[原创]1000MW级超超临界机组分散控制系统(DCS)的设计研究

娇子 · 发表于 2008-11-25 14:46:30

1000MW级超超临界机组分散控制系统(DCS)的设计研究<a href="http://film.eptchina.cn/">梁柏宏</a><p class="MsoNormalIndent" align="center" style="MARGIN: 0cm 0cm 7pt; LAYOUT-GRID-MODE: both; TEXT-INDENT: 0cm; LINE-HEIGHT: normal; TEXT-ALIGN: center; mso-char-indent-count: 0; mso-layout-grid-align: none;">（西北电力设计院，陕西西安，710075）摘要：本文对邹县电厂四期工程1000MW超超临界机组分散控制系统(DCS) 的设计进行了详尽的分析和介绍，总结了超超临界机组分散控制系统(DCS) 的设计经验。关键词：分散控制系统(DCS) ；配置；FF现场总线<a name="_Toc198977204">1 </a><a href="http://www.eptchina.cn/">工程概况</a>1.1 华电国际邹县发电厂四期工程为国内首批2X1000MW国产化超超临界燃煤机组。锅炉为东方锅炉（集团）生产的超超临界参数变压运行直流炉，旋流燃烧器，前后墙对冲布置，尾部双烟道，烟气挡板调节再热汽温，喷水减温调节过热汽温，一次中间再热、平衡通风，三分仓容克式回转空气预热器，刮板捞渣机连续固态排渣。锅炉最大连续蒸发量为3033t/h，过热蒸汽出口压力为26.25MPa，过热蒸汽出口温度为<chmetcnv wst="on" unitname="℃" sourcevalue="605" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0">605℃</chmetcnv>，再热蒸汽流量为2469t/h，再热蒸汽出口温度为<chmetcnv wst="on" unitname="℃" sourcevalue="603" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0">603℃</chmetcnv>。锅炉运行方式：带基本负荷并参与调峰。每台锅炉共设有48只旋流燃烧器，燃烧器分前后墙各3排，每排设8只燃烧器，每排燃烧器由同一台磨煤机供给煤粉。锅炉采用二级点火方式，高能电火花点火器—主油枪—煤粉燃烧器。1.2 制粉系统采用双进双出钢球磨正压直吹制粉系统，每台炉配6台双进双出钢球磨煤机，TRL工况燃烧设计煤种时，5台运行1台备用。1.3 给水系统采用单元制，系统采用2X3台50%容量的双列高压加热器。每列高加分别设给水大旁路。系统设2台50%容量的汽动给水泵，1台25%容量BMCR容量的电动启动/备用给水泵。1.4 汽机由东方汽轮机有限公司生产的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式、八级回热抽汽。汽轮机旁路为27%容量高压一级大旁路。循环水系统为单元制。<a name="_Toc198977205"></a><a href="http://bbs.eptchina.cn/index.asp">2 分散控制系统DCS的选型原则</a>2.1 分散控制系统DCS是控制机组安全运行的核心设备，其软件、硬件设备的可靠性，尤其是设备集成商对调节系统、控制逻辑的设计、组态能力是设备选型的重点因素，对此，邹县四期工程对分散控制系统DCS的选型确定如下原则：在国外应具有1000MW等级超超临界机组成熟的应用业绩；由具有业绩的国外设备供应商提供技术支持，并由技术支持方担任本项目的主要技术负责人，且有书面保证协议。2.2 通过招标确定采用西屋公司的OVATION控制系统，实践证明以上设备选型原则保证了工程的顺利实施。<a name="_Toc198977206"></a><a href="http://film.eptchina.cn/">3 分散控制系统DCS的功能</a>3.1 本工程分散控制系统（DCS）功能包括数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统(MCS)、炉膛安全监控系统(FSSS)、顺序控制系统（SCS，含电气控制）、循环水泵房、凝结水精处理系统、燃油泵房控制等。