600MW火电机组热控调研报告(2)

2018-12-08 19:05

不够完善,如引风机高、低速切换控制,再热汽温控制等,有待进一步完善。 3、扬州第二电厂

扬州第二电厂2X600MW机组是利用世界银行贷款建设的大型火电项目。热控DCS设备是德国西门子公司的TELEPERM--XP型产品(简称TXP),它是德国西门子公司新一代DCS系统,在国内尚数首家。热控就地设备均由机/炉岛承包商供应,全部为进口设备。 3.1 TXP系统功能

TXP系统完成CCS、SCS、BMS、DAS功能并与DEH、TSI有硬接线接口和通讯接口。各功能分别如下:

(1)DAS、画面共有机组概貌图1张和11个功能区共166个画面,棒状图及曲线有约250幅,满足了机组各工况下的运行要求。

(2)BMS、SCS包括成组控制4个、子组34个、备用联锁切换功能组20个。 (3)CCS包括协调、主汽温、给水、炉膛压力等控制回路共77套,144个执行机构。 (4)光字牌报警系统(电气:167点。热工:144点)整个DCS总点数7813点,包括电气1605点,热控6128点。

3.2 TXP系统的通讯网络分两层,均采用以太网,介质采用光导纤维,通讯速率为10Mbit/s,采用IEEE002.3标准的CSMA/CD协议。 3.3 TXP系统的特点

(1)基于国际标准的模块化系统结构不仅使TXP具有很高的经济性和可靠性,而且有利于电厂其他系统的扩展。此外,许多常规就地PLC的功能可以纳入DCS控制,实现了DCS一体化,优化了电厂运行/操作人员的配置。

(2)功能完备的人机接口,大屏幕技术的采用,可以通过CRT和大屏幕实现所有信

息的直接存取和设备的安全操作,取消了键盘,更符合人体工程学原理,提高了机组运行的自动化水平。

(3)标准的现场总线协议的使用,使得DCS的部分功能通过远程I/O站实现,提高了DCS的物理分散度。

(4)通过各种软件/硬件接口,实殃对就地DCS黑匣子设备的集中监控。 (5)提供主时钟及其与GPS(卫星定位系统)的通讯接口以及DCS与MIS系统的通讯接口。为电厂监控和管理功能的进一步护展提供了有产的空间。

(6)DCS的通讯系统采用了基午ISO/OSI国际标准的七层通讯协议,无论是和电厂总线或终端总线连接,都能够为外部系统提供开放式的通讯。

(7)通过MODEM与德国西门子总部专家组的热线连接,可提供及时的技术服务。 3.4 投产以来对系统的完善和改进

(1)扬州第二电厂DCS采用的西门子新一代TXP系统,在国内尚属首家。98年8月采用西门子控制系统的台州电厂由于控制系统死机造成严重的停机事故,引起了扬州第二电厂的高度重视,曾先后派人参加了收资和调研,并与西门子公司一起对扬二电厂DCS的配置进行了分析和研究,针对存在的问题对原系统进行了改进,如将SU、PU从Pg0,64M内存升级到PENTIUMl66、128M内存,增加了一对AP,同时在软件组态上注意两对PU的负荷平衡和AP的负荷平衡。从两台机组投产至今的情况来看,除发生一次SU硬盘损坏的故障外,基本工作正常。

(2)扬州二电厂在1998年确定控制要求时保留了一部分ON/OFF和M/A后备硬手操和光字牌。考虑到按常规方式将信号直接送到驱动级,许多设备将失去联锁条件的约束,在这种工况下操作极不安全,所以他们的后备硬手操是经过AP来实现的。同时采用了中央优先的授权方式,杜绝了人员就地误操作的可能性。运行实践证明,

后备硬手操几乎未使用,因此认为采用大屏幕作为辅助,可取消后备手操,只需保留部分重要的信号光字牌。

(3)电气量几乎全部纳入DCS进行控制和监视,这在国内也属首次。扬州二厂从电气倒送电开始在DCS上完成各种操作。电气进入DCS有一个渐进过程。电气从纯监视的600点发展到几乎全方位的监控,点数也增加到1685点。虽然DCS总费用增加了,但其它费用降低了。实践证明,各种操作、监视均很方便。 4、山东邹县电厂

邹县发电厂三期工程2×600MW机组热控DCS系统由美国西屋公司提供,采用WDPF-Ⅱ型分散控制系统,它是西层公司90年代初产品。控制系统主要包括DAS、CCS、SCS三大功能。DCS系统的控制功能主要由20对DPU和继电器柜实现,该系统的特点是系统功能的分配以控制对象为核心,实现对控制对象连续监视、模拟调节、顺序控制三位一体的整体控制。 4.1 网络结构

