傅喻帥

（廣東省粵電集團有限公司珠海發(fā)電廠，廣東 珠海 519000）

1 脫硫DCS系統(tǒng)分機組改造的意義及其發(fā)展趨勢

脫硫DCS系統(tǒng)分機組升級改造是針對21世紀初期設計制造并投入使用的脫硫控制系統(tǒng)，該脫硫系統(tǒng)特點為：脫硫系統(tǒng)存在旁路功能，即在脫硫系統(tǒng)異常時機組可以無需脫硫運行。2011年前后，出于環(huán)保要求,火電廠陸續(xù)取消機組的旁路改造。改造后，控制系統(tǒng)的設計方式與新系統(tǒng)的安全可靠性要求不匹配。所以脫硫DCS系統(tǒng)分機組改造，即將脫硫設備根據不同機組、單元公用的分類方式，對設備進行控制，杜絕因為脫硫控制系統(tǒng)故障導致全廠停機的可能性，同時為機組停運時脫硫設備的停機檢修提供了平臺。在實現(xiàn)基本分機組、公用系統(tǒng)改造的同時，應進一步提升脫硫控制系統(tǒng)的可靠性，進而為環(huán)保部門對火電機組50、35、5的煙氣排放要求打下堅實基礎。

2 珠海發(fā)電廠脫硫DCS系統(tǒng)改造意義以及改造過程中的難點

脫硫DCS系統(tǒng)改造的意義在于，可以將兩臺機組的脫硫控制系統(tǒng)完全物理隔離，杜絕因控制系統(tǒng)故障而導致雙機停運的可能性，對于機組檢修期間控制系統(tǒng)的維護以及試驗工作也十分便利。對于火電廠現(xiàn)階段對脫硫系統(tǒng)可靠性的要求而言，這種改造勢在必行。脫硫DCS系統(tǒng)改造工程主要面臨以下問題：

2.1 網絡構成方式選擇

對于改造方案控制系統(tǒng)網絡構成的選擇，基本原則是兩臺機組的脫硫煙氣及吸收塔設備控制部分需要各為一個網段，所以網絡構成的決策重點主要在于脫硫公用系統(tǒng)的網絡配置問題，配置方式有兩種方案：

1）公用系統(tǒng)與1號機組或者2號機組為同一網段。這種方案的優(yōu)點在于可以節(jié)省交換機與組態(tài)服務器或網關的使用，也有利于單元機組與公用系統(tǒng)之間信號傳遞，對于采用C/S架構的系統(tǒng)，一旦服務器不可用將無法監(jiān)控整個脫硫系統(tǒng)，后果比較嚴重，對于采用對等網架的系統(tǒng)影響會較小。

2）公用系統(tǒng)單獨一個網段。此方案的特點在于：可以避免不同機組間的相互干擾，各網段系統(tǒng)內的檢修試驗工作獨立，互相之間沒有干擾。但該方案的成本相對較高，而且因為通常不同機組的控制器號是對稱布置的，工作人員在進行邏輯修改、下裝等工作時一定要嚴格區(qū)別機組號，否則容易導致誤操作。

2.2 公用系統(tǒng)設備無法停運

由于珠海發(fā)電廠是由兩臺700 MW火電機組組成，沒有兩機同時檢修的窗口期，所以脫硫公用系統(tǒng)部分改造必須在脫硫系統(tǒng)運行過程中完成。設備運行過程中對控制系統(tǒng)進行改造，對施工方案的計劃和細節(jié)以及施工項目組與運行人員的配合提出了很高的要求。如何在保證設備正常運行的前提下完成控制系統(tǒng)改造，是制定改造方案時需要考慮的重點和關鍵。

3 珠海發(fā)電廠脫硫DCS系統(tǒng)改造方式

珠海電廠脫硫DCS改造選擇了艾默生的OVATION控制系統(tǒng)（以下簡稱艾默生），以替代改造前的東芝TOAMAP控制系統(tǒng)（以下簡稱東芝）。

3.1 網絡配置方式

珠海發(fā)電廠脫硫DCS系統(tǒng)改造采用了三網段設計，即1號機組吸收塔煙氣設備控制系統(tǒng)為一個網段、2號機組吸收塔煙氣設備控制系統(tǒng)為一個網段、公用系統(tǒng)為一個網段。其中每個網段下配備一臺工程師站，一臺歷史數據站、一臺OPC站。1、2號機組脫硫系統(tǒng)網段各配備兩臺操作員站，公用系統(tǒng)配備一臺操作員站。三網段間通過核心交換機連接，使操作員站可以實現(xiàn)跨網段操作。

