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越南副總理(lǐ)黃中海要求千方百計保障供電

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

    中外合資合肥**發電廠2×350MW機組,主體工程通過國際招標由德國ABB公司總承包。鍋爐由哈(hā)爾濱鍋爐廠製造,汽輪(lún)機、發(fā)電機均由ABB生產,DCS控(kòng)製(zhì)係統采用ABB公司的Procontrol P集散(sàn)控製係統。

    Procontrol P是ABB公司推出的集散(sàn)控製係統,它是數字式過程控製係統(DCS),是PRO(cess)-過程、Control-控製和P(rogrammable)-可編(biān)程的(de)組合縮寫(xiě)。Procontrol P係統的技(jì)術特點:

    (1) 技術(shù)性能:*顯著的區別於其它DCS控(kòng)製係統的特點,就(jiù)是每個工作站並沒有集中的(de)CPU控製單元,而是將(jiāng)控(kòng)製邏輯分散到不(bú)同的模件之中,每塊模件都能具有CPU單元,能夠實現(xiàn)相關的控製,係統具有的信號(hào)處理、數據傳輸、監視功能和開關量控製、模擬量控製、工廠管理、保護、操作員監視和(hé)控製功能等(děng)都是分散到不同的各個模件之中,所以Procontrol P控製係統具有較為嚴格意義的分散控(kòng)製;

    (2) 可靠性、經濟性和有效性(xìng):控(kòng)製係統中(zhōng)主要過(guò)程以冗餘方式配(pèi)置,對隔離輸入(rù)、隔離處理和隔離輸出做備份處理;

    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是由過程級網絡(luò)和管理級網絡組成的兩級網絡(luò)集散控製係統。過程級網絡采用冗餘的光纖通信FDDI(Fibre  Distributed  Data Interface)總線,各個過程站連在FDDI總線上,進行數據采集和控製任務。過程站通過(guò)總線與各個管理工作站交換信息。管(guǎn)理級網(wǎng)絡采用的是以太(tài)網,網上(shàng)掛有服務器、工作站、打印機等設備。服務器和工作站協同工作,實現過程的監視、控製(zhì)、報警、信息的管理和維護工作。


圖1 Procontrol P控製係統結構示(shì)意圖

    1.2 EDS(Engineering Documentation and Service)係統

    EDS工程、文件(jiàn)和(hé)服(fú)務(wù)係統。EDS係(xì)統生成與編輯控製功能(néng)圖,描述模件所實現的(de)功(gōng)能;將維護測量與驅動的數據(jù)輸入到係統中;打印功能圖(tú)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(dìng)、修改、試驗和顯示二進製、模擬量控製結構和分配列表;設定(dìng)參數和限製(zhì)值;顯(xiǎn)示當前信號值;模擬信號、故障診斷、對EPROM進行編(biān)程等,PDDS還能通過總線下載由EDS創建的所有列表到模件。

    1.4 CDS(Control Diagnosis System)係統

    CDS控製診斷係(xì)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有診斷信息並提供係統狀況、診斷(duàn)圖象的(de)顯示,例如:CDS可以診斷模件的工作(zuò)狀態,並提示各種診斷信息。還可以調用幫助文本獲得消除各種故障的建議。

    1.5 PMS(Plant Management System)係統

    PMS電站管(guǎn)理係統(tǒng):具有(yǒu)采集總線數據、過程信(xìn)息調用存檔、過程分析、應(yīng)用性能計算等功能。

    1.6 POS(Process Operator Station)站

    POS過程操作(zuò)員操作站(zhàn):主要目的是過程控製,另外還有采(cǎi)集、記錄、存檔(dàng)和顯示、拷貝等功能。

    1.7 MMI(Man Machine Interface)人機接口。

    MMI人機接口(kǒu):是(shì)電廠過程(chéng)監視(shì)和(hé)控製的有效(xiào)工具,MMI遵(zūn)循了使用總貌來監視過程;在模擬圖上監視和(hé)控製當前狀態,對任何活動進行在線確認;以及快速定位,對提供的信息給出(chū)相關的說明,對可能發生的臨界狀態的點顯示其(qí)趨勢和(hé)報警。