两台单元机组的控制分别由两套DCS实现，公共系统（凝结水再生系统、燃油泵房及空压机、厂用电源公用系统等）的控制由DCS公共系统实现。循环水泵房、燃油泵房、凝结水精处理系统分别采用远程I/O站控制方式，远程I/O柜与机组DCS间采用冗余光纤通讯连接。3.2 炉顶壁温、发电机本体温度及汽机轴封系统采用FF总线控制方式，FF总线柜与机组DCS间采用冗余光纤通讯连接。3.3 <a href="http://bbs.eptchina.cn/index.asp">模拟量控制系统（MCS）</a>能够满足机组启停、定/滑压运行和RUN BACK工况的所有要求，保证机组在不投油稳燃负荷至100%MCR负荷范围内，控制运行参数不超过允许值。协调控制包括协调控制方式，炉跟踪方式，机跟踪方式，手动控制方式等。3.4 SCS采用功能组级/功能子组级和设备级顺序控制，通过LCD和键盘发出启停指令，可以实现功能组级/功能子组级和设备级中所有设备的顺序启停控制。3.5 炉膛安全监控系统(FSSS)能够在锅炉正常工作和启动等各种运行方式下，连续地监视燃烧系统的参数和状态，并在出现任何危及锅炉安全运行的工况时，快速切断所有进入炉膛的燃料，以保证锅炉安全，避免事故发生或限制事故进一步扩大。3.6 数据采集系统（DAS）能够连续监视机组的各种运行参数，提供完整的报警信息，跳闸事件的顺序记录（SOE）、指定参数的定时制表，趋势记录及事故追忆打印等。跳闸事件的顺序记录（SOE）的设置均在同一控制器内完成。3.7 DCS与SIS系统通过专用的OPC接口站将DCS数据传送至SIS网络。3.8 DCS通过RS485口同DEH系统、电气网控系统及其他辅助系统进行通讯，主要信号采用硬接线。3.9 锅炉MCS、FSSS控制系统<chsdate wst="on" year="1899" month="12" day="30" islunardate="False" isrocdate="False">3.9.1</chsdate>
锅炉主要MCS控制系统包括：l     启动控制系统--保持在机组启动/停止时流过水冷壁的流量为25%MCR。包括锅炉循环水控制（360阀）和汽水分离器储水箱液位控制(361 阀)2个控制回路。l     给水流量控制—控制锅炉蒸发量l     水燃比控制—控制主蒸汽温度l     主蒸汽压力控制--汽机高压旁路阀关闭后，水－燃料比主控完成压力控制直到直流状态。l     主汽温控制l     再热汽温控制l     风量控制l     炉膛压力控制l     磨煤机控制l     燃油流量控制<chsdate wst="on" year="1899" month="12" day="30" islunardate="False" isrocdate="False">3.9.2</chsdate>
锅炉FSSS控制系统主要包括：l     油//煤燃烧器点火逻辑l     油//煤燃烧器火焰监测l     MFT挑闸逻辑—如主蒸汽压力高、给水流量低、临界火焰丧失（1/4燃烧器熄火）、再热器保护等<chsdate wst="on" year="1899" month="12" day="30" islunardate="False" isrocdate="False">3.9.3</chsdate>  DCS根据锅炉厂提供的锅炉MCS/FSSS控制要求，完成控制系统的组态，实际运行情况良好。<a name="_Toc198977207"></a><a href="http://www.eptchina.cn/html/meterial/">

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

作者简介：梁柏宏，男，1970年1月生，本科，高级工程师。现就职于西北电力设计院，自动化专业主任工程师。1993年毕业于东北电力学院生产过程自动化专业，同年进入西北电力设计院，从事热工自动化设计工作。作为专业主设人从事过华电国际邹县发电厂四期（2X1000MW机组）工程、安徽铜陵发电厂（2X1000MW机组）工程，宁夏中宁电厂（2X330MW机组）扩建工程、宁夏灵武电厂（2X600MW机组）工程、河津电厂二期（2X300MW机组）工程等设计工作。