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热控专业基建管理工作探讨裴俊峰 （华能沁北电厂）【摘 要】本文结合本人长期从事火电厂基建管理工作，以及沁北电厂一、二期工程建设的过程，总结出在火电厂基本建设阶段热工专业的经验教训。并提出自己的看法。【关键词】基建 热工 管理0前言 沁北电厂一、二期4600MW发电机组分别于2004年和2007年相继投产发电，本人作为工程部热控专工参加了两期的工程建设。沁北电厂一期工程作为国产第一台超临界600MW发电机组，又是2000年示范电站项目, 是我国电力建设和发电设备制造业的重大进步，不仅是华能集团的重点工程，更是全国的重点工程，基建工作的指导思想是，全面贯彻华能集团公司“高质量、高速度、低造价”的基建方针和优化设计的“32字方针”，贯彻执行中国华能集团公司火电工程设计导则的规定和要求。解放思想，大胆创新，科学论证，打造精品，综合经济技术指标达到国内先进水平。基建目标：有效降低厂用电率和供电煤耗，控制工程造价，设计出国内先进的“高效率、低能耗、低水耗、低排放、合理造价”电厂。1设计管理1.1控制方案的制定随着电力体制的深化改革，厂网分开，竟价上网，打破垄断的竞争机制使得电厂必须大幅度地提高生产效率，减少富裕人员，提高市场的竞争力。随着网络技术的发展和管理水平的提高,电厂消除自动化“孤岛现象”，实现全厂自动控制系统的集中监控。特别对于新建电厂更应具有竞争力，所以沁北电厂在建厂初期设计原则上提出了大胆的想法，即DCS、DEH、MEH、BPC等电子硬件一体化，设全厂辅助车间（包括脱硫控制系统）控制网络（辅助ADCS），在集控室对全厂辅助控制系统进行监控；整个机组的控制水平按机组级设计并设若干断点。真正实现集中监控的目的。总体方案：采用厂级监控信息系统（SIS）、分散控制系统（DCS）以及辅助车间控制系统组成的自动化网络。实行控制功能分散，信息集中管理的设计原则。采用炉、机、电及辅助车间(新建)集中控制方式，两台机组合设一个集中控制室,不再单独设辅助车间系统（新建）的集中控制室。单元机组控制采用分散控制系统（DCS）可设23名全能值班运行人员。运行人员在集中控制室内通过大屏幕显示器与LCD操作员站、在就地巡检人员的配合下，实现以LCD/键盘为中心的集中监视和控制，在值班人员少量干预下自动完成机组的启动、停止，正常运行的监视控制和异常工况处理。辅助系统水、煤、灰、脱硫等车间统一运行管理，设置独立的辅助车间监控网络，监控点设在集中控制室。辅助车间可设23名全能值班运行人员，在集中控制室内通过辅助车间控制网络的LCD操作员站对二期新建辅助车间进行监控。考虑到电除尘/除灰、城市中水处理、脱硫等工艺系统比较复杂，需要监视和操作的内容较多，因此在这些车间内或附近设置辅助监控点，并在这些辅助车间的就地控制室或电子设备间内布置车间LCD操作员站。正常情况下，辅助车间以集中控制室为主要监控手段，就地辅助车间监控仅在网络故障、设备调试及试运等情况下使用。集中控制室内不设后备监控设备和常规显示仪表，仅保留少数独立于DCS的硬接线紧急停机、停炉、停发电机等的控制开关。远程I/O技术的应用，达到节约投资的目的。采用远程I/O技术，将DCS或PLC的I/O卡件尽量布置在靠近信号发生源和受控执行机构的位置。这样可以大量减少常规电缆和电缆桥架的数量。远程I/O机柜可设计在以下区域：主厂房锅炉炉顶壁温检测区域、汽机发电机本体温度检测区域、精处理混床区域、循环水泵房区域、空压机房、电除尘灰斗区域、灰库区域、输煤系统各转运站及煤仓间区域、水系统部分区域等。设备选型统一优化，达到节约投资的目的。全厂同类热控设备选型尽量统一，在充分调研的基础上，确定本工程采用的设备型号。对主辅机招标所配热控设备提出统一品牌型号要求。