    2 主(zhǔ)要過程控製係統

    2.1 鍋爐保(bǎo)護係統

    合肥**發電廠鍋爐是由哈(hā)爾濱鍋爐廠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直吹式鋼球磨。鍋爐保(bǎo)護係統主要功能有:爐膛吹掃、油燃(rán)燒器管理、煤燃燒(shāo)器管理、火(huǒ)焰檢測、主燃料跳閘(MFT)、減負荷(R.B)控製、聯鎖與報警等,其中主燃(rán)料(liào)MFT由18個條件組成:⑴兩台送風(fēng)機全停;⑵兩台引風機全停;⑶MFT緊急跳閘按鈕(niǔ)按下;⑷汽包水位低;⑸汽包水位高;⑹爐膛壓力(lì)低;⑺爐膛壓力高(gāo);⑻總風量小於25%;⑼全爐膛無火;⑽失去主燃料;⑾油燃燒器兩台(tái)點火失敗;⑿失去火(huǒ)檢冷卻風;⒀汽輪(lún)機緊急跳閘;⒁失去所有給水泵;⒂隻有煤層運行時,兩台一次風機(jī)全停(tíng);⒃過熱汽溫高(gāo);⒄再熱汽溫高;⒅再熱(rè)器失去保護動作。這些條件中任一滿足就觸發MFT動作,MFT動作後首出原因指示,指示導致MFT的根本原因(yīn),同時封鎖其(qí)它隨後跳閘信號條件,首(shǒu)出條件(jiàn)隻有在爐膛吹掃完成時才被複位。鍋爐保(bǎo)護采(cǎi)用三通(tōng)道保護(hù),信號的采集和命令的輸出都采用三取二,三通道中有兩個通(tōng)道MFT動作,鍋爐就發出MFT動作。

    鍋爐保(bǎo)護係統是做為DCS係統的一部分,在Procontrol P中鍋(guō)爐保護是由Procontrol  PF來(lái)實現的(de),這裏的“F”是“FAIL-SAFE”的簡寫,表示(shì)失電(diàn)**的意思。該保護采用“反(fǎn)邏輯”設計,正常運行時所監控的設備接點閉合,產生邏輯“1”信號,動作設備得電(diàn)打開;故障時所監控的(de)設備接點打(dǎ)開,產生邏輯“0”,保護動作,動(dòng)作設備失(shī)電關閉,鍋爐跳閘。這種設(shè)計使係統在失電時,鍋爐保護跳閘,保證機組的**性。

    鍋爐保護係統的硬件組成及功能(néng):

    鍋爐保護係統采用“三取二”邏輯(jí),從每個信號的采(cǎi)集、邏輯判斷、到跳(tiào)閘出口均為“三取二”。保護櫃由(yóu)CHE01、CHE02和CHE03櫃組成。每個(gè)保護櫃都由兩(liǎng)塊通信模件88TK50與係統總線連結,進而與另(lìng)兩個保護櫃(guì)及整個電(diàn)廠(chǎng)監控係統相連,實(shí)現(xiàn)數據、信號的相互傳遞。每(měi)個保護控(kòng)製櫃內主要(yào)有以下模件組成(chéng):

    (1) 83SR04/1411 

    起保(bǎo)護邏輯組成、保護(hù)自檢、狀態反饋及命令輸出等作用。它(tā)在(zài)功能上分3個功能塊:SRA用於開關(guān)量信號的輸入、輸(shū)出(chū);SRV用來組成保護邏輯;SRU用於自檢。

    (2) 81EA04/R1210 

    是用於模擬量信(xìn)號的采集,輸入通道由高阻儀用(yòng)放大器形成並用400阻抗相互隔離。在模件中每一個輸入用50電阻將輸入電流轉換(huàn)成電壓,經隔離放大器(qì)連接到多路放大器或者(zhě)將16路經隔離放大的信號儀次送到輸入放大器,放(fàng)大後由模/數轉換器轉換成數字信號,*後以電報形式(shì)經站總(zǒng)線傳送到(dào)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(jì)電器模(mó)件,以硬(yìng)接線方式(shì)輸出保護信號。

