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[技术]盘山发电厂2号机组DCS系统的特点

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文章出处:天津盘山发电厂 [2007/4/4 1]
责任编辑:上仪营销中心技术部
作者:杨仲达
       盘山发电厂安装有2台从俄罗斯进口的500MW超临界燃煤直流机组,分别于199627日和1996515日正式投入商业运行。改造前,热工控制设备仅相当于我国70年代组装仪表时的水平,有些功能由于设备落后一直未能投入运行,如汽轮机的电液调节系统,锅炉油枪的程控系统等,而且设备量庞大,仅热工控制设备盘柜一台机组将近800面,故障环节多,每年需要投入大量的人力、物力进行维护。1998年初,经过招标,选中了国际上先进的日立公司HIACS5000 DCS系统,并利用大修时机,对2号机组热工控制设备进行彻底地改造,由盘山发电厂,华北电力科学研究院热控中心,北京日立华胜公司三家共同承担起艰巨的改造任务。改造工作从1999210日开始,经过历时115天的奋战,完成抽出旧电缆170 km,另敷设新电缆150 km,拆除旧盘柜190面,改造旧盘柜200多面,安装新盘柜60多面,现场IO点超过7 400点,并配套对现场变送器、执行机构、调节阀门等进行了同步改造,于199964日正式并网发电,并取得了DCS系统运行后未造成一次机组非停的良好成绩,DCS系统安全记录累计已超过120天。
  DCS系统的改造范围包括:MCSSCSBMSDASDEH五个功能,其与现场的信号接口有以下几种:
AI
 05 mA420 mA

AO 05 mA420 mA

RTD Pt100Cu50
TC
 K型;
DI
 220 VAC220 VDC,查询电压48 VDC
DO
 220 VAC220VDC24 VAC

PI 本特利涡流探头、南工涡流探头等,信号为转速脉冲信号。
  HIACS5000系统的网络结构分为系统级和机组级,系统级为10 Mbps的令牌网,每个网段的节点数最多为32个,机组级采用10 Mbps总线以太网,每个DPU内的CPU主模件和IO子模件采用背板总线,主频为75 MHz,盘电的HIACS5000系统的网络配置的示意图如图1

盘电HIACS5000应用软件设计特点如下:

  (1)对于MCSSCSBMSDEH等控制站,应用软件的控制策略原则上尊重俄罗斯原设计,并且对控制系统的IO信号实行功能自  治,不同网段间的保护信号采用硬接线和网上传输两种方式并存。

  (2DAS系统尽可能采用信息共享原则,如果控制中有相同测点,DAS系统中不另设新点。

  (3)取消温度巡测仪,将锅炉过热器壁温、发电机、变压器及电动机的定子绕组温度和铁心温度等全部直接进入DAS系统,盘山发电厂2号机组此类测点约1 100个。

  (4)热工保护全部采用23逻辑或22逻辑双通道设计,热工保护全部由DCS系统实现。

  (5)对事故停机的操作设备等,如汽机直流油泵、锅炉电磁安全门等,专门设计有独立的盘装开关,可以不经过DCS而直接操作被控对象,以保证DCS出现重大故障的情况下安全操作的可靠性。  

  (6DEH采用电液并存的控制方式,并取得了实际的设计经验和运行经验。电液并存就是液调的调节作用和电液转换器的调节作用共同作用于液压系统的中间滑阀,中间滑阀的输出量是这两个量的代数和。

  我们在DEH系统的同步器各回路中设置了一个死区,汽机调速系统在小偏差时由电液转换器完成变动的调节任务,在大偏差时才由电液转换器和同步器共同完成变动的调节任务。这样的控制方式使该系统得到如下的工作方式:DEH系统通过同步器使液调系统起基本的调节作用,通过电液转换器起频繁变动的调节作用。不但使该系统具有较小的迟缓率,而且又减少了频繁变动同步器造成的磨损。

  当电液转换器故障时,液调系统可以自动或人为切到同步器控制方式,在电气控制回路中可实现跟踪和无扰切换。

  (7)在改造工作中首次成功地推广了大屏幕技术。采用284英寸(2134 cm)大屏幕,CRT三色背投式投影仪。大屏幕在机组启停和试验过程中显示了突出的优点:灵活、直观、分辨率高、界面友好。可以将与试验有关的参数、画面、或趋势
组态在大屏幕上,也可以采用四分图画面,将机组的轴振、瓦振或胀差组合在大屏幕上,非常方便,由用户任意组态。盘山发电厂的改造实践充分证明了大屏幕技术完全可以取代常规的盘装仪表,是今后热工集中监视盘装设备的发展方向。

  (8DAS系统除常规的管理功能外,还充分考虑设备深层次管理的需要,为现在的应用和将来的应用留有开发的余地。例如针对现在的深层次的管理有以下应用:

  A:机组的预计负荷趋势和实时负荷趋势,并将其做在同一幅画面上,可以实时比较。

  B:机组不同工况下的标准启动趋势和实际启动趋势。16条趋势将做在同一幅画面上,可以实时比较,使运行人员的操作水平可以不断地进行自我评价。

  C:运行人员的操作随时由DCS系统自动记录在案,可以对异常的分析提供可靠的材料。

  D:设计有热工自动、热工保护、首出因素记忆以及报警明细等专用画面,为上述功能的管理提供了极大的方便。

  E:对炉膛压力越限,对锅炉过热器金属温度超温等设计有计时钟,并制成班报表,可以跟踪考核,提高了设备的安全管理水平。

  F:对机组安全门设计有专门画面,随时可了解安全门是否有泄漏情况发生或安全门是否动作。

  G:设计有机组转动机械运转时间的累计功能,可以为这部分设备的计划检修提供必要的信息。

  H:设计有MIS接口,通过路由器实现。将DCS有关信息传递到全厂MIS系统中,从MIS系统可以进一步开发出全厂一次系统的设备计划检修和状态检修的信息画面,可以开发出实时成本电价预测系统等,使DCS的资源进一步得到发掘和应用。

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