用 SIMATIC PCS7 400的控制系統(tǒng)，并對控制系統(tǒng)的供電系統(tǒng)進行重新設(shè)計。在遵循原系統(tǒng)設(shè)計的功能基礎(chǔ)上，對自動、保護、聯(lián)鎖邏輯根據(jù)現(xiàn)場需要進行了修正。為電廠安全穩(wěn)定運行提供了可靠的保證。

2 本項目系統(tǒng)構(gòu)成

采用一個過程控制機柜、一個動力控制機柜。在過程控制機柜安裝1套過程控制器412-1 MPI/DP，配有5塊SM421開關(guān)量輸入模塊、5塊SM422開關(guān)量輸出模塊，2塊SM431模擬量輸入模塊。為了更好的保護現(xiàn)場設(shè)備，在動力控制機柜內(nèi)分別設(shè)有高壓旁路壓力執(zhí)行機構(gòu)高速電機及常速電機接觸器，高壓旁路噴水溫度執(zhí)行機構(gòu)高速電機及常速電機接觸器，低壓旁路壓力執(zhí)行機構(gòu)高速電機及常速電機接觸器，低壓旁路噴水溫度高速電機及常速電機接觸器，各執(zhí)行機構(gòu)的電機設(shè)有溫度保護裝置，在動力柜裝設(shè)了熱敏電阻繼電器，在電源側(cè)設(shè)有相位監(jiān)視設(shè)備，有效保護了現(xiàn)場設(shè)備。過程狀態(tài)監(jiān)控管理設(shè)備為1臺ES站、OP（操作員面板）。

3 本項目系統(tǒng)功能

改進后系統(tǒng)能對30%旁路控制系統(tǒng)的高旁壓力執(zhí)行器閥位、高噴執(zhí)行器閥位、低旁壓力執(zhí)行器閥位、低噴執(zhí)行器閥位及主汽流量等模擬量信號進行重要參數(shù)的顯示，并對以下系統(tǒng)進行自動調(diào)節(jié)：

高壓旁路壓力控制系統(tǒng)、高壓旁路噴水溫度控制系統(tǒng)、低壓旁路壓力控制系統(tǒng)、低壓旁路噴水溫度控制系統(tǒng)30%旁路控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)原理較為復(fù)雜，pcs7控制系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場不同的工況采取了不同的調(diào)節(jié)方法。

一是高壓旁路壓力控制系統(tǒng)可分為設(shè)定值自動、手動兩種方式。設(shè)定值手動方式時，當高壓旁路壓力回路投入自動時，主汽壓力大于設(shè)定值時，高旁閥開方向動作，主汽壓力小于設(shè)定值時，高旁閥關(guān)方向動作。設(shè)定值自動方式時，當高壓旁路壓力回路投入自動時，主汽流量大于15%額定流量時，高旁閥隨著主汽壓力的上升至40%,設(shè)定值也開始上升，直至主汽壓力達到額定壓力。當主汽壓力穩(wěn)定時，設(shè)定值總比主汽壓力大0.2MPa，此時如果主汽壓力增加的速度大0.2MPa，高旁閥繼續(xù)開方向動作。主汽壓力下降時，高旁閥關(guān)方向動作以維持主汽壓力。高旁閥開度大于40%時，主汽壓力穩(wěn)定時，高旁閥關(guān)方向直至全關(guān)。二是高壓旁路溫度控制系統(tǒng)為設(shè)定值手動方式.當高旁后溫度大于設(shè)定值時，高噴開方向動作，當高旁后溫度低于設(shè)定值時，高噴關(guān)方向動作。三是低壓旁路壓力控制系統(tǒng)設(shè)定值為隨動信號，此設(shè)定值隨著速度級壓力增減。當再熱器后壓力大于設(shè)定值0.3MPa時，低旁開方向動作。當再熱器后壓力小于設(shè)定值0.3MPa時，低旁關(guān)方向動作。

