进口发电机组热工控制系统改造技术--电力_调研报告

摘　要：巴蜀江油电厂引进法国330 mw火力发电机组热工控制系统控制程序不透明，故障诊断能力差，控制组态修改困难，近年来系统故障导致机组跳闸一直困扰着机组安全经济运行，为此在dcs技术改造工程中采用了abb贝利公司的symphony分散控制系统代替原法国控制系统，从而解决了火电机组运行可靠性问题。　　关键词：dcs；改造技术；火力发电机组　　巴蜀江油电厂2×330 mw机组是法国alstom公司成套提供的亚临界中间再热汽轮发电机组。该机组于1991年11月29日并网运行，至2002年底，累计运行63 922．61 h，累计发电1 804 734．xxxxkw．h，为四川经济发展作出了突出贡献。电厂热工控制系统采用方法随机组配套20世纪80年代初的t20系列数字控制系统，主要包括计算机数据监视系统centralog、逻辑控制系统controbloc、模拟量控制系统micro－z、汽机控制系统microrec等四个子系统。控制系统能以自动方式完成从锅炉吹扫、点火至汽机冲转、并网、带负荷运行全过程控制和监视。机组运行12年来，控制系统逐渐暴露出诸多问题：控制程序不透明，部分系统故障诊断能力差，修改控制组态困难；核心备品配件长期依靠进口，价格昂贵且采购周期长，alstom公司已明确将逐步淘汰该系统。尤其是近几年来，汽机控制系统、模拟量控制系统频繁出现故障，造成机组多次跳闸事故，使厂330mw机组安全、经济运行受到严重威胁。因此，决定对32号机组原有的法国控制系统进行全面改造。改造工程采用了abb贝利公司的symphony分散控制系统，该系统与贝利公司infi－90 open系统兼容，无论软、硬件及运行管理等方面都具有成熟的经验，而且进一步发扬了dcs控制器物理位置分散、控制控能分散、管理功能集中等优点，并且借助当今世界先进的微处理器技术、高速通讯技术、先进和现代控制技术，形成更加完善的、先进的、可靠的、开放式的新型控制系统。

1　改造原则、范围和系统配置

1．1　改造原则和改造范围
　　针对机组的客观情况，在dcs改造初期就明确了dcs改造遵循的基本原则：确保机组改造后的安全运行、经济运行，体现当代dcs的先进水平，并在上述前提下实现投资省、见效快的目标。根据这一原则，认真了解国内机组改造情况，调查dcs发展和运用情况，分析机组实际现状，最终确定了如下具体目标和改造范围。
　　1）改造实现的所有功能应充分遵循主设备制造商alstom公司的技术规范，并根据巴蜀江油电厂生产实际进行优化和完善。
　　2）改造范围包括centralog、micro－z、mi－crorec、controbloc，保留原系统中运行情况较好的汽机阀门驱动回路装置、低旁sulzerav6系统、高旁伺服驱动装置、汽机机械量测量系统、球磨机噪音测量及转换装置等。
　　3）改造后新系统在控制台上仅设置xxxx必要的事故手动操作按钮：锅炉mft打闸按钮、汽轮机打闸按钮、发电机打闸按钮、凝汽器真空破坏阀开关按钮、汽机润滑油泵（交、直流）启动按钮、密封油油泵（交、直流）启动按钮；原控制盘台常规显示仪表、记录仪、报警光字牌全部取消，只保留汽包电磁水位表、汽包水位电视、炉膛火焰电视。
　　4）第三方设备（包括一次风粉在线监视装置、锅炉炉管检漏装置、蒸汽吹灰plc装置、上网负荷总加系统）使用通讯方式进入dcs，实现dcs一体化。
1．2　网络结构
　　该工程的symphony系统采用了典型的多层网络系统结构。系统配置了一个冗余的控制网络cnet（control network）作为系统中心环，现场控制单元hcu（harmony control unit）、人系统接口hsi（human　systeminterface）等作为symphony系统的节点挂在控制网络cnet上。控制网络cnet上采用以太网协议，符合ieee802委员会颁布的802．2标准。网络速度10 mhz，最多可容纳25xxxx节点。两相邻节点间距离可达到2000 m。cnet通讯系统采用了面向字节的存储转发协议，以及安全校验措施保证通讯系统的安全，同时提高控制系统信息响应速度，减少信息通讯延迟。
　　过程控制层的控制网络cw（control way）是cnet通讯系统的子系统，它是一个1m波特的串行通讯系统。最多支持3xxxx控制器模件及网络处理模件之间的高速通讯。
　　过程i／o与多功能处理器之间的数据通讯通过并行子扩展总线xb（expander bus）完成。xb是一个高速8位高速并行通道，传送速率500 khz。
1．3　现场控制单元hsu
　　该系统配置了二种处理模块：多功能处理器mfp12、顺序事件记录服务器insoe01。系统配置了八种i／o模件：模拟量输入模件（tc／rtd）imasi23、模拟量输入模件（15ai）imfec12、模拟量输出模件（14ao）imas011、数字量输入模件（16di）imds014、数字量输出模件（16do）imds014、脉冲量输入模件（8pi）imdsm04、频率计数模件（1pi）ifcs01、控制i／o模件（4ai、2ao、3di、4do）imcsi22。模件功能强、种类少，可为电厂备品配件储备节约大量资金。
1．4　人机界面平台
　　该系统提供了4台conductor nt工作站作为操作员站，1台composer工程师工作站。操作员站、工程师站均采用中文windows nt4．0平台，hp公司工作站，基本配置为：intel pentium4、主频1．4ghz处理器、内存容256mbytes、硬盘容量40gbytes、标准pc键盘、鼠标，工程师工作站配置可读写光驱作为备份工具。以人为本，采用了环保型、高分辨率的21”液晶显示器。
1．5　电源系统
　　symphony系统配置了专用的电源分配柜，接受2路外部220 v电源，电源分配柜内安装了自动切换电路。两路电源均来自不间断电源ups，一路来自单元机组ups，另一路来自机组公用系统ups，两路电源分别经15 kva的变压器隔离、二次侧接地后送至电源分配柜。2路电源经无扰自动切换电路切换后送至现场控制单元hsu、人系统接口hsi等。电磁阀48vdc驱动电源由电厂原有48vdc电源系统提供。

进口发电机组热工控制系统改造技术--电力_调研报告

1 改造原则、范围和系统配置

1　改造原则、范围和系统配置