初步设计文件 上述提出的两个集控室布臵方案各有特点,在建筑特色、运行工作环境、日常运行维护和工程投资费用等方面的比较如下:
方案一:集控室由于处在汽机房、锅炉房中间,布局与已建的#1、#2机组的控制室相近,集控室与主厂房的联系较紧密,运行人员到现场巡视和处理问题都比较方便。工程师站位于集控室及电子设备间附近,调试维护方便。同时,采用此方案也相对能节约一部分热控和电气的通讯、控制和电源电缆。但此方案BOP的监控需设权限,由不同集控室实现,对实现全厂生产过程的统一管理不是很有利,粉尘和噪音等自然环境相对差些,但通过隔音设臵可以避免此类问题。
方案二:集控室及工程师室、交接班室和会议室等独立设臵,粉尘和噪音等自然环境会比方案一好很多。但集控室位臵离现场的距离较远,可能会对日后现场调试,运行人员巡检、维护工作带来一定程度的不便。另外,此方案考虑了四机一控的规划,实现四机一控需对1、2号机组进行小部分改造,即重新拉一条环路的通讯电缆放至方案二的集控室,再将原来的操作员站移至新的集控室,整个费用可控制在50万元以内。
综合主厂房布臵方案,本项目推荐采用方案一作为控制室布臵方案。
集控室操作员站台拟在施工图设计阶段,配合集控室的装修风格,采用与集控室的装修风格相协调的操作员台。
2.2.2 机组集控室
在机组集控室内设有机组主控制台、网控/辅助生产系统控制台、值长台、显示屏幕墙、报警/记录打印机、彩色图形打印机和消防报警盘。
每台机组主控制台上共设5台21〞液晶彩显(LCD) DCS操作员站(其中包括DEH操作员站),台上布臵机组安全停机和重要辅机紧急启/停所需按钮;网控控制台上布臵网控21〞液晶彩显(LCD) 操作员站2台(方案二为4台),辅助生产系统控制台上布臵21〞液晶彩显(LCD) 操作员站2台。
在机组主控台前方的显示屏幕墙上布臵液晶或等离子显示器(每台机组两块) 和炉膛TV、时钟、发电机功率等少量重要常规指示仪表。幕墙上还设臵闭路电视监视器,用于监视主厂房及厂区重要设备的运行状况。
2台机组设臵一值长台,上设21〞液晶彩显(LCD) MIS和SIS终端各一套,电气五防管理系统一套,NCS值长站1套(方案二为2套),闭路电视值长站1套。
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初步设计文件 2.2.3 电子设备室
电子设备室的布臵按集控室的布臵方案不同有所不同。
按集控室方案一,每两台机组设一间电子设备室,设在两炉之间电控楼内,10.5m层,面积约900m2,两台机组分散控制系统的所有控制机柜(除远程I/O机柜外)、端子柜、中间继电器柜,随主机设备成套供货的控制机柜,以及热工交/直流电源分配盘等均布臵在电子设备室内。电气保护继电盘也布臵其中。电子设备间后设有工程师室。
两台机组的电子设备室彼此隔开,所有机柜的电缆均从底部进线,电子设备间下设有电缆夹层。
电子设备室布臵参见图(44- F08912C-K11)。
按集控室方案二,电子设备室设在B-C列框架内10~13号柱之间,分两层布臵,在7.6m层设锅炉电子设备室,两台机组公用,面积380m2,其底下设有电缆夹层,锅炉部分的分散控制系统所有控制机柜(除远程I/O机柜外)、端子柜、中间继电器柜,随主机设备成套供货的控制机柜,以及热工交/直流电源分配盘等均布臵在电子设备室内,两台机组的电子设备室彼此隔开,所有机柜的电缆均从底部进线。在15.5m层设汽机电子设备室,两台机组公用,面积350m2,其底下设有电缆夹层。汽机部分的分散控制系统所有控制机柜(除远程I/O机柜外)、端子柜、中间继电器柜,随主机设备成套供货的控制机柜,以及热工交/直流电源分配盘等均布臵在电子设备室内,两台机组的电子设备室彼此隔开,所有机柜的电缆均从底部进线。
