3.5.5 电气二次控制保护系统、直流系统
(1)电气综合自动化控制系统
根据余热电站的技术特点,电气系统拟采用综合自动化控制系统,他们统一布置在汽机房控制室内,其旁边为电气电子设备间。
电气电子设备间主要布置有微机综合保护测控柜(站用变、发电机、10kV线路、)、同期屏、自动励磁屏、直流控制系统(充电馈线屏、电池屏)等设备。
发电机保护主要设差动、复合电压过流保护、过负荷保护、发电机失磁保护、发电机定子接地保护(零序电压、零序电流)、发电机过电压保护、发电机转子一点接地、两点接地保护、TV断线判别、发电机逆功率保护、低频保护、负序过流保护。
同期设手动同期和自动准同期装置。
线路保护和变压器保护装置满足基本保护功能。 (2)直流系统
余热电站直流系统配置直流控制装置1套,主要包括智能开关电源充电屏、电池屏,系统采用智能化设计,整个充电过程完全自动化、智能化,可根据电池状态自动选择充电模式,使系统一直处于最佳工作状态,蓄电池组采用铅酸全免维护蓄电池一套。 3.5.6 主要电气设备材料选型
10.5kV站用高压柜选用KYN28A-12型户内交流金属铠装中置式开关柜。
380/220V低压配电设备采用封闭式固定结构,电机控制采用改进型的GCS抽屉式低压开关柜,能安装1/2E抽屉;
保护屏、控制屏、直流屏等均选用标准产品。 站用变压器选用环氧树脂浇灌干式变压器。
电缆:中压10kV电缆选用YJV-10kV型铜芯交联聚乙烯绝缘电力电缆,低压电缆选用YJV-0.6/1kV型铜芯聚氯乙烯电力电缆,控制电缆选用KVV-0.5kV、KVVP-0.5kV、DJYPVP型聚氯乙烯绝缘控制电缆。
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3.5.7 电气照明
正常照明:
电站的正常照明电源引自站用电屏,电源为三相四线制,电压为380/220V。主要车间照明一律采用均匀照明和局部照明相结合,均匀照明为主,局部照明为辅。
主厂房的照明电源,采用白炽灯与高压汞灯混合配光。控制室、值班室、配电室等的照明电源均为荧光灯,局部设安全照明,在控制室、汽轮机房等重要场所均设有事故照明灯;所有办公场所,控制室、值班室、配电室等均按规定配备空调电源。
在某些金属设备内检修要采用安全照明电压12VAC,照明灯具接至局部照明变压器220V/36-24-12V二次侧,灯具采用手提安全灯。 3.5.8 防雷接地系统
本项目生产线上高度大于15米的建筑物、构筑物均设防雷保护,防雷装置的引下线和接地体符合《建筑防雷设计规范》。
发电机中性点、10/6kV线路高压柜、10/6kV站用电母线均装设专用避雷器,用以防止雷电过电压及操作过电压。
利用建筑物基础内配筋及人工接地体组成接地网,减少投资。 强电、弱电、防雷接地等采用公用接地系统,总接地电阻≤1Ω。
所有电气设备的外壳及其金属构件、支架等均应可靠接地,接地电阻达到国标要求。电站电气接地网应与该厂接地网实现连接。
3.6 热工控制
3.6.1 系统规模
本项目一套三炉一机玻璃余热发电机组,装机6MW,机组型式为抽汽凝汽式。 3.6.2 热工自动化水平及控制室布置
3.6.2.1热工自动化水平
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(1)总体热工自动化水平
本工程采用技术先进、性能可靠的集散型控制系统(DCS),对机、炉系统的启动、停机、运行进行集中监控和管理。仪表和控制系统用以保证机组的安全、可靠、经济运行。以DCS为控制中心的控制系统将在各种运行工况下,完成主辅机的参数控制、回路调节、联锁保护、顺序控制、显示报警、打印记录、分析计算等。
全厂设一个集中控制室,对机、炉、电系统实现集中监视和控制。监视和控制机组的手段是操作员站上的屏幕显示器和操作键盘/鼠标。为了安全稳妥、万无一失,还考虑了当“DCS”故障时的紧急措施,即保留部分硬接线方式的操作手段 :紧急停机、事故放水、汽机交、直流油泵启动按钮,发电机出口断路器跳闸按钮,灭磁开关跳闸按钮等,以确保在DCS系统故障时的安全停机。
控制系统的总体方案为:全厂设置两套DCS网络。DCS网络覆盖的范围如下: ?锅炉控制 ?汽机控制
