國(guó)電常州發(fā)電有限公司除灰系統(tǒng)DCS改造

1系統(tǒng)概述

國(guó)電常州電廠一期工程建設(shè)2×630Mw超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組,廠內(nèi)設(shè)有三座混凝土灰?guī)?分別為原灰?guī)?、粗灰?guī)?、?xì)灰?guī)?、兩座由油庫(kù)改建的鋼板灰?guī)?成品I、Ⅱ級(jí)灰?guī)?,配套綜合利用系統(tǒng)有飛灰分選系統(tǒng)、粗灰磨細(xì)系統(tǒng)、廠內(nèi)灰?guī)熘链a頭灰?guī)斓亩?jí)氣力輸送系統(tǒng)等。

工程將擴(kuò)建一套出力為28t/h的灰渣磨制系統(tǒng),包括干渣卸料系統(tǒng)、300m3干渣給料倉(cāng)、100m3粗灰給料倉(cāng)、磨機(jī)及輔助系統(tǒng)、成品灰輸送系統(tǒng)以及一座500m3成品灰裝車系統(tǒng)。

2原系統(tǒng)存在的問題

2.1原系統(tǒng)簡(jiǎn)介

原氣力除灰系統(tǒng)以及灰?guī)旆诌x磨細(xì)控制系統(tǒng)(包括碼頭二級(jí)輸灰系統(tǒng))為羅克韋爾AB/PLC,脫硫控制系統(tǒng)為上海艾默生過程控制有限公司Ovation系統(tǒng)。

2.2主要存在的問題

(1)原除灰控制系統(tǒng)為獨(dú)立系統(tǒng),其操作臺(tái)獨(dú)立于脫硫DCS系統(tǒng)之外,機(jī)組運(yùn)行時(shí),操作員要兼顧對(duì)DCS和PLC的監(jiān)視和操作,由于操作臺(tái)分開設(shè)置,運(yùn)行人員無法同時(shí)監(jiān)視各系統(tǒng)參數(shù)并進(jìn)行操作,使運(yùn)行工作不夠便捷,增加了工作量。因此,將除灰系統(tǒng)合并到DCS,有利于集控室的美觀和運(yùn)行人員的操作。

(2)原除灰控制系統(tǒng)運(yùn)行年數(shù)已久,模件的電子元器件老化,經(jīng)常導(dǎo)致自動(dòng)退出切換成手動(dòng)控制的情況?，F(xiàn)存主要問題是就地手動(dòng)操作方式不夠便利,系統(tǒng)操控界面不夠友好,系統(tǒng)中間控制參數(shù)無法在線跟蹤等,已滿足不了系統(tǒng)運(yùn)行的需要,給設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性帶來隱患。系統(tǒng)的硬件設(shè)備為進(jìn)口引進(jìn),因此備件的采購(gòu)價(jià)格昂貴且周期較長(zhǎng)。有必要將除灰系統(tǒng)一體化在DCS系統(tǒng)中,一方面使信號(hào)共享,另一方面控制邏輯也可以進(jìn)一步優(yōu)化,更好地滿足運(yùn)行控制要求。

(3)由于目前除灰控制系統(tǒng)的備品采購(gòu)費(fèi)用昂貴,且隨時(shí)面臨無法采購(gòu)的局面,因此通過DCS改造,也能解決備品問題。

3技術(shù)改造

3.1系統(tǒng)選擇

國(guó)電常州電廠主機(jī)及脫硫DCS均為艾默生過程控制有限公司Ovation系統(tǒng)。Ovation系統(tǒng)是艾默生過程控制有限公司設(shè)計(jì)的集過程控制與企業(yè)管理信息技術(shù)為一體的集散控制系統(tǒng),該系統(tǒng)采用了目前世界領(lǐng)先的計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)。其采用的通信網(wǎng)絡(luò)具有高速度、高可靠性和高開放性,具備多數(shù)據(jù)采集、多任務(wù)并列運(yùn)行的控制能力。該系統(tǒng)利用現(xiàn)如今最新的全局型、分布式的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),這種數(shù)據(jù)庫(kù)訪問允許把功能分配到各獨(dú)立的站點(diǎn),每個(gè)獨(dú)立站點(diǎn)為并行運(yùn)行的方式,并非集中到一個(gè)中央處理器上,而是將功能分散到多個(gè)獨(dú)立站點(diǎn),可并列運(yùn)行,不會(huì)受到其他事件的干擾,從而提高了系統(tǒng)性能。因此,基于優(yōu)良的系統(tǒng)性能和與主機(jī)、脫硫系統(tǒng)一致的原則,除灰系統(tǒng)選擇艾默生Ovation系統(tǒng)。

