600MW火电机组热控调研报告
发表时间:2004-8-31
作者：葛智平 摘要：
1、概述
随着我国电力工业不断向大容易、高参数、高自动化时期的发展，600MW级火电机组已经成为我国火电的发展方向，并即将成为电网的主力机组。
甘肃位于陕、甘、宁、青电网的中心，在电网中有着十分重要的作用。而我省又是一个少油多煤的省份，因此未来几年发展600MW级火电机组有着深远的意义。 作为大型火电机组的中枢系统--热控系统的设备选型，直接关系到机组的自动化水平和将来设备安全、经济运行水平的高低，有着举足轻重的地位。三月五日至三月二十日，我们先后对广东沙角C电厂、江苏扬州第二热电厂和山东邹县电厂进行了调研和收资，详细地了解了已投产的600MW机组热控设备的软件、硬件以及目前设备的运
行情况，为600MW机组热控设备的选型取得了第一手资料，希望能够为我省今后建设600MW机组的热控设备选型提供一点参考。 2、沙角C电厂 2.1 机组概况
广东沙角C电厂位于东莞市虎门镇，装机容量3×600MW。它是引进国外全套发电备，采用国际上通用的工程总承包交钥匙工程方式进行建设。由英国、法国GEC-AL-STHOM公司、美国ABB--CE公司和香港滑摸工程公司组成总承包集团，按照总承包的规定按时、按质、按量完成电厂的设计、设备制造、运输、施工安装、调试并投入商业运行。
2.2 热控设备配置情况
2.2.1 沙角C电厂采用了\三机一控\集中控制方式，三台机组共用一个集控室。运行监视和操作主要依靠分散控制系统的人机接口--OIS站，后备屏上只保留重要辅机的起停操作按钮、少量记录仪和报警光字牌。集控室定员8人，其中每台机组2人，值长及助理各1名。
整个集控室布置非常紧凑。每台机组配置了3个OIS操作台、3个OIC操作台和1个电调触摸式操作台，7个操作台呈弧形排列。后备屏装在操作台后方，尺寸与7个操作台整体尺寸相当。与传统控制屏相比，尺寸大为缩小，其功能也大大减弱。除了三台机组的操作台和后备屏外，集控室还配置了2个值长用OIS操作台，以监视和控制3台机组的一些公用设备，如循环水系统、压缩空气系统等等。所有OIS、OIC操作台及操作员打印机通过以太网(ETHERNET)联在一起，互为冗余，互为备用。 2.2.2 控制系统
所用控制系统以BAILEY公司的INFI-90微机分散控制系统为核心，该系统通过串行口或硬接线与CE公司的FSSS锅炉安全监控系统、法国EGT公司提供的汽轮机保护与功频电液调节系统CROREC助车间的可编程控制系统联成整体，以实现对整个电厂的监视和控制。 2.2.3 系统结构
INFI--90分散控制系统采用了多环路结构方式，其中每台机组一个环，循环水、化水等辅助车间、厂用电等公用系统及工程师站菜用一个环。四个环路通过桥路接口联成一个整体。如下图：
2.2.4 辅助控制
在辅助车间控制方面，普遍采用了美国ALLEN-BRADLEY公司提供的可编程序控制器实现顺序控制。如锅炉灰渣系统、化学除盐及预处理系统和循环水泵控制用的PLC--5系统的可编程序控制器，空气预热器间隙调整控制器PLC一2，空气压缩机房、废水处理厂、循环水旋转滤网反冲洗控制用的SLC一500系统控制器，锅炉吹灰程序控制系统由美国copes-Vuleum公司提供的PLC系统等。这些可交程序控制器的使用，最大限度地实现了辅助车间的过程自动化。
2.2.5 数据采集，除通过DCS系统的各个PCU站进行分散采集之外，还采取了对大部分温度点以调制一解调方式进行了大量采集，该系统是英国Rotork公司的KMX系统。
此外，还选用了不同国家、不同厂商、不同型号的执行机构、行程开关、压力开关和温度开关。执行机构方面，调节阀执行机构选用气动型，但风机导叶调节及其他执持机构一般采用电动驱动。 2.3 1NFI--90分散控制系统特点
