株洲电厂脱硫DCS调试方案.doc

株洲华银发电有限公司株洲华银发电有限公司 2310MW2310MW 发电机组烟气脱硫工程发电机组烟气脱硫工程 DCSDCS 控控 制制 系系 统统 调调 试试 方方 案案 华电工程脱硫调试培训中心 2006 年 5 月 株洲电厂 2310MW 发电机组烟气脱硫工程 DCS 控制系统调试方案 编写： 审核： 批准： 株洲电厂 2310MW 发电机组烟气脱硫工程 DCS 控制系统调试方案 第 - 1 - 页 共 13 页 目录目录 1. 编制目的2 2. 工程概述2 3. 编制依据3 4. 调试对象及范围3 5. 调试方法及流程4 5.1 分散控制系统恢复4 5.2 数据采集控制系统（DAS）的调试.7 5.3 顺序控制系统（SCS）的调试9 5.4 整套启动调试10 5.5 模拟量控制系统（MCS）调试. 10 6. 调试应具备的技术条件与准备工作12 7. 安全技术要求13 株洲电厂 2310MW 发电机组烟气脱硫工程 DCS 控制系统调试方案 第 - 2 - 页 共 13 页 DCS 控控 制制 系系 统统 调调 试试 方方 案案 1. 编制目的编制目的 为了顺利地开展和完成株洲电厂 2310MW 发电机组烟气脱硫工程 FGD 调试的 各项任务，规范调试的工作，确保株洲电厂 2310MW 发电机组烟气脱硫工程 FGD 顺利移交生产，特编制此调试方案。 本脱硫 DCS 系统主要设计三项功能：数据采集系统，是 FGD 系统正常运行的主 要监视手段，也是系统长期安全、经济运行的依靠，通过对 DAS 系统的调试，确保其 正常投用。顺序控制系统，完成主要设备在启、停和运行过程中综合逻辑操作，事故 状态下安全处理的操作，以减少正常运行中的常规操作，防止运行人员误操作，并依 照实际设计步序完成主要设备启停的顺序操作，提高自动化水平。模拟量控制系统， 实现运行工艺参数的自动调节，通过调试使所有的 MCS 子系统投入自动运行，以稳定 生产过程中的主要工艺参数，为 FGD 系统的安全、稳定、经济运行创造条件。 本措施主要涵盖 DCS 系统恢复、分系统调试和整套启动调试三个部分内容。 2. 工程概述工程概述 株洲电厂一期工程为两台 125MW 燃煤发电机组, 二期工程为两台 310MW 燃煤发电 机组，现均已投入运行。烟气脱硫系统均采用浆液循环、塔内强制氧化方式的湿式石 灰石石膏湿法烟气脱硫工艺。吸收剂采用 325 目 95通过的石灰石浆液，副产物为 石膏浆液（二水硫酸钙） ；石膏浆液先采用一级水力旋流器进行初脱水，然后采用真空 皮带脱水机脱水至含水量小于 10%，再采用气流干燥设备将石膏烘干至含水量小于 4%。在 MBCR 工况条件下，全烟气脱硫效率不低于 95%。2125MW 发电机组烟气脱硫装 置采用二炉一塔配置，计划 2006 年 6 月份投运；2310MW 发电机组烟气脱硫装置采 用一炉一塔配置，计划 2006 年 10 月份投运。 脱硫控制系统采用新华控制工程有限公司的 DCS 系统，2125MW 机组的脱硫系统 采用一套 DCS 系统，2310MW 机组和四台机组的脱硫公用系统共用一套 DCS 系统， 125MW 机组和 310MW 机组脱硫操作员站可以分别对公用系统进行操作和监控。采取网 关方式将脱硫公共系统联入 125MW 单元机组脱硫 DCS 网络。DCS 系统设置 4 个操作员 站，其中两台放置在脱硫控制室，另两台通过光纤分别放置在机组控制室内；设 2 台 工程师站（含历史站功能） 。 株洲电厂 2310MW 发电机组烟气脱硫工程 DCS 控制系统调试方案 第 3 页 共 13 页 3. 编制依据编制依据 3.1火电工程启动调试工作规定 ； 3.2火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程及相关规程； 3.3火力发电厂分散控制系统技术规范书 （G-RK-95-51） ； 3.4火力发电厂电子计算机监视系统在线验收测试暂行规定 ； 3.5火力发电厂辅机顺序控制系统技术规范书 （G-RK-95-53） ； 3.6质量管理和质量保证 （GB/T19000ISO9000）系列标准； 3.7 P&ID 图； 3.8 计算机场地技术要求 （GB936188） 。 