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越南副總理黃(huáng)中海要求千方百計(jì)保障供電

該文(wén)章主要闡述了合肥**發電廠350MW機組DCS控製係統及其技術特點,並(bìng)結合原理圖,闡述了DCS係統網絡結構,鍋爐保護係統、協調控製係統(tǒng)控製策略和汽機控製係統。

    中(zhōng)外合資合肥**發電廠(chǎng)2×350MW機組(zǔ),主體工程通(tōng)過國際招標由德國ABB公司總承包。鍋爐由哈爾濱鍋爐(lú)廠製造(zào),汽輪機、發電機均由ABB生產,DCS控製係統采用ABB公司的Procontrol P集散控製係統。

    Procontrol P是ABB公司推出的集散控(kòng)製係統,它是數字(zì)式過程控製係統(DCS),是PRO(cess)-過程、Control-控製和P(rogrammable)-可編程的組合縮寫。Procontrol P係統的(de)技術特點:

    (1) 技術性能:*顯著的區別於其它DCS控製係統的特點,就是(shì)每個工(gōng)作站並沒有集中的CPU控製單元,而是將控製邏(luó)輯分散到不同的模件之中,每塊模件都能具有CPU單元,能夠實現相關的控製,係統具有的信號(hào)處理、數據傳輸、監視功能和(hé)開關量控製、模擬量控製、工廠管理、保護、操作員監視和控(kòng)製功(gōng)能等都是分散到不同的各(gè)個模件之中,所以Procontrol P控製係統具有較為嚴格(gé)意義的分散控製;

    (2) 可靠性、經濟性和有效(xiào)性(xìng):控製係統中主要過程以冗餘方式配置,對隔離輸入、隔離處理和隔(gé)離輸出(chū)做備份處理;

    1 Procontrol P 集散控製係統的組成

    1.1 網絡結構圖及硬件組成

    Procontrol P是由過程級(jí)網絡和管理級網絡組成(chéng)的兩級網絡集散(sàn)控製係統。過程級網絡采用冗餘的光纖通信(xìn)FDDI(Fibre  Distributed  Data Interface)總線,各個過程站連在FDDI總(zǒng)線上,進行數據采集(jí)和控製任務。過程站(zhàn)通過總線與各個管理工作站交換信(xìn)息。管理級網絡采用的是以太網,網上(shàng)掛有(yǒu)服(fú)務器、工作站、打印機等設備(bèi)。服務器和工作站協同工作,實現過程的監視、控製、報警、信息的管理(lǐ)和維護工作。


圖1 Procontrol P控(kòng)製係統結構示意圖(tú)

    1.2 EDS(Engineering Documentation and Service)係統

    EDS工程、文件(jiàn)和(hé)服(fú)務係統。EDS係統生成與編輯控製功能圖,描述模件所實(shí)現的功能;將維護測量(liàng)與驅動的數據輸入到係統中;打印功(gōng)能圖和文件。

    1.3 PDDS(Programming、Diagnosis and Display System)係統

    PDDS編程、診斷和顯示係統:用來設定、修改、試驗和顯示二進製、模擬量控製結構和分(fèn)配列表;設定參數和限製值;顯示當前信號值;模擬信號、故障(zhàng)診斷(duàn)、對EPROM進行編(biān)程等,PDDS還能通過(guò)總線下載由EDS創建的(de)所有列表到模(mó)件。

    1.4 CDS(Control Diagnosis System)係統

    CDS控製診斷係統:CDS自動為已連接的Procontrol-P係統提供進行配置,它收集控製係統的所(suǒ)有診斷信(xìn)息並提供(gòng)係統狀況、診斷圖(tú)象的顯示,例(lì)如:CDS可以診斷模件的工作狀態,並提示各種(zhǒng)診斷信息。還可以調(diào)用幫助文本獲得消除各種故障的建(jiàn)議。

    1.5 PMS(Plant Management System)係統

    PMS電站管理係統:具有采集總線數據、過程信息調用存檔(dàng)、過程分析、應用性能計算等功能。

    1.6 POS(Process Operator Station)站

    POS過程操作(zuò)員操(cāo)作站:主要目的是過程控(kòng)製,另外還有采集、記錄、存檔和顯示、拷貝等功能。

    1.7 MMI(Man Machine Interface)人(rén)機接口。

    MMI人機接口:是電廠過(guò)程監視和控製的有效工具,MMI遵循了使(shǐ)用總(zǒng)貌來監視過程;在模擬圖上監視和控製當前狀態,對任何活動進行(háng)在線(xiàn)確認;以及快速定位,對提供的信息(xī)給出相關的說明,對(duì)可能發生(shēng)的臨界狀態(tài)的點(diǎn)顯示其趨勢和報(bào)警。