3.2網(wǎng)絡(luò)分配方案

本項(xiàng)目控制系統(tǒng)需完成原有的PLC系統(tǒng)更換(DCS改用成與脫硫系統(tǒng)一致的上海艾默生過程控制有限公司Ovation系統(tǒng))并進(jìn)行增容擴(kuò)展改造。系統(tǒng)改造網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示。

氣力除灰系統(tǒng)DCS控制系統(tǒng)的建立:氣力除灰系統(tǒng)DCS機(jī)柜布置在灰控樓4樓除灰工程師站里:氣力除灰遠(yuǎn)程站布置在灰?guī)霱CC開關(guān)室內(nèi):#1機(jī)組及公用氣力除灰系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)柜實(shí)現(xiàn)集聯(lián)(除灰遠(yuǎn)程柜掛靠于氣力除灰公用系統(tǒng)),通過光纖傳輸至脫硫NET#1網(wǎng)絡(luò)柜,#2機(jī)組氣力除灰系統(tǒng)作為遠(yuǎn)程控制器通過光纖傳輸至脫硫NET#2網(wǎng)絡(luò)柜。

灰?guī)旆诌x磨細(xì)以及碼頭二級(jí)輸灰系統(tǒng)的升級(jí)改造:為保證系統(tǒng)的完整性和可靠性,進(jìn)行DCS控制機(jī)柜的上電調(diào)試以及PLC機(jī)柜電纜的調(diào)試:DCS機(jī)柜布置在新建的灰?guī)霥CS電子間中:通過網(wǎng)絡(luò)柜實(shí)現(xiàn)集聯(lián),通過光纖傳輸至脫硫NET#2網(wǎng)絡(luò)柜。

新建的灰?guī)霥CS電子間單獨(dú)設(shè)立熱控DCS以及設(shè)備電源柜各一面(冗余切換),對(duì)增容部分所有熱工設(shè)備進(jìn)行供電:通過光纖傳輸至脫硫NET#2網(wǎng)絡(luò)柜。

3.3控制策略

系統(tǒng)采用DCs程控,控制方式分為自動(dòng)程控、軟手操和就地手操三種方式。在自動(dòng)運(yùn)行方式下,系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定程序運(yùn)行,由DCs上位機(jī)完成運(yùn)行狀態(tài)顯示,實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警:在軟手操運(yùn)行方式下,可對(duì)設(shè)備進(jìn)行一對(duì)一的操作運(yùn)行。

灰渣磨細(xì)系統(tǒng)的電氣控制分為兩個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行:(1)磨機(jī)磨細(xì)系統(tǒng):(2)配套設(shè)備,包括起吊設(shè)備等。

系統(tǒng)采用就地控制與控制室集中控制相結(jié)合的方式。除配套設(shè)備中的起吊設(shè)施等只有就地手動(dòng)外,其余設(shè)備的控制都進(jìn)入DCs,在就地操作箱上設(shè)切換開關(guān):在控制室內(nèi)設(shè)DCs操作員站:在CRT顯示器上可完成系統(tǒng)設(shè)備的操作與設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控。

4結(jié)語

系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)過程可視化、記錄過程實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì),監(jiān)視性控制,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理、報(bào)警和報(bào)警管理、網(wǎng)絡(luò)等功能。在上位機(jī)上設(shè)計(jì)有整個(gè)系統(tǒng)的模擬運(yùn)行圖,可監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行情況(運(yùn)行、停止、故障等),監(jiān)視磨機(jī)電機(jī)電流、磨機(jī)軸瓦溫度、累計(jì)產(chǎn)量、輸送氣源壓力、稱重皮帶機(jī)和轉(zhuǎn)子計(jì)量稱頻率等,可在操作員站對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)或?qū)υO(shè)備進(jìn)行一對(duì)一的啟停操作。

機(jī)組除灰采用與主機(jī)、脫硫一體化的控制系統(tǒng)后,所有除灰子系統(tǒng)的畫面均匯集到脫硫DCs系統(tǒng)畫面中,使得操作畫面簡(jiǎn)便、統(tǒng)一,減少了操作的勞動(dòng)強(qiáng)度,降低了發(fā)生人為誤操作的可能性,解決了因采用不同控制系統(tǒng)導(dǎo)致的操作分散和數(shù)據(jù)分散等問題:消除了不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享、時(shí)鐘同步和順序事件記錄等問題:實(shí)現(xiàn)了各控制系統(tǒng)間相互協(xié)調(diào)運(yùn)行的無縫連接,為運(yùn)行故障分析提供了準(zhǔn)確可靠的參考數(shù)據(jù),便于日后的管理及維護(hù)工作。同時(shí),在備品備件的類型和數(shù)量上均可相應(yīng)減少,維護(hù)成本大大降低:人員培訓(xùn)、系統(tǒng)維護(hù)更加方便:也為將來單元機(jī)組進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)改造奠定了基礎(chǔ)。