WDPF-Ⅱ分散控制系统由数据高速公路和挂在其上的各种\站\组成。数据高速公路(2Mb/s)每秒广播16000个离散控制点(模拟/数字),另外按需通讯16000个过程变量,系统总容量32000点(模拟/数字)。WDPF可提供同轴电缆或光导纤维的无源高速公路。同轴电缆高速公路可达6km;光导纤维高速公路可达40Kin,可支持254个站。MIS系统采用Ether-net,通讯速率10Mbps。WDPF-Ⅱ系统的基本结构如下:

4.2通讯结构

WDPF的通讯具有两种工作模式,一种为周期广播模式,它保证实时数据以0.1s或1s的周期实现更新;另一种为民主方式,是为满足随即请求需要,以站对站通讯方式实施的。周期广播方式:每lOOms、每个站(最多254个站)可使用一次数据高速公路,将过程数据、标记及状态上网广播。同时每个站可监听其他广播的过程数据,将与其有关的数据保存到共享内存。所有过程变量每秒至少广播一次,2Mb的速率使至少每秒更新16000个离散点,附加的16000点按需通讯;民主方式:每lOOms的前一部分用于周期广播方式,后面部分用于民主通讯,各站按令牌传送方式,在指派给它的时间片中获得发送或索取数据的权利。 4.3 组态方式

组态方法有三种,即标准LOOP图算法、标准梯形图和标准文本算法,标准LOOP图算法共30个,用于连接调节控制,每个DPU最多有100页LOOP图,每页LOOP图上可选择8种功能块;标准梯形图算法共70个,进行逻辑控制;标准文本算法共150个,进行复杂的逻辑运算。同时,还可应用西屋公司提供的非标准算法和根据特殊需要由用户设计算法进行组态。

4.4 冗余配置

DPU采取1:1冗余,冗余的部件包括:功能处理器、电源及DHC。 5、DCS选型推荐意见

这次调研因种种原因,我们仅对使用INFI-90的沙角C发电厂,使用WDPF-Ⅱ的邹县电厂和使用TELEPERM-XP的扬州二电厂进行了调研。

沙角C厂3台660MW机组和邹县电厂2台600MW机组使用的分散控制系统,分别是电厂建设承包商和炉、机主设备供应商成套供应的。扬州发电厂2台600MW机组使用TELEPERM-XP系统是因为在使用进行贷款进行国际招标中,西门子公司的这种分散控制系统当时的报价最低。

这三种分散控制系统都能完成对600MW火力发电机组的监控任务,以上三个厂的自动投入率都在97%以上。这三个厂的热控系统都运行得比较满意,一方面说明这三种分散控制系统性能和功能都不错,另一方面是因为炉、机主设备及辅机都是配套的进口设备,尤其是沙角C发电厂是国外公司承包的交钥匙工程。

三种分散控制系统有不少共同点,都是集中安装,现场控制站安装在电子间,都保留了一定数量的常规监视仪表和后备手续,三种系统的软件均未进行汉化,DAS系统的性能计算部分都未能很好投入运行,发挥其在经济运行方面的作用,三种系统都未能同时覆盖DAS、CCS、FSSST、DEH等功能。这可能是因为在设备制造和使用设计方面都基本上处于同一发展阶段的原因。

在调研过程中了解到,这三种系统在使用过程中都曾经死过机,但在采取一定措施后再未发生过。沙角C发电厂在投产初期,INFI-90系统曾死过机,后将挚操作站硬盘容量从230M提高到1G,内存容量由24M提高到56M,再未发生过死机。邹县发电厂在投产初期,WDPF-Ⅱ系统曾死过机,后将接地系统重新处理后再未死机。扬州

发电厂在调试阶段,TELEPERM-XP系统曾发生过操作站全部死机,分析原因是有一台SU单元的硬盘积灰损坏引起,经一些改进处理后运行一直正常。

三种系统也各有自己的特点。INFI-90的硬件和软件升级比较容易,新产品考虑了向下兼容的性能,沙角C厂为了防止该系统发生2000年问题,将其硬件和软件都进行了升级,硬件直接更换了有关卡件,操作系统软件更新了版本。其通讯为多环路结构,每台机组可使用一个环路,公用系统使用一个环路,环路之间可用桥路联接,这为多台机组分散控制系统之间的通讯提供了方便,并可实现多台机组使用一组公用的工程师站,同时具有很强的与外界接口的能力,提供了多种与MIS网的接口方案。三种系统比较而言,其软件组态是最方便的。在我国已投产的600MW火力发电机组中使用该系统的电厂也是最多的(见附录:国内已投产600MW机组热控DCS一览表)。我们调研过程中的感觉是,该厂的运行人员和热系统维护人员十分轻松。

WDPF-Ⅱ分散控制系统可以满足600MW火力发电机组监控的要求,软件透明度较好,这几年产品更新换代速度较快,功能越来越完善。

扬州二电厂使用的TELEPERM-XP系统,其突出的特点是使用了大屏幕等先进技术,这是分散控制系统的一种发展趋势。该厂还将电气控制纳入分散控制系统,取得了比较成功的经验。但其卡件不能带电扦拨,软件组态不方便有待改进。


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