    2 主要過程控製係統

    2.1 鍋爐(lú)保護係統

    合肥**發電廠鍋爐是由哈爾濱鍋爐廠(chǎng)製造的自然循環汽包爐,製粉係統有三台美國進口雙進雙出SVEDALA直吹(chuī)式鋼球磨。鍋爐保護係統主要功能有:爐膛吹掃、油燃燒器管理、煤燃燒器管理、火(huǒ)焰檢測、主燃料跳(tiào)閘(MFT)、減負荷(R.B)控製、聯鎖與報警等,其中主燃料MFT由18個條件組成:⑴兩台(tái)送風機(jī)全停;⑵兩台引(yǐn)風機全停;⑶MFT緊急跳(tiào)閘按鈕按下;⑷汽包(bāo)水位低;⑸汽包水(shuǐ)位高;⑹爐膛壓力低;⑺爐膛壓力高;⑻總風量小於25%;⑼全爐膛無火;⑽失去主燃(rán)料;⑾油燃燒器兩台點火失敗;⑿失去火檢冷卻風;⒀汽輪機緊急跳閘;⒁失去所有(yǒu)給水泵;⒂隻有煤層(céng)運(yùn)行時,兩台一次風機全(quán)停;⒃過熱汽溫高;⒄再熱汽溫(wēn)高;⒅再(zài)熱器失去保護動作(zuò)。這些條件中任一滿足就觸發MFT動作(zuò),MFT動作後首出原因指示,指示導致MFT的根本原因,同時封鎖其它隨後跳閘信號(hào)條件,首出條件(jiàn)隻有在(zài)爐膛吹掃完成時才被複位。鍋爐保護采用三通道保護,信號的采集和命令(lìng)的輸出都采用三取二,三通道中有兩個通道MFT動作,鍋爐就發出MFT動(dòng)作。

    鍋爐保護係統是做為DCS係統的一部分,在Procontrol P中鍋爐保護是(shì)由Procontrol  PF來實現的,這裏的“F”是(shì)“FAIL-SAFE”的簡寫,表示失電**的(de)意思。該保護采用“反邏輯”設(shè)計,正常運行時(shí)所監控的(de)設備接點閉合,產生邏輯“1”信號,動作設備得電打開(kāi);故障時所監(jiān)控的設備接點打開,產生邏輯“0”,保護動作,動作設備失電關閉,鍋爐跳閘(zhá)。這(zhè)種設計使係(xì)統在失電時,鍋爐保護跳閘,保證機組(zǔ)的**性。

    鍋爐保護係統的(de)硬件組成及功能:

    鍋爐(lú)保護係統采用“三(sān)取二”邏輯,從每個信號(hào)的采集(jí)、邏輯判斷、到跳閘出口均為“三取二”。保護櫃由CHE01、CHE02和(hé)CHE03櫃組成。每個保護櫃都由兩塊通信模件88TK50與係(xì)統總線連結,進而與另兩個保護櫃及整個電廠監控係統相連,實現數據、信號的相互傳遞。每個(gè)保護控製櫃(guì)內主要有以下模件組成:

    (1) 83SR04/1411 

    起保護邏輯組成、保護自檢、狀態反饋及命令輸出等作用(yòng)。它(tā)在功能上分3個(gè)功能塊:SRA用於開關量信號的輸入、輸出(chū);SRV用來組(zǔ)成保護邏輯;SRU用於自檢。

    (2) 81EA04/R1210 

    是用於模擬量(liàng)信號的采集,輸(shū)入通道由高阻儀(yí)用(yòng)放大器形成並用400阻抗相互隔(gé)離。在模(mó)件中每一個輸入用50電阻將輸入電流轉換成電壓,經隔離放(fàng)大器連接到多路放大器或者將16路經(jīng)隔離放大的信號儀次送到輸(shū)入放大器,放大後由模/數轉換器轉換成數字信號,*後以電報形式經站總線傳送到係統總線,供各監控部分取用。