2.3.1 1NFI一90分散控制系统主要由过程控制单元(PCU)、操作员控制站(OIS／OIC)、工程师工作站(EWS)、机组性能计算站(PCS)及串行高速数据通道构成。 所有的OIS、OIC通过以太网连接起来，互为冗余、互为备用。以太网上挂报警打印机，OIS上挂磁带机或可读写光驱以记录历史数据。事故记录系统挂在串行高速数据通道上，可记录160组，每组1000个事件，时间分辨率为lms。
2.3.2 过程控制单元(PCU)主要由功能模件柜(A柜)、端子模件柜(B柜)、端子接线柜(C柜)以及相应的模件安装单元、摸件、电源、通讯接口组成。这种三柜布置方式，将热控系统和现场有效地隔离开来，减少了干扰。同时功能层次较分明，便于系统维护。
2.3.3 通讯网络方面，INFI--90系统采用多层次分级通讯分步结构，分别为子模件通讯总结、主模件通讯总结和工厂通讯通道。
子模件通讯总线：总线型结构，负责处理子模件与主模件之间的通讯，采用并行查询通讯方式，冗余设置，通讯速率为0.5MB／s。
主模件通讯总线：总线型结构，处理CPU内部主模件之间的通讯，采用自由竞争通讯方式，冗余设置，通讯速率。为1MB／s。
工厂通讯通道(1NFI--NET)：环路型结构，负责PCU之间的通讯，冗余设置，采用储存转发式串行通讯方式，通讯速率为1MB／s。
2.3.4 工程师工作站挂在公用环上，为三台机组所共用，配置有四个486DX-33Hz终端。主要用来进行系统组态、参数整定、硬件诊断、故障查找和文本编辑打印等，是系统维护的中心。
2.3.5 1NFI-90系统普遍采用了四个环路，可处理近20000个过程点，规模庞大，功能完备。除实现主要调节参数的自动调节功能外，还担负着电厂主辅机的数据采集、
集中监控、报警打印、联锁保护、顺序控制、历史数据存取、机组性能计算等功能。 2.3.6 1NFI-90系统普遍采用冗余化设置，以提高系统的可靠性。无论是通讯通道、功能主模件，还是操作员站、报警打印机，都普遍采用冗余化设置。主通道故障时，后备通道可及时承担起信号处理和过程控制的任务，从而实现了很高的系统可用率。 2.3.7 1NFI-90系统由于采用了多层通讯结构，功能分散灵活，设备故障危险小。过程控制单元、主模件等硬件设备的硬件组态相当灵活。一个机柜可以由一个或多个PCU，PCU的规模也很灵活。在实际系统中，一个PCU最多只带4个MFP，一对MFP最多只控制4个对象，从而将设备故障造成的危险减到最低限度。
2.3.8 1NFI-90系统的操作台采用了多窗口技术，每个操作台可开设8个窗口，运行中可以同时监视多个系统的过程信息，提高了监视操作的效率。
2.3.9 1NFI-90系统采用功能码和图形库作为编程单元，软件组态直观、规范、灵活。利用工程师站的文本图形编辑软件，可以方便地进行PCU控制策略和OIS过程画面的组态。200余种的MFP组态功能码，使得控制方案的选拔相当广泛。此外，系统还可以在OIS上进行组态和修改。 2.4 运行情况和存在的问题
电厂投产以来，INFIx90分散控制系统总的来看还是满意的。系统的在线可维护性很强，未发生过由于INFI一90系统故障导致跳机的现象。自动、联锁、保护、程控系统的投运都正常。其中自动投人率在97%以上，实现了机炉协调控制。还可以实现电网控制机组负荷AGC。从运行实践来看，存在如下问题：
(1)OIS死机。该问题较为严重，当OIS／OIC接口操作较多时，该接口响应速度会愈来愈慢，直至死机，估计和OIS／OIC性能有关。经改造处理后恢复正常。 (2)控制软件设计采用厂家标准，又无有效的说明手册，理解困难。有些控制设计