摘要:元寶山發(fā)電有限責(zé)任公司2號(hào)機(jī)組自動(dòng)化控制系統(tǒng)1986年隨主機(jī)投運(yùn),至今已經(jīng)運(yùn)行24年,自動(dòng)化控制系統(tǒng)未進(jìn)行過(guò)較大范圍的技術(shù)改造。由于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路及硬件功能的限制,致使2號(hào)機(jī)組無(wú)論在安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性方面均與同類(lèi)機(jī)組存在較大差距。一次調(diào)頻、機(jī)爐協(xié)調(diào)、遙調(diào)(AGC)等網(wǎng)調(diào)要求的基本控制功能無(wú)法實(shí)現(xiàn),主要輔機(jī)變頻等節(jié)能措施不能實(shí)施。經(jīng)過(guò)充分論證,DCS控制系統(tǒng)選用新華控制工程有限公司的OC 6000e Nexus 分散式監(jiān)控系統(tǒng)。2號(hào)機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)改造功能主要包括MCS、FSSS、SCS、ECS、BMS、BSC、TSC、SCR、ASH等。
關(guān)鍵詞:調(diào)節(jié)控制系統(tǒng);OC 6000e Nexus 分散式監(jiān)控系統(tǒng);DCS系統(tǒng);操作員站
1、元寶山發(fā)電有限責(zé)任公司2號(hào)機(jī)組DCS控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介
鍋爐調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)采用德國(guó)西門(mén)子公司80年代生產(chǎn)的Teleperm C組件儀表;爐輔機(jī)順控和燃燒器管理系統(tǒng)是采用德國(guó)楊森公司專(zhuān)門(mén)為2號(hào)機(jī)組設(shè)計(jì)生產(chǎn)的繼電器邏輯功能板;汽機(jī)側(cè)輔機(jī)順控和吹灰系統(tǒng)均采用單獨(dú)繼電器組建的邏輯實(shí)現(xiàn);電氣監(jiān)控系統(tǒng)仍停留在常規(guī)儀表、光字牌、操作臺(tái)的設(shè)備水平上,控制邏輯通過(guò)繼電器硬接線實(shí)現(xiàn);直流系統(tǒng)電壓分為24V、48V、220V三個(gè)電壓等級(jí),目前充電器出現(xiàn)不能穩(wěn)壓、電壓波動(dòng)嚴(yán)重;6KV切換裝置為早期的微機(jī)化產(chǎn)品;低壓廠用變和部分6KV設(shè)備配備電氣機(jī)械式電度表。以上設(shè)備經(jīng)過(guò)20多年運(yùn)行,電子元器件老化、抗干擾能力下降、繼電器接點(diǎn)氧化和拉弧等問(wèn)題日益嚴(yán)重,備品備件采購(gòu)難度越來(lái)越大,在性能上也不能滿足目前機(jī)組監(jiān)控及管理的需要。
由于控制系統(tǒng)設(shè)備型式陳舊、功能落后和設(shè)備老化,目前無(wú)論中央控制系統(tǒng)還是就地測(cè)量、控制設(shè)備都存在很多問(wèn)題,導(dǎo)致自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動(dòng)投入率很低,保護(hù)系統(tǒng)可靠性差,拒動(dòng)和誤動(dòng)現(xiàn)象頻繁發(fā)生,無(wú)法適應(yīng)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度需要。
2、元寶山發(fā)電有限責(zé)任公司2號(hào)機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)改造后情況
2.1 DCS控制系統(tǒng)硬件及軟件配置
2號(hào)機(jī)組DCS 采用新華控制工程有限公司的OC 6000e Nexus 分散式監(jiān)控系統(tǒng)。
系統(tǒng)配置如下:
共配有30對(duì)控制站,各控制站CPU冗余配置。各控制站主要功能如下:
1號(hào)控制站(DPU01):鍋爐保護(hù);
2號(hào)控制站(DPU02):1號(hào)磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;
3號(hào)控制站(DPU03):2號(hào)磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;
4號(hào)控制站(DPU04):3號(hào)磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;
5號(hào)控制站(DPU05):4號(hào)磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;