    (3) 89XV01/R0100 

    是電源模件,給模擬量采集信號供電。

    (4) 81AR01/R0100 

    是繼電器模件,以硬接線方式輸出保護信號。

    2.2 協調控製係統

    機組正常運(yùn)行方式有協調汽(qì)機跟隨、協調鍋爐跟隨、汽機跟隨、鍋爐跟隨四種方式,一般情況下采用協調鍋爐跟隨方式。


圖2 協(xié)調控製係統框圖

    (1) 協調汽機跟隨方式:機組負荷(hé)要求的前饋信號同(tóng)時送(sòng)到鍋爐燃燒設定值和汽機主汽壓力設定,使二者處於嚴格協調之中。機(jī)組負荷指令經過負荷動(dòng)態模型,做為負荷控製器設定(dìng)點,負荷控製器加上負荷(hé)前饋信號(hào)指令到鍋爐主(zhǔ)控,由鍋爐燃燒控製負荷;遠方指令經(jīng)過主汽壓力動(dòng)態模型到汽機(jī)壓力控製器,由TURBOTROL-6(TT-6)中的(de)壓力控製器控製汽輪機進口調閥控(kòng)製主汽壓力。

    (2) 協調鍋爐跟隨方式:機組負荷指令經過負荷動態模型到汽機(jī)負荷控製器,由汽機控製機組負荷;機組負荷指令(lìng)同時經過壓力動態模型,做為壓力控製(zhì)器設定點,壓力(lì)控製器輸出指令加上負荷指令前饋信號送到鍋爐主(zhǔ)控,由鍋爐燃燒控製主汽壓力。

    (3) 汽機跟隨方式:由TURBOTROL-6(TT-6)中的初始壓力控製器控(kòng)製(zhì)汽輪機進口調閥,以保持(chí)所要求的主汽(qì)壓力。壓力設定值等於切換到“汽機跟隨”方式之(zhī)前的實際主(zhǔ)汽壓力,此後該設定值可由(yóu)操作員在汽(qì)機壓(yā)力手動設定站(zhàn)上進行設定。

    (4) 鍋爐跟隨方式:鍋爐指令由UCS中主汽壓力控製器確定,其設定值由操作員在POS站上手動設定,由TURBOTROL-6(TT-6)中的壓力控製器控(kòng)製汽輪機進口調閥,以保持所要求的所需(xū)要(yào)的負荷,電量負荷設定值也是由運(yùn)行人員進行手動(dòng)設定的。是一種鍋爐調壓、汽機(jī)調功的傳統方式。其中汽(qì)機和鍋爐控製器是相互獨(dú)立工作(zuò),協調工作由運行人員來完成。

    2.3 汽機控製係統

    汽輪機控製器Turbotrol 6是ABB公(gōng)司電子(zǐ)控製器係統的*新產(chǎn)品,采用模塊化原理,實現冗餘(yú),具(jù)有控(kòng)製方式根據運行條件自動切換,自動升速和(hé)加負荷(hé),幹擾時自動限製作用以及熱應力的計算等功能。Turbotrol 6由以(yǐ)下四個主要模塊組成:基本控(kòng)製器、自動控製器、閥門定位器和標準化的接口。

    兩個基本控製器是設計用於手動操作。它們含有汽輪(lún)機的**手動操作所(suǒ)需的全部功能。主要的設定點為轉速及閥門開啟位置(zhì)可以手動設定,而在正常運行(háng)中這些設定(dìng)點是由自動控製器(qì)給出的。兩個基(jī)本(běn)控製器的結(jié)構完(wán)全相同。隻需一個供汽輪機運行(háng),而另(lìng)一個備用。如控製器在運行中失效,備用控製器作用,這時可(kě)以對有故障的控製器進行修理,而無(wú)需停運汽輪機。在自動控製器功能有幹擾時,控製可以平(píng)穩地轉移給基本控製(zhì)器,基本控製器繼續**地(dì)控製汽輪機運行。基本控(kòng)製器主要由一轉速控製器和(hé)閥位控製器組成。

    自動控製(zhì)器是一個(gè)較高層(céng)次的控製器。設計用於程序自動升速、自動(dòng)加減負荷、初始蒸(zhēng)汽壓力控製(zhì)、負荷控製、協(xié)調(diào)的(de)負荷控(kòng)製等功(gōng)能。自(zì)動控製器主要(yào)是由一升速程序和一負(fù)荷程(chéng)序組成。來自升速程序的轉速設定點被直接送往基本控製器。而來自負荷程序的負荷設定點在送往基本控製器前要受限製器的*低輸出限製。如接通了它們(men)中的(de)一個,疊加的控製器以同一路徑作用並超越負荷程序。

    3 結論

    以上各主要係統經過ABB專家的反複調試、優化,性能都已達標(biāo)。經過合肥二電廠儀控人員的消化吸收,對各係(xì)統(tǒng)也有了比(bǐ)較深入的了解(jiě),在實際運行中(zhōng),經過不斷的完善(shàn),這些控製係統已更加**可靠。

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