pcs7控制系統(tǒng)在30%旁路控制系統(tǒng)還具有相應(yīng)的聯(lián)鎖、保護和診斷功能。

一是當高旁、高噴置于自動狀態(tài)時，主汽壓力增加至13.5MPa時，高旁常速打開，當高旁、高噴關(guān)到0時主汽壓力增加至13.9MPa時，高旁高速打開，高噴也隨著高噴打開。二是當高旁、高噴置于自動狀態(tài)時，發(fā)生甩負荷事件時，當減少速率達到10MW/Min時，高旁高速打開，高噴也隨著高噴打開。三是當?shù)团浴⒌蛧娭糜谧詣訝顟B(tài)時，再熱器出口壓力信號超0.8MPa時，低旁高速打開，低噴也隨著高速打開。四是當凝汽器真空低信號及低旁后溫度大于190度時，低旁無論處于自動或手動狀態(tài)均高速關(guān)閉（打開狀態(tài)）或不許開啟（關(guān)閉狀態(tài)）。五是當一級噴水壓力低不允許開啟高旁閥門，當二級噴水壓力低不允許開啟低旁閥門，減溫水壓控開關(guān)動作高速關(guān)閉低旁閥門，低噴開啟7%以上才允許開啟低旁閥門。經(jīng)改進后的30%控制系統(tǒng)，充分滿足現(xiàn)場實際的各項要求。

4 改造中的技術(shù)創(chuàng)新

4.1 我們對動力裝置進行了重新設(shè)計，將原來的技術(shù)落后并且體積較大的電源開關(guān)、保險、接觸器等更換為體積更小、功能更全、技術(shù)更為先進的電子元器件。各回路動力部分均具有過載、缺相、短路保護功能，并能向控制系統(tǒng)提供報警接點，由控制系統(tǒng)輸出報警。同時新設(shè)計的控制回路還能夠?qū)崿F(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)電機過載保護功能。

4.2 原控制信號轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿敵鍪怯蓜恿D(zhuǎn)換單元實現(xiàn)的，動力轉(zhuǎn)換單元內(nèi)部由電子元件搭建，由于長時間運行，動力轉(zhuǎn)換單元已經(jīng)頻繁出現(xiàn)故障，嚴重制約了控制系統(tǒng)的正常運行。這次改進中，我們對動力轉(zhuǎn)換單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了認真的分析研究，將原動力轉(zhuǎn)換單元的邏輯比較功能在軟件中實現(xiàn)，不僅提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且降低了系統(tǒng)的設(shè)計成本，僅此一項就節(jié)省資金十二萬元。

5 PCS7系統(tǒng)的應(yīng)用心得

5.1 PCS中使用的所有模塊（包括PID塊、數(shù)據(jù)塊、I/O模塊等）都只是在PCS7的組態(tài)畫面中出現(xiàn)，并不能在WINCC人機界面上出現(xiàn)。此時，若需要某個模塊在WINCC人機界面上出現(xiàn)，則只需要給該模塊添加WINCC屬性。

5.2 在工程師站上完成所有程序組態(tài)，編譯無誤后，將程序下載至過程控制器，這樣，過程控制器中就有了經(jīng)過編譯后的用戶程序；再將有用戶程序的用戶項目傳送到操作站，用戶程序就傳給了WINCC人機界面，在程序組態(tài)時，已被定義具有了WINCC屬性的各模塊的標簽值就能在WINCC中被找到，再通過WINCC畫面組態(tài)，就可完成人機對話、參數(shù)的畫面顯示等，從而完成PCS7和WINCC（內(nèi)核與顯示）的結(jié)合。WINCC功能十分強大，而使用起來又非常方便，在編制各種畫面、報警歸檔等功能時，都可應(yīng)用其標準的功能來完成。

5.3 硬件組態(tài)也是一種圖形化的組態(tài)方式，十分方便。在相應(yīng)組態(tài)畫面中，就在該過程站后的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)線上拖放相應(yīng)的模塊，模塊的型號可以從PCS7提供的元件庫中找到相應(yīng)型號、定貨號的模塊，將其拖放至與實際安裝相對應(yīng)的位置即可。硬件組態(tài)配置完成后，下載到相應(yīng)的過程控制站。這樣，就使得實際硬件安裝模件和硬件組態(tài)相一致，從而，I/O模塊上的每一點的點號地址就得以確定。

結(jié)語

30%旁路控制系統(tǒng)由于改造為西門子PCS7控制系統(tǒng)，降低了系統(tǒng)故障，從而保證了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。而且極大減低了備件使用成本，具有很大推廣運用的價值。

[1]徐漢章.有關(guān)旁路系統(tǒng)幾個問題的討論[J].鍋爐技術(shù)，1980（Z1）.

[2]John Reason，陳龍.汽包鍋爐與汽輪機的蒸汽旁路系統(tǒng)[J].鍋爐技術(shù)，1985（03）.

[3]徐仁德，李宗平，朱才廣.試析調(diào)峰機組對旁路系統(tǒng)功能的要求[J].動力工程，1985（02）.