6號(hào)控制站(DPU06):5號(hào)磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;
7號(hào)控制站(DPU07):6號(hào)磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;
8號(hào)控制站(DPU08):7號(hào)磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;
9號(hào)控制站(DPU09):8號(hào)磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;
10號(hào)控制站(DPU10):微油點(diǎn)火;
11號(hào)控制站(DPU11):甲側(cè)風(fēng)煙;
12號(hào)控制站(DPU12):乙側(cè)風(fēng)煙;
13號(hào)控制站(DPU13):鍋爐其它順控;
14號(hào)控制站(DPU17):電氣各段開(kāi)關(guān)控制、保護(hù)、聯(lián)鎖;
15號(hào)控制站(DPU18):發(fā)變組、勵(lì)磁、6kV切換;
16號(hào)控制站(DPU19):直流系統(tǒng)及外圍6kV開(kāi)關(guān);
17號(hào)控制站(DPU20):電氣系統(tǒng)模擬量和SOE;
18號(hào)控制站(DPU21):給水系統(tǒng)公用和1號(hào)循環(huán)泵系統(tǒng);
19號(hào)控制站(DPU22):2號(hào)循環(huán)泵系統(tǒng)和1號(hào)機(jī)組移置系統(tǒng);
20號(hào)控制站(DPU23):汽泵系統(tǒng);
21號(hào)控制站(DPU24):1號(hào)電泵及低壓加熱器系統(tǒng);
22號(hào)控制站(DPU25):2號(hào)電泵及高壓加熱器系統(tǒng);
23號(hào)控制站(DPU26):凝結(jié)水系統(tǒng);
24號(hào)控制站(DPU27):汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)油系統(tǒng);
25號(hào)控制站(DPU28):輔助蒸汽系統(tǒng);
26號(hào)控制站(DPU31):機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)及1、2號(hào)磨系統(tǒng);
27號(hào)控制站(DPU32):給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)及3、4號(hào)磨系統(tǒng);
28號(hào)控制站(DPU33):風(fēng)系統(tǒng)控制及5、6號(hào)磨系統(tǒng);
29號(hào)控制站(DPU34):鍋爐其它系統(tǒng)控制及7、8號(hào)磨系統(tǒng);
30號(hào)控制站(DPU35):SOFA風(fēng)系統(tǒng)及鍋爐金屬壁溫。
36號(hào)控制站(DPU36):脫硝系統(tǒng)吹灰控制。
37號(hào)控制站(DPU36):脫硝系統(tǒng)噴槍控制。
41號(hào)控制站(DPU41):干除灰控制。
本機(jī)組配置了6臺(tái)操作員站、兩臺(tái)工程師站、1臺(tái)歷史站、1臺(tái)接口機(jī)、三臺(tái)HP網(wǎng)絡(luò)激光打印機(jī)。整個(gè)DCS系統(tǒng)具有MCS、FSSS、SCS、ECS、BMS、BSC、TSC、SCR、ASH等等功能。元寶山發(fā)電有限責(zé)任公司2號(hào)600MW機(jī)組DAS系統(tǒng)包括機(jī)、爐、電及脫硝各部分的數(shù)據(jù)采集和流程圖畫(huà)面顯示等功能。在機(jī)組啟停、正常運(yùn)行以及事故工況等過(guò)程中,DAS為運(yùn)行人員提供主要的設(shè)備操作接口以及監(jiān)視記錄手段,運(yùn)行人員可從DAS中獲得大量實(shí)時(shí)的或經(jīng)過(guò)處理的機(jī)組信息,在DAS畫(huà)面中直接對(duì)機(jī)組的絕大多數(shù)設(shè)備進(jìn)行操作,并在需要的情況下可獲得各種操作指導(dǎo)或操作幫助等各種信息。
2.2 DAS 系統(tǒng)的硬件組成及現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)的處理
DAS系統(tǒng)沒(méi)有配置單獨(dú)的控制處理器,而是將相關(guān)測(cè)點(diǎn)分配在公用、SCS、MCS、ECS各系統(tǒng)中。對(duì)于DAS系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)的處理過(guò)程來(lái)講,保證各種采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、正確性、準(zhǔn)確性以及安全性是非常重要的,它是實(shí)現(xiàn)機(jī)組安全高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。