4. 调试对象调试对象及范围及范围 调试对象为上海新华控制工程有限公司生产的分散控制系统 XDPS-400 系统。 本 FGD 装置的分散控制系统按照分散分级的原则设计。DCS 系统分为机组监控 层和过程控制层，在过程控制层中分为两级控制，即子功能级和驱动级，在不同层次 和级别之间，通过通讯连接起来。其硬件配置为：全厂四台发电机组设置二套 DCS 控 制系统，2125MW 机组的脱硫系统采用一套 DCS 系统，2310MW 机组和四台机组的脱 硫公用系统共用一套 DCS 系统， 125MW 机组和 310MW 机组脱硫操作员站可以分别对公 用系统进行操作和监控。采取网关方式将脱硫公共系统联入 125MW 单元机组脱硫 DCS 网络。DCS 系统设置 4 个操作员站，其中两台放置在脱硫控制室，另两台通过光纤分 别放置在机组控制室内；设 2 台工程师站（含历史站功能） 。主要设备有 DCS 电源柜、 DCS 控制柜、DCS 端子机柜（继电器设置在端子柜内） ，另外还有打印机和网络系统 等设备。 4.1DCS 系统恢复主要完成在确保系统设备安全的情况下，对系统进行上电和软件加 载，使系统能够有一个可靠的运行环境，并能顺利开展下一步骤的工作。 4.2分散控制系统 XDPS 中顺序控制系统（SCS） ，检查对脱硫岛的辅机包括电机、 阀门、挡板的启、停和开、关自动控制，设备启停联锁、设备的联锁保护，主备设备 间的联锁以及脱硫系统启动、停止顺序控制、除雾器清洗、石灰石制浆系统顺序控制 等顺序控制功能组。 4.3数据采集控制系统（DAS） ，包括温度，压力，液位，流量及电气信号等测点。 4.4模拟量控制系统（MCS） ，进行静态程序功能检查，动态 PID 参数调整。 株洲电厂 2310MW 发电机组烟气脱硫工程 DCS 控制系统调试方案 第 4 页 共 13 页 4.5检查事件报警功能的正确性。 5. 调试方法调试方法及流程及流程 5.1分散控制系统恢复分散控制系统恢复 5.1.1系统上电系统上电 A. 系统上电基本条件： （1） DCS 机柜已经正确安装就位；DCS 系统设备及模件安装结束，设备外观检 查无破损；网络通信电缆、模件间预制电缆安装结束；要求施工单位能提 供 DCS 系统安装工作竣工报告，并经监理及相关部门验收签证。 （2） 各设备的电源接线正确，DCS 系统供电系统准备好；各 I/O 柜端子未与就 在设备连接；DCS 机柜接地符合厂家要求。 （3） 检查机柜及部件的清洁程度(应无安装灰尘)。 （4） 空调系统、消防系统工作正常，防潮防尘设施完善，环境温度、湿度符合 DCS 系统运行要求；室内环境整洁，照明充足。 B. 系统上电前主要检查工作 （1） 检查测试验收报告； （2） 检查文件的完整性； （3） 检查交流/直流配电，进行绝缘测试(2M)； （4） 地线漏电测试； （5） 接地电阻测试；(必须小于 2.5,小于 1 最佳) （6） 电源开关检查：确认所有开关在 OFF 位置。 （7） 从 DCS 机柜插槽中拔出所有模件，并将终端单元与模件连接电缆脱开。 （8） 网络通信电缆检查：通信电缆完整无破损，端口连接正确。 （9） 模件间预制电缆检查：预制电缆完整无破损，连接正确。 （10）模件的地址、功能设置检查：核对模件地址及功能设置开关，确认与软件 组态一致。 （11）检查电源模块，确认其已正确插入。 （12）检查供电电源的品质和 UPS 至配电柜的进线，应符合品质要求，合上配电 柜电源开关。 C.各系统上电前检查的主要内容 株洲电厂 2310MW 发电机组烟气脱硫工程 DCS 控制系统调试方案 第 5 页 共 13 页 （1） DPU 柜 DPU 柜内的各档电源接线。 DPU 站的数据通讯线，DPU 与 I/O 站的通讯线。 I/O 站内 I/O 卡件与端子柜内对应的端子板的连接电缆。 I/O 站内各 I/O 卡与总线的插接。 （2） 工程师站（或历史数据站） 工程师站工业 PC 机、CRT、打印机的电源接线。 工程师站与 DPU、操作员站的冗余数据通讯线。 工程师站与操作员站的通讯线。 工程师站工业 PC 机与 CRT、打印机、鼠标、标准键盘的连接线。 （3） 操作员站 操作员站工业 PC 机、CRT、打印机的电源接线。 操作员站与 OPU 的冗余数据通讯线。 操作员站与工程师站的通讯线。 操作员站与 CRT、打印机、鼠标、操作键盘的连接线。 （4） 端子柜 端子柜内的电源接线、接地线。 由现场进入端子的各类信号线、信号屏蔽接地线。 端子柜各端子板与 DPU 柜内对应的 I/O 卡件的连接电缆。 D. 系统上电 （1） 首先合上电源开关箱电源，检查电源进线及供电电压。 （2） 合上机柜电源，检查风扇工作情况。 （3） 检查电源模块工作情况。 （4） 依次插入过程控制模件，检查模件工作情况。 （5） 将终端单元与模件进行连接。 （6） 检查 I/O 电源电压。 （7） ENG、HSU 的上电顺序 接通工程师站（ENG）主电源，启动工程师站（或历史记录站 HSU） ， 待 CRT 屏幕上出现显示，并进入 Windows，可双击进入 XDPS-400 应用程序. 打开打印机开关。 株洲电厂 2310MW 发电机组烟气脱硫工程 DCS 控制系统调试方案 第 6 页 共 13 页 接通大屏幕显示器电源。 接通操作员站主电源。 接通电源，启动操作员站。自动进入 XDPS-400 运行。 （8） DPU 的上电次序 打开 I/O 端子电源。 接通 I/O 站电源。 接通 DPU 站电源。 打开 DPU 电源，启动 DPU，自动进入 XDPS-400 运行，指示灯显示运行状态， 并可在 MMI 站观察。 E. 停机操作 当 XDPS 系统需要作定期维护或需停电操作时，首先，应由系统管理员退出 XDPS 系统，按下述步骤操作关机。 关掉操作员站主电源。 关掉大屏幕显示器电源。 关掉打印机电源。 关掉工程师站 PC 主电源。 关掉 I/O 端子电源。 关掉 I/O 站电源。 关掉 DPU 电源。 断开电源开关箱电源。 F. FAT 状态的恢复（软件加载） G. 系统测试 （1） 电源的冗余切换：将一路电源开关投入位置，控制系统供电应正常；将两 路电源开关均投入，控制系统供电应正常；停一路电源系统供电应正常。 （2） 网络测试：检查操作员站与工程师站之间、控制器之间、服务器与控制器 之间及操作员站与服务器之间等等的网络是否已经连通,网络冗余切换测 试符合要求。 （3） 控制器冗余切换测试：检查控制器的工作是否正常，断开工作控制器，检 查冗余控制器工作是否正常。 株洲电厂 2310MW 发电机组烟气脱硫工程 DCS 控制系统调试方案 第 7 页 共 13 页 （4） 系统响应速度的测试：检查 DCS 系统的操作响应速度，从而判断以太网及 总线网的工作是否正常。 （5） 通道测试。通道测试在安装单位的配合下进行，选取一些模件测试：在 AI 模件的端子加入所需的模拟量信号，检查系统内部及画面显示的量程、单 位是否与实际相符，精度是否满足标书要求；在 DI 模件的端子加入所需 的开关量信号，检查系统内部显示的开关量状态是否正常；在 AO 模件的 端子测量系统送出的 420mA 信号是否正常；在 DO 模件的端子测量系统 送出的开关量是否正常；在 SOE 模件的端子加入所需的开关量信号，检查 系统内部显示的开关量状态是否正常。 （6） 功能测试：功能检查，包括：历史数据、操作记录、报警记录、数据一览、 组态程序及系统打印等；报警画面显示，包括：各类报警功能、报警禁止 和恢复、报警确认、报警过滤和分类显示；标准画面检查，包括：数据画 面显示、控制画面显示、详细参数显示、系统状态显示、相关图画面显示、 成组图及棒状图等；与其他系统的软接口测试。 （7） 受电及软件加载、检查的具体检查方法、内容、程序、步骤应符合制造厂 技术文件中的规范，由上海新华公司提供作业指导书。 5.1.2系统运行系统运行 a.系统恢复完成后，不再停运 DCS 系统，但所有的 I/O 模件仍退出模件插槽； b.所有的工程师站、服务器及操作站原则上不再停运，打印机可以停运； c.工程师站及电子设备间应有相应的管理制度。 5.1.3系统恢复应该具备的条件系统恢复应该具备的条件 a.主控室、电子室、工程师室的基建、消防安装工作已经结束；风道吹扫完成并 封闭隔绝；土建、装修工作结束； b.复原调试范围内的设备安装接线工作已结束； c.UPS 电源系统可用； d.