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      分散控制系統在電廠熱控系統中的應用

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      分散控制系統在電廠熱控系統中的應用

      所謂的分散控制系統就是在計算機技術以及自動化技術發展的基礎上得來的,而且這一系統在實際的應用中,價格也在不斷的降低,并且安全性能也逐漸得到了提高。另外,在分散控制系統快速發展應用的過程中,機組的控制水平也在逐漸的提升,這就使得電廠熱控系統改造有據可依,從而可以使得電廠熱控系統的運行效率可以進一步得到提高。最近幾年,我國已經在多個區域的電廠熱控系統改造中,試點應用了分散控制系統,并且達到了理想的效果。下面本文就主要針對分散控制系統在電廠熱控系統改造中的應用進行深入的分析。

      1工程概況

      某電廠投產了兩臺額定容量為300MW的機組,這兩臺機組進行了一定的改造,而改造工作主要是由機械部以及電力部負責。在完成改造后,這兩臺機組重新投入到生產中。在電廠中,設置了兩臺主機,這兩臺主機均來自于同一生產廠家,而且鍋爐選用的是循環汽包鍋爐,在該鍋爐中,也設置了較為先進的中儲式鋼球磨制粉系統。而在兩臺主機中的汽輪機,則是采用的雙缸雙排汽凝氣式汽輪機,并且配以旁路控制系統來對保障汽輪機發電機組運行的質量和效率。在該兩臺機組中所配置的熱工控制系統主要組成是自動監視、控制部分,熱工保護裝置及后備硬手操。每一臺機組都單獨成一體,并不互相限制也不互相影響,每個機組之間進行連接和通訊主要是利用硬接線來進行信號的傳遞,熱工控制系統上,設置有多個接口,每個接口均較為復雜,無法使得AGC功能的效用得以良好的發揮。而且該系統還受到控制系統的約束,無法使得機組的功能得到有效的發揮,這樣就使得機組的自動化水平無法得到有效的提高,同時在競價上網中,也不具備競爭優勢。就上述兩臺機組來說,其熱控系統只有經過全面性的改造,才能夠保障機組可以正常的運行。而在針對熱控系統進行改造的過程中,合理的應用了分散控制系統,該系統在實際的應用中,能夠對各個系統組件都形成有效的功能覆蓋,從而使得DCS系統能夠實現對各個子系統的控制,從而保障熱控系統運行的穩定性和安全性。

      2系統配置

      該電廠的機組DCS系統中,總共配置了多個單元控制系統,同時還有兩個工程師站以及一個歷史數據站等。在DCS系統中,節點數總共有35個,將這些節點統一安設在數據高速通道上,就能夠實現對各種數據信息的有效傳遞,從而使得信息實現高度的共享。而在所連接的節點中,有9個節點是與信息高速通道相連接,利用信息高速通道,就可以針對文件信息進行快速傳輸。在對電廠熱控系統實施改造的過程中,合理的應用DCS系統,將這一系統作為微處理器進行使用,從而實現了功能的有效分配以及控制系統的分級應用等。在DCS系統中,每個子系統都是單獨存在的,每個子系統之間不會相互干擾,利用數據高速通道實現相關數據信息的共享。這些子系統的主要功能就是進行控制、保護以及監視等。相關的人員利用子系統來對單元機組的運行狀況進行監控,并對監控中所獲得的數據信息進行詳盡的記錄。在DCS系統中,最為關鍵的配置就是冗余配置,該冗余配置主要包括單元項目就是控制器、網絡接口以及相關的模件等,在DCS系統保持正常運行的狀態下,相關的設備只需要運作一臺就可以,而另外一臺則主要是當做備用。而當運行的設備出現故障的時候,則備用設備就可以自動的替代運行。保障系統運作的順暢性。而相關的冗余配置還包括通訊網以及街口站。這兩者在應用的過程中,都需要進行配套設備的支持,以保障兩者可以正常的進行相關功能的發揮。

      3控制系統功能

      3.1數據采集系統(DAS)。

      DAS的主要功能為對過程變量的掃描和處理,系統連續地采集全部模擬量、開關量、脈沖量等輸入信息,并進行輸人信號的正確性判斷、數字濾波、非線性修正、參數補償、二次參數計算、單位變換、開關量接點有效性檢查及脈沖量累計等處理,對機組啟/停、正常運行、事故處理進行監視。

      3.2協調控制系統(CCS)。

      CCS包括如下調節回路:(1)單元機組協調控制系統,(2)主汽壓力控制系統,(3)引風控制系統,(4)送風控制系統等。

      3.3汽輪機控制系統(DEH、MEH)。

      DEH系統的功能包括:汽機掛閘、升速、同期、并網帶負荷,正常運行負荷控制及保護功能。從而實現汽機從盤車開始到帶滿負荷及正常運行的監視與控制。MEH系統的功能包括:控制給水泵汽輪機的啟停,轉速調節,正常運行狀態監視.超速保護等,主要用于大范圍控制鍋爐給水泵轉速,從而來實現鍋爐給水流量的自動控制。

      4控制系統特點

      4.1系統硬件軟件一體化。

      在電廠熱控系統改造中,合理的應用DCS,能夠有效的保障熱工控制系統實現一體化。在系統中,可以有效的應用相關硬件設備以及軟件設備。使得系統單元可以得到有效的分散處理,保障卡件可以得到有效的應用。在對DCS進行應用的時候,可以使得電廠熱控系統中的卡件應用種類得到有效的控制,減少卡件應用的復雜性,這樣能夠有效減少卡件的使用量,同時也能夠減少備件的數量,從而減少日常維護的成本費用。

      4.2一體化的雙網結構。

      各子系統的DPU和人機接口站(MMI)均掛在同一條數據高速通道上,進行實時數據傳輸,同時MMI站由信息高速通道相連進行文件傳輸。系統采用分布式全局數據庫,各系統的I/O測點及中間計算值相互透明,可全局共享,系統之間不存在通訊接口和通訊瓶頸。一體化的網絡結構使系統資源充分共享,各系統均可利用系統提供的歷史數據記錄站(HSU)進行歷史存儲和報表打印。充分體現了DCS系統分散控制,集中監控的特點。數據的共享也減少了一次元件及電纜數量,降低了工程投資和日常維護量。

      4.3智能化的漢化界面。

      漢化的操作系統及應用系統界面,有助于運行人員掌握和操作。操作員站界面不僅僅用于工藝流程的監控,還為運行人員根據機組啟停的不同階段在線提供操作指導,能在線顯示設備的啟停條件、連鎖條件和設備跳閘、故障和操作失敗等信息,綜合提示主要輔機跳閘、設備失電、控制回路切手動等信息,方便運行人員及時發現異常工況。

      5結束語

      總之,分散控制系統在電廠熱控系統改造中的應用,實現了爐機電作為一個整體對象進行控制,自動化控制水平和控制精度均大有提高,實現了AGC功能,使機組處于最佳運行工況,降低了煤耗,滿足了“廠網分開,競價上網”的要求;達到了減人增效,刨一流發電廠的目的。

      作者:韓河濱 單位:中國能源建設集團黑龍江省火電第一工程有限公司

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