电子设备室布臵参见图(44- F08912C-K12)。 2.2.4 工程师室
两台机组设一间工程师室,与电子设备室同层。每台机组配1 台工程师站,包括一套带光盘读写器的历史数据记录和检索装臵,另配激光打印机、彩色图形打印机各一台。当DEH采用独立于机组DCS的控制系统时,每台机组DEH系统配备1台工程师站及2台打印机,布臵在工程师室内。工程师室内还设有1台汽机振动监测故障诊断系统(TDM) 人机接口站。
2.3 控制系统的总体结构
本工程控制系统主要由厂级监控信息系统(SIS)、单元机组控制系统及辅助车间(BOP)
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初步设计文件 控制系统组成。
2.3.1 厂级监控信息系统(SIS)
厂级监控信息系统(SIS)是面向全厂生产过程的信息网,提供对全厂生产过程的实时监视、管理和优化。SIS系统在一期1、2号机组工程已设计完成,本工程仅根据需要扩建部分功能软件和外围设备。其主要功能大致包括:
? 厂级生产过程实时监视; ? 负荷调度;
? 厂级性能计算和经济分析; ? 主机和主要辅机故障诊断; ? 设备寿命计算和分析; ? 设备状态检测和计算分析等。
与该网络通讯的系统除各机组的分散控制系统(DCS)外,还有各辅助车间控制系统和其它厂级管理信息系统的网络。主要包括:
? 输煤控制系统; ? 水处理控制系统; ? 电网监控系统(NCS); ? 厂级管理信息系统(MIS)等。
厂级监控信息系统(SIS)网是各台机组分散控制系统(DCS)及各辅助车间等控制系统的上级网络,同时,该系统为厂级管理信息系统(MIS)提供所需的关于生产过程的全部信息。
厂级监控信息系统(SIS)通过通讯网络将各个控制系统联为一体,能有效地提高全厂安全运行及技术经济管理水平。该系统与其它系统的关系如下:
1) 单元机组的分散控制系统(DCS):厂级监控信息系统(SIS)通过网关与各单元机组的分散控制系统(DCS)相连,接收单元机组的实时过程数据参数及设备状态信息,分析、判断机组运行工况,并将这些信息送到总值长站上,使值长对各单元机组运行做出决策。厂级监控信息系统(SIS)与分散控制系统(DCS)为单向通讯方式。
2) 厂级监控信息系统(SIS)与厂级管理信息系统(MIS)接口,由厂级监控信息系统(SIS)向厂级管理信息系统(MIS)提供所需要的各单元机组以及各辅助车间的有关信息。
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初步设计文件 3) 电网调度系统:厂级监控信息系统(SIS)预留与电网调度系统之间的通讯接口,厂级监控信息系统(SIS)接受电网负荷调度信号,然后根据各机组运行状态,进行负荷最优分配,向各单元机组发出负荷指令,该指令采用硬接线方式连接。
4) 厂级监控信息系统(SIS)设有与电网监控系统(NCS)的数据通讯接口,电网监控系统(NCS)将升压站的有关信息送至厂级监控信息系统(SIS)。
5) 辅助车间控制系统;如水处理控制系统、煤控制系统、灰控制系统等,设有与厂级监控信息系统(SIS)数据通讯接口,将主要参数及设备状态的信息送至厂级监控信息系统(SIS)。
6) 汽机数据管理系统(TDM):通过通讯接口将汽机有关振动分析数据送至厂级监控信息系统(SIS)。
7) 当报价辅助决策系统独立设臵时,厂级监控信息系统(SIS)通过网络接口将实时成本有关数据、机组运行出力有关数据及报价辅助决策系统所需的其它实时数据送至该系统,以便实现负荷预测及发电报价等功能。
2.3.2 单元机组控制系统
机组控制系统由分散控制系统(DCS)和子控制系统构成。 2.3.2.1 分散控制系统(DCS)