?公用系统控制(包括:除氧给水系统等) (2)机组热工自动化水平
机组DCS系统包括数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)等各项控制功能,是一套软硬件一体化的完成全套机组各项控制功能的完善的控制系统。
机组DCS系统的基本功能包括:数据采集系统、模拟量控制、顺序控制功能和主辅机连锁保护功能。
自动化系统满足下列运行工况要求: ?机组的启动、停运 ?机组正常运行的监视和控制
?机组运行异常和事故工况的监视和控制 ?高质量地响应电网负荷变化的要求
对以上工况的处理,只需运行人员在控制室内给予少量的干预就能完成。而且这种干预可根据LCD显示器上提供的操作指导来进行。
(3)辅助车间及公用系统的热工自动化水平
各辅助系统(化学补给水处理系统、综合水泵房、循环水泵等)采用就地控制。
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3.6.2.2控制室布置
控制室位于汽轮发电机房机炉运转层,标高为7.0m,集控室的具体布置见平面布置图。
控制室内布置操作员站、DCS机柜及DEH机柜,设单独的电子设备间和工程师站。操作台及台上按钮设计如下:操作台从左到右依次为锅炉操作台、汽机操作台、电气操作台。其中锅炉操作台各布置两个按钮用于汽包放水和过热器放汽、汽机操作台各布置四个按钮操作台用于启交直流油泵和紧急停机、电气操作台上布置4个按钮用于电气紧急操作。
操作台左侧布置机炉辅助盘,盘上镶有DEH操作面板、锅炉电接点水位计。汽包水位电视监视器吊装于操作台前。
集中控制室、电子设备间的正下方是电缆夹层,其面积与集中控制室、电子设备间的面积相同。
3.6.2.3控制系统的总体结构 (1)原则
分散控制系统的总体结构按下述原则构成。 ?保证电站的高利用率
?实现电站运行的集中监视和控制功能分散,以提高效率和减少误操作。 ?采用具有开放性与通用性的支持软件和通讯接口,通过友好的人机界面,构成可靠、精确、安全的系统。
?系统的总体技术性能指标高,但对系统所处的环境要求尽可能低。 (2)总体结构
?实现全LCD监控,控制台区仅留少量机组紧急停运的控制设备。
?采用自治分层的结构,各层或各级之间通过双环路或双总线,根据相应的通讯协议进行信息交换和传送。
?各操作员站均为全功能型。通过设置密码给各操作员站不同的操作权限,保证操作安全。
3.6.2.4控制系统的可靠性 保证控制系统可靠性的措施
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分散控制系统中通讯、网络接口、控制器的DPU均采用冗余配置。 设计有完善的自诊断功能。
电源系统采用冗余供电方式,其中一路为UPS。 主要控制设备的可靠性指标: 分散控制系统(包括软、硬件) 数据采集(DAS) MTBF>8600H 可用率>99.9%(考核时间为90天)
由于本工程主系统和辅助系统不设常规监控设备,运行人员与工艺系统的界面是LCD操作员站,要求现场仪表和控制设备能准确的反映系统运行情况,及时可靠地执行控制系统的控制指令以保证机组的安全、经济、稳定运行。为此,分散控制系统(DCS)建议选用具有成熟经验、性能良好、质量可靠的产品。变送器建议选用川仪引进技术生产的EJA系列。 3.6.3 热工自动化功能
3.6.3.1机炉系统DCS功能: 数据采集系统(DAS)
DAS系统是机组安全运行的主要手段,具有高度的可靠性和实时响应能力,能够连续监视机组的各种运行参数,提供完整的报警信息,对所有输入信号进行处理。其主要功能如下:
显示功能:包括操作显示、标准画面显示(如成组显示、棒状图显示、趋势显示、报警显示等)、模拟图显示、系统显示、帮助显示等。
记录显示:包括定期记录、运行人员操作记录、事故顺序记录(SOE)、事故追忆记录、设备运行记录等。
历史数据存储和检索。
性能计算:提供在线计算能力,计算发电机组及辅机的各种效率及性能参数,计算值及中间计算值应有打印记录,并能在LCD上显示。
模拟量控制系统(MCS) 主要包括:
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