    2.2 協調控製係統

    機組正常運行方式有協調汽機跟隨、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(gēn)隨方式。


圖2 協調控製係統框圖

    (1) 協調(diào)汽機跟隨方式:機組負荷要求的前饋信號同時送到鍋爐燃燒設定值和汽機主汽壓力(lì)設定,使二者處(chù)於嚴格協調之中(zhōng)。機組(zǔ)負荷指令經過負荷動態模型,做為負荷控製器設定點,負荷(hé)控製器加上負荷(hé)前(qián)饋信號指令到鍋爐主控,由鍋爐燃燒控(kòng)製負荷;遠方指令經過(guò)主(zhǔ)汽壓力動態(tài)模型到汽機壓力控製器,由TURBOTROL-6(TT-6)中的壓力控製器控製汽輪機進口調閥控製主汽壓力。

    (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(fù)荷;機組負荷指令同(tóng)時經過壓力動態模型,做為壓力控(kòng)製器設定點,壓力控製器輸出指令加上負荷指令前饋信號送到(dào)鍋爐主(zhǔ)控,由鍋爐燃(rán)燒控(kòng)製主(zhǔ)汽壓力。

    (3) 汽機跟隨方式(shì):由TURBOTROL-6(TT-6)中的初始壓力控製器控製(zhì)汽輪機進口調閥,以保持所要求的主汽壓力。壓力設定值等於切換到“汽機跟隨”方式之前(qián)的實際主汽壓力,此後該(gāi)設定值(zhí)可由(yóu)操作員在汽機壓(yā)力手動設定站上進行(háng)設定。

    (4) 鍋爐跟隨方式:鍋(guō)爐(lú)指令由UCS中主汽(qì)壓力控製器確定,其設(shè)定值由操作(zuò)員(yuán)在POS站上(shàng)手動設定,由TURBOTROL-6(TT-6)中的壓力控製器控製(zhì)汽輪(lún)機進(jìn)口調閥,以(yǐ)保持所要求的所需要的(de)負荷,電量負荷設定(dìng)值也是(shì)由運行人員(yuán)進行手動(dòng)設定的。是一種鍋(guō)爐調壓、汽機調(diào)功的傳統方式。其中汽機和鍋爐控製器是相互獨立工作,協調工作由運行人員來完成。

    2.3 汽機(jī)控(kòng)製係統

    汽輪(lún)機控製器Turbotrol 6是ABB公司電子控製器係統的*新產品,采用(yòng)模(mó)塊化原理,實(shí)現冗餘,具有控製方式根據運行條件自動切(qiē)換,自動升速和加負荷,幹擾時自動限製作用以及熱應力的計算(suàn)等(děng)功能。Turbotrol 6由以下四個主(zhǔ)要模塊組成:基本控製器、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(men)含有汽輪機的**手動操作所需的全(quán)部功能。主要的設定點為轉速及閥門開(kāi)啟位置可以手動設定,而在正常運行中這(zhè)些設定點是(shì)由(yóu)自動控製器給出的。兩個基本控製器的結構完(wán)全相同。隻需一個供汽輪機運行,而另一(yī)個備用。如控製器(qì)在運行中失效,備用控製(zhì)器作(zuò)用,這時可以對有故障(zhàng)的控製器進行(háng)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(zhì)可以平(píng)穩地轉移給基本控製器,基本控製器繼續**地控製汽輪(lún)機運行。基本控製器主要由一轉速控(kòng)製器和(hé)閥位控製器組成。

    自動控製器是一個較高層次的控(kòng)製器。設計用於(yú)程序自動升(shēng)速、自動加減負荷、初(chū)始蒸汽壓力控製、負荷(hé)控製、協調的負荷控製等功能。自動(dòng)控製器主(zhǔ)要是由一升速程序和一負荷程序組成。來自升速程(chéng)序的轉速設定點被直接送(sòng)往基本控製器。而來自負荷程序的負荷設定點(diǎn)在送往基本控(kòng)製器前要受限製器的*低輸出限製(zhì)。如接通了(le)它們(men)中的一個,疊加的控製器以同一路徑作用並(bìng)超越負(fù)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。經過(guò)合肥二電廠儀控人員的消化吸收,對各係統也有了比較深(shēn)入的了解,在實際運行中(zhōng),經過不斷的完善,這些控製係統已更加**可靠(kào)。

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