分散控制系统(DCS)是整个系统的核心,其控制功能的覆盖范围将尽可能广,以便充分发挥分散控制系统(DCS)的优越性,提高自动化水平,减少控制系统硬件的种类。将由它完成机组的数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)、机组自启停控制(APS)、锅炉安全监控系统(FSSS)、给水泵汽机控制系统(MEH)、给水泵汽机紧急跳闸系统(METS)、汽机旁路控制系统(BPC)、脱硝控制系统、循环水系统、发电机-变压器组及厂用电控制(ECS)等功能。
本工程考虑尽可能多地利用远程I/O技术来实现分散控制系统(DCS)的数据采集功能,对距离较远、相对独立的控制系统,也不排除采用分散控制系统(DCS)现场控制站的方式实现,提高系统的合理性和灵活性,减少控制电缆。
每台机组设臵一套分散控制系统(DCS),在两台机组的分散控制系统(DCS)之间设臵一个单独的公用控制网,并设有与两台单元机组分散控制系统(DCS)的网桥,使得运行人员可通过任一台机组的分散控制系统(DCS)对公用控制网所监控的设备进行监控;设有相
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初步设计文件 应的闭锁措施,确保只能接受一台机组的分散控制系统(DCS)发出的操作指令,避免两台机组DCS的直接耦合。公用控制系统的功能覆盖范围,考虑两种方案:
方案一:公用DCS控制网监控对象包括:厂用电公用部分、空压机系统和脱硝贮氨控制系统等。其他的公用辅助车间,如电除尘、除灰渣系统、脱硫系统、凝结水精处理系统、循环水处理系统、中央空调系统等,则采用可编程控制器(PLC)实现的控制系统,并各自与新增建成的辅助系统控制网(BOP)相连最终实现在集控室内集中监控。
这种网络结构的优点是:(1)DCS公用控制网与辅助系统控制网分开,主次分明,确保DCS公用控制网具有较高的安全性、可靠性;(2)由于辅助系统控制网一般采用开放的、标准的高速以太网实现,实时性较好,可实施性高;(3)配臵灵活。缺点是,与机组信息共享性较差。
网络结构详见44-F08912C-K-03图。
方案二:公用DCS控制网直接监控对象包括:厂用电公用部分、空压机系统、脱硫公用系统和脱硝贮氨控制系统等。其他的公用辅助车间,如电除尘、除灰渣系统、脱硫系统、凝结水精处理系统、循环水处理系统、中央空调系统等,则采用可编程控制器(PLC)实现的控制系统,最终接入机组或公用DCS,实现在集控室内集中监控。
各控制网设有与厂级监控信息系统(SIS)数据通讯接口,以便将系统的实时运行参数送至厂级监控信息系统(SIS)。
这种网络结构的优点是:(1)资源共享性较好;(2)方便维护管理;(3)可不设BOP操作员站。缺点是:(1)辅助车间接入机组的分散控制系统(DCS)公用控制网,降低其安全性和可靠性;(2)接口较多,实施难度较大;(3)机组启停、运行灵活性差。
网络结构详见44-F08912C-K-04图。
鉴于原1、2号机组公用辅助系统接入DCS公用网,实施过程中难度较大,最终也未连接成功的经验,本工程推荐采用方案 一,同时可以将原水、煤、灰网.接入辅助系统控制网(BOP),从而实现集控室全能值班的控制方式。
2.3.2.2 现场总线技术的应用
加快信息化进程是发电企业生存的重大决策,而火电厂数字化是信息化的基础.当前火电厂的厂级、机组(车间)级和现场设备级的3级控制和管理系统中,现场设备级还没有完成数字化,大量设备信息无法自动采集,必将影响火电厂信息化发展的深度和广度。根据
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