從現(xiàn)場(chǎng)采集到的開(kāi)關(guān)量和模擬量信號(hào)在進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之前要進(jìn)行各種信號(hào)處理,如下:
(1)模擬量正確性判斷
(2)數(shù)字濾波
(3)參數(shù)補(bǔ)償
(4)非線性校正
(5)工程量單位變換
(6)開(kāi)關(guān)量接點(diǎn)有效性檢查
(7)脈沖量輸入累積
DAS系統(tǒng)的信號(hào)采集及處理過(guò)程充分利用oc_6000e系統(tǒng)軟硬件的高效性和安全性,經(jīng)過(guò)合理的組態(tài),使最終進(jìn)入DCS系統(tǒng)的各種信號(hào)和參數(shù)滿足各方面的性能指標(biāo)要求。
3、結(jié)論與建議
通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)改造后效果看出,協(xié)調(diào)系統(tǒng)各種控制方式的調(diào)節(jié)品質(zhì)良好,能夠滿足機(jī)組及其各輔機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行要求,系統(tǒng)抗擾動(dòng)能力較強(qiáng)。機(jī)組168期間協(xié)調(diào)控制投入良好。能夠滿足機(jī)組大負(fù)荷、快速率變動(dòng)。
目前協(xié)調(diào)方式下,沒(méi)有投入滑壓運(yùn)行,運(yùn)行員手動(dòng)設(shè)定壓力配合負(fù)荷升降,不可避免對(duì)協(xié)調(diào)系統(tǒng)造成人為擾動(dòng),不利于協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。如果能投入滑壓方式,通過(guò)參數(shù)優(yōu)化,協(xié)調(diào)控制性能會(huì)更好。
部分減溫水調(diào)門(mén)存在、漏量,閥門(mén)線性度不好,不利于汽溫的控制。168運(yùn)行期間,汽溫過(guò)低,建議投入中間點(diǎn)溫度控制,允許汽溫具有一定的過(guò)熱度,進(jìn)一步提高發(fā)電效率。
啟停磨煤機(jī)過(guò)程中應(yīng)盡量避免造成過(guò)大的擾動(dòng),啟動(dòng)時(shí)手動(dòng)設(shè)定給煤指令到適當(dāng)值再投入給煤自動(dòng),停止時(shí)應(yīng)先解除給煤自動(dòng),將給煤量減至最低后再停止磨組。
4、DCS系統(tǒng)改造后效果分析
a)充分發(fā)揮DCS系統(tǒng)OC 6000e Nexus的優(yōu)點(diǎn)對(duì)每對(duì)控制器的控制功能進(jìn)行優(yōu)化分配。
b)提高DCS系統(tǒng)可靠性:減少因DCS故障引起的各種事故,減少DCS設(shè)備故障引起的跳機(jī),提高DCS系統(tǒng)的可利用率,實(shí)現(xiàn)DCS可靠性的根本性轉(zhuǎn)變。
c)提高熱控的技術(shù)管理水平:采用先進(jìn)的DCS控制系統(tǒng),由于設(shè)備集成度高、可靠性高,減少DCS的維護(hù)工作量,完整的先進(jìn)的控制系統(tǒng)將更有利于改善運(yùn)行維護(hù)與檢修的技術(shù)管理。
d)改造后的DCS系統(tǒng)使得機(jī)組的主要調(diào)節(jié)系統(tǒng)投入率100%,鍋爐、機(jī)組主要輔機(jī)保護(hù)投入率100%,機(jī)組主要參數(shù)投入率100%。
5、結(jié)論
新華控制工程有限公司的OC 6000e Nexus 分散式監(jiān)控系統(tǒng),其DAS功能較完善,CCS系統(tǒng)較可靠,其主機(jī)和各系統(tǒng)均有較高的穩(wěn)定性和使用價(jià)值。目前,機(jī)組在運(yùn)行操作、監(jiān)視和控制水平上已有很大提高,機(jī)組在60%~100%范圍內(nèi)能利用CCS進(jìn)行升降負(fù)荷,且各項(xiàng)參數(shù)保持穩(wěn)定,能滿足機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。
改造后的DCS系統(tǒng)使2號(hào)機(jī)組的控制系統(tǒng)性能、實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的協(xié)調(diào)控制,自動(dòng)化水平又上了一個(gè)新臺(tái)階,該自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造工程的實(shí)施是成功的。
參考文獻(xiàn):
[1]元寶山發(fā)電有限責(zé)任公司#2機(jī)組運(yùn)行規(guī)程。
[2]新華控制工程有限公司的OC 6000e Nexus 分散式監(jiān)控系統(tǒng)教程。