环境条件满足制造厂技术文件中的有关规范要求。 5.2数据采集控制系统（数据采集控制系统（DAS）的调试）的调试 5.2.1依据 P&ID 图纸，熟悉热力系统的工艺流程，确定每个子系统中要监视或采样 的 I/O 测点的物理位置，相关的热力参数等。 5.2.2依据上海新华公司提供的接线表和 I/O 测点清册，编制适合调试用的接线表。 株洲电厂 2310MW 发电机组烟气脱硫工程 DCS 控制系统调试方案 第 8 页 共 13 页 5.2.3依据做好的接线表，检查电建公司的接线情况，检查各测点位置是否和 P&ID 一致，是否能满足热力系统及运行监视要求。 5.2.4检查电建公司变送器及开关的校验情况。安装单位须提供合格的设备校验报告。 5.2.5系统配置检查 检查系统配置是否与实际配置相符。如工作站、DPU 的数量及其地址号的设置。 5.2.6I/O 卡件测试 （1） 检查 I/O 卡件各通道的接线是否正确，是否符合 XDPS 系统卡件的技术要 求。 （2） 按照设计和实际安装情况，检查各个变送器模拟量输入卡件的内、外供电 跳线。 （3） 检查各个 I/O 卡件的逻辑地址是否与 DCS 系统组态一致。 （4） 精度试验：对每个卡件用标准信号发生器对 12 通道作精度试验，每个 通道分别在 0、25、50、75、100处做测试，做好记录。强信号误 差应小于 0.1%，弱信号总误差应小于 0.2%。 5.2.7外回路检查 （1） 核查现场实际测点信号的位置、类型、量程等参数是否与设计相符。核查 各测量信号报警值，根据 FGD 试运情况修改。 （2） 检查 DAS 系统中所有变送器的调校记录，在就地测点处加模拟信号，检 查模拟量测量回路精度，强信号误差应小于 0.2%，弱信号总误差应小于 0.3%。 5.2.8检查 DAS 与其他系统或设备的接口情况，保证测点输入和输出情况的正确。 5.2.9DCS 功能组态检查 （1） 对照 I/O 清单，参考机组热力工况，检查和调整模拟量测点的量程设置和 模拟量点调整参数的设置。 （2） 用户画面检查(系统模拟图) 检查系统模拟图是否与实际相符，画面上的各种设备的状态信号是否与现场实际 情况相符。要求的测点是否在要求的画面上，每个测点的物理参数是否符合实际工况 要求等。各开关量状态显示是否正确。 （3） 报警画面显示检查 株洲电厂 2310MW 发电机组烟气脱硫工程 DCS 控制系统调试方案 第 9 页 共 13 页 （4） SOE 功能检查 做相关模拟试验，检查 SOE 测点的动作分辨率。 5.2.10 打印功能的检查 结合系统运行的实际情况，按照设计要求和电厂要求，检查、核实系统正常运行 时打印记录和事故分析打印记录。 5.2.11 系统实时性测试 对键盘调用 CRT 画面的响应时间和中断调用 CRT 画面的响应时间进行测试，满 足一般工况 t 2 s，繁忙工况 t 3 s，并测试模拟量和开关量采集的实时性。 5.2.12 带负荷运行时的维护、修正 机组带负荷运行时，配合厂家保证 DAS 系统运行正常；检查各个测点的工作状况； 随时修正测点参数的整定设置。 5.3顺序控制系统（顺序控制系统（SCS）的调试）的调试 5.3.1配合 FGD 系统设备情况和热力系统工况，审核上海新华公司的控制逻辑图。 5.3.2确认整个涉及顺控系统控制信号回路电缆接线的正确性，确保无漏线及错线。 5.3.3检查电建公司提供的执行设备的调校记录。 5.3.4配合机组调试进度要求制定本项目的工作计划。 5.3.5分系统调试 （1） 检验各阀门、档板的手操动作情况，以使被控设备能正常工作。 阀门、档板的远操方式及联锁方式调试必须在确定电动门的单体调试合格后方可 进行。 （2） 带闭锁的阀门、档板在建立闭锁条件后，在 CRT 上手操电动门开或关， 电动门不随手操命令产生相应的动作。 （3） 对于满足允许条件的阀门、档板，在 CRT 上分别操作开、关、停电动执 行机构，其应随手操信号产生相应的动作。 （4） 建立实际的联锁开、关条件，对阀门、档板逐一试验，其开、关应随联锁 命令产生相应的动作。 （5） 在保证各阀门、档板正确动作后，检查各设备送入 SCS 柜的反馈信号的正 确性，包括开到位、关到位、失电、过力矩等信号。 （6） 在检查控制室紧急操作按钮接线正确，在机组工况等客观条件合适的情况 下对紧急操作按钮进行造作试验，检查按钮操作的正确性。 株洲电厂 2310MW 发电机组烟气脱硫工程 DCS 控制系统调试方案 第 10 页 共 13 页 5.3.6旋转设备的手操及联锁方式的调试 旋转设备的手操及联锁试验涉及范围较多，必须会同运行人员严格按照运行规程 进行试验。 （1） 由运行人员建立旋转设备的启动允许条件并确认各条件均满足要求后，在 CRT 上操作启动按钮，旋转设备应产生正确的动作。 （2） 在 CRT 上操作停旋转设备按钮使其产生正确动作。 （3） 由运行人员建立联锁停旋转设备的条件后，逐一试验各联锁停条件到来时， 保证旋转设备能正确动作。 （4） 在确认旋转设备正确动作后，检查旋转设备动作的反馈信号是否正确，包 括旋转设备运行、跳闸、故障等信号。 5.3.7对顺控系统中逻辑组态进行检查并进行必要的修改，保证启动允许、停止允许， 保护启，保护停等逻辑条件达到实际运行要求。 5.3.8对子组顺控组态进行检查。模拟顺序控制的启、停允许条件进行顺控启、停。 检查其设计逻辑的正确性。 5.4整套启动调试整套启动调试 整套启动调试是在分系统调试的基础上将顺控系统动态的运行在热力系统中，因 为其关系到 FGD 系统能安全可靠的运行，是一项十分重要的工作， 所以需要各方面 大力配合。 各分系统顺序控制的投用应随着调试工作的进程逐步进行。 5.5模拟量控制系统（模拟量控制系统（MCS）调试）调试 5.5.1就地回路的检查 （1） 检查、核对二次控制回路接线，主要包括控制机柜内接线、机柜至变送器 等等。 （2） 根据各变量的变化范围，确认各变送器的零点与量程。 （3） 对各执行回路进行手动操作，检查各个执行机构的设备是否完好、动作方 向是否正确、零位和满度是否准确、限位和保位功能是否可靠、灵敏度（死区） 是否满足要求、有无振荡、卡涩现象等等。 5.5.2调节系统功能检查及外回路联调 （1） 对各功能模块组态功能检查并进行性能试验，检查各模块之间的软件连接 线，并按系统要求进行系数、参数预设置。 株洲电厂 2310MW 发电机组烟气脱硫工程 DCS 控制系统调试方案 第 11 页 共 13 页 （2） 对各系统执行机构进行手动操作试验（软手操） 。 （3） 对各系统手动时的跟踪功能进行检查，实现手、自动切换无扰动。 5.5.3自动调节系统综合试验 （1） 阀门、挡板等特性试验 a) 试验目的 阀门、挡板的调节特性满足要求是自动调节系统投入自动并获得理想调节品质的 主要条件，摄取阀门、挡板调节特性，了解漏流量、死行程、调节范围、饱和区、回 程差等特性参数，为调试、生产、维修提供直接资料。 b) 试验方法 在相应的工况下，手动操作阀门或挡板的开度，使其单方向地从 0%开到 100， 再单方向地从 100关到 0%，同时记录下开度和工质流量信号，并观察其它有关参数 的变化。 c) 注意事项 手动操作开度变化的快慢要视调节参数变化的快慢而定，在工况允许的情况下， 开度变化到 25、50、75时，作数秒钟的暂时停留，以克服测量元件的惯性影响， 保证试验的准确性。 （2） 对象动态特性辨识试验 a) 试验目的 了解被调对象的动态特性，掌握其纯延时时间。飞升速度，惯性阶数等特性参数， 用以选择调节系统的控制方案，设置有关系数，整定调节参数。 b) 试验方法 在设备完好，运行工况稳定的条件下，对被调对象进行调节量扰动，扰动量为额 定量的 1015，用多笔记录仪或 DCS 实时趋势图同时记录扰动量和被调量等参数 的变化曲线，由于被调对象存在非线性，要求扰动以不同的方向各做数次。 c) 注意事项 在进行重要设备试验时，设备现场要有人员监视，手执对讲机与集控室保持联系， 有异常出现立即就地手动操作。 （3） 自动调节系统扰动试验 试验目的 稳定工况下，调节系统按预整定的调节参数投入自动后，通过系统的内部扰动、 株洲电厂 2310MW 发电机组烟气脱硫工程 DCS 控制系统调试方案 第 12 页 共 13 页 外部扰动和定值扰动试验，观察调节系统的调节作用，修改有关调节参数，努力寻求 最佳整定，获得理想的调节品质。 a) 试