3.2 公用系統(tǒng)運行中改造方案

公用系統(tǒng)改造制定了艾默生控制系統(tǒng)和東芝控制系統(tǒng)同時監(jiān)視同時操作，對東芝控制系統(tǒng)CPU逐個進行改造的方案。首先做出每個CPU內所有測點信號和控制設備清單并進行梳理分析，羅列出無法停運或嚴重影響設備安全性的測點和執(zhí)行機構，在改造施工前確認對這部分重點信號的處理方式和執(zhí)行機構的操作模式，以CPU為單位制定施工方案，方案經過詳細論證后再進行施工工作。

1）6號CPU改造施工方案。

6號CPU主要處理脫硫380 V脫硫公用電源進線等電氣信號，同時有石灰石漿液和事故罐相關設備信號。

2）5號CPU改造施工方案。

5號CPU主要處理脫硫2號濕磨、2號真空皮帶、2石灰石漿液、工藝水系統(tǒng)等相關控制信號。

3）4號CPU改造施工方案。

4號CPU主要處理脫硫1號濕磨、1號真空皮帶、1號吸收塔石灰石漿液、工藝水系統(tǒng)等設備相關控制信號。

通過以上的臨時措施和兩套DCS系統(tǒng)的共同使用方式，逐步對脫硫公用系統(tǒng)的三套CPU及相關設備進行拆除和更換，實現(xiàn)了在公用系統(tǒng)不停運的同時完成DCS系統(tǒng)改造的預期項目目的。

3.3 1、2號機組脫硫DCS系統(tǒng)設備物理耦合拆分方案

由于改造無法提供兩臺機組全部停運的檢修窗口期，所以改造計劃必須在不影響運行機組正常運行的前提下進行。根據我廠1、2號機組脫硫控制系統(tǒng)特點和電子間實際布置情況，項目方案最終確定為使用先安裝調試部分艾默生系統(tǒng)，后進行信號遷移的方案。具體施工分為以下幾個步驟：

1）2號機組脫硫控制系統(tǒng)土建改造工作。在1、2號機組脫硫控制系統(tǒng)電子間地板上進行穿孔作業(yè)，以滿足2號機組艾默生控制系統(tǒng)所需的進線孔洞。由于原設計樓板沒有開孔，所以需要重新計算承重能力，最終該項目使用鋼梁對樓板進行了加固，加固后測試承重符合要求，再進行后續(xù)的樓板施工工作。

2）2號機組新系統(tǒng)立柜上電調試。在土建工作基礎上，按照艾默生控制系統(tǒng)廠家技術要求，安裝槽鋼和絕緣墊，并將控制2號機組風煙吸收塔設備的控制系統(tǒng)機柜進行立柜工作，之后系統(tǒng)上電調試正常后，將所有卡件從卡槽拔出，以配合下一步的信號電纜移位工作。

3）2號機組設立中間端子柜，信號線移位。2號機組脫硫控制系統(tǒng)新機柜的安裝位置與原機柜有一定距離，針對可能發(fā)生電纜長度不足問題，同時也為了利用改造前的原有電纜,減少重新敷設電纜的工作量。項目采用了中間端子柜的施工方案，根據2號機組脫硫系統(tǒng)的實際點數，在電纜橋架附近位置提前設置中間端子柜，改造共設置了ZJ01-05五個中間端子柜（如下圖5），并將新系統(tǒng)至中間端子柜的信號電纜預先敷設，完成信號點測試。在2號機組停機后只需要對信號進行移位工作就可以進行調試，最大限度地降低了2號機組停機所需要的時間。

4）1號機組改造。在2號機組改造完成后，1號、2號機組艾默生和東芝系統(tǒng)同時使用，在1號機組停運的檢修窗口期，再進行1號機組脫硫東芝系統(tǒng)解線拆除、艾默生系統(tǒng)立柜接線和調試等工作，最終全面完成1號、2號機組脫硫控制系統(tǒng)改造工作。

4 結語

經過珠海電廠脫硫系統(tǒng)DCS升級改造項目，解決了由于設計原因造成的諸多使用問題，在控制系統(tǒng)層面上真正做到了與1號、2號機組及公用脫硫系統(tǒng)的獨立性與重要性相匹配，并通過多種嘗試，克服了施工中公用系統(tǒng)不能停運、1、2號機組脫硫DCS系統(tǒng)設備物理耦合性高等難點問題，為今后的脫硫系統(tǒng)控制系統(tǒng)改造提供了借鑒經驗。