全厂集中监控是一个系统而又庞大的工程，首先要在领导的大力支持下，控制专业在项目的初步设计和司令图阶段要规划出控制系统的网络框架、控制系统的配置方案，然后在项目的实施阶段要始终如一的按照已经确定的方案来完成设备的招标、和施工图的设计，在设备的安装和调试阶段要有条不紊的进行，比如SIS系统要先搭建系统平台，然后根据运行的需要分别投运各项功能；辅网监控系统，要向完善辅网的硬件和各个辅助车间控制系统，待到各子系统调试完成，并且与上级网络的通讯畅通，就可以在一周内实现在集控室通过辅网来监控各辅助车间整个系统的网络构架如下： 1.2工程实施中的范例 1.2.1 DCS一体化方案实施实现单元机组控制由DCS/DEH/MEH/BPC软、硬件一体化平台国内长期以来，DEH系统作为汽轮机设计制造密不可分的一部分，一直是由汽轮机制造厂开发配套的。这些专用系统在其软、硬件的开放性上较差，这就造成了大批电厂在集中控制室拥有DCS和DEH两个操作平台（通过硬接线完成必要的控制信号的传输），给运行维护人员带来极大的不便。类似的系统还有给水泵汽机控制系统MEH、旁路控制系统BPC等。为了做到信息共享，使DEH、MEH、BPC真正成为DCS系统的一个功能站，在工程可研阶段就开始着手这方面的工作，在初步设计和主机招标中都要做明确的规定。根据目前DCS的应用情况确定三家DCS供应商，并请汽机厂家确认：为实现本工程控制系统硬件平台一体化的设计思路，DEH系统电子装置型号的最终确定与硬件冻结放在买方DCS系统确定选型后。卖方确保买方对具有实际业绩的DEH系统电子装置型号的选择丝毫不影响整套DEH系统的技术性能指标，且不发生价格变化。此操作方法目前在华能系统内已经广泛应用并在其他系统也广泛应用下面以沁北电厂一期工程主机招标为例说明DEH（MEH）纳入DCS的具体实施方案：1) DEH（MEH）系统随汽轮机成套供货，在汽轮机招标书中明确两点： 至少提供三种控制装置型号供招标方选择，且保证招标方对控制装置型号的选择丝毫不影响DEH系统的各种控制功能及各项技术指标。 为实现本工程控制系统硬件平台一体化的设计思路，DEH系统电子装置型号的最终确定与硬件冻结放在买方DCS系统确定选型后。卖方确保买方对具有实际业绩的DEH系统电子装置型号的选择丝毫不影响整套DEH系统的技术性能指标。 2) 在DCS系统招标书中明确所采购的DCS系统必须具备DEH（MEH）系统的应用实绩。为了保证商务报价的一致性，业主对DCS系统的招标工作和汽轮机厂对DEH控制装置的招标工作放在一起进行，DEH（MEH）的技术评标和商务报价都有汽轮机厂参与。DEH/MEH均采用与DCS系统采用相同的软、硬件设备，即DEH/MEH控制装置做为DCS的功能站挂在DCS通讯网上。DCS厂家负责将DEH/MEH控制装置总成在一套DCS中。DCS、DEH、MEH软、硬件一体化平台使用的优越性在沁北工程安装、调试期间就已经显现，如操作员站对各功能画面的调用、各功能系统打印报表的合成、报警信号的时序分析、备品备件的准备等都变得简单可行了。DCS软硬件一体化平台的建设又为全厂信息化平台的建设打下了坚实的基础1.2.2 辅助车间实现联网控制要想使此种方案能够达到预期的效果，关键在于项目的操作实施上，笔着认为在实施中应注意以下几点：1）由于各个辅助系统的专业差别比较大，而每个系统都有在此方面有成熟经验的专业厂家（工程商）。这就要求在各系统招标和技术谈判中要全盘考虑，要在控制策略、控制主设备（PLC）、通讯协议、可扩展性以及系统的开放性方面要有统一的要求。2）各辅助车间程控设备应在优化选型的基础上，全厂统一，便于整个控制系统的联网。3）将整个辅助网络（大框架）和部分辅助系统放在一个标段招标，从而选择一个有业绩、有成功经验的投标商来总承包，并由他负责对其他各辅助系统的整合。4）由于各系统的采购顺序不同，这就要求业主和设计单位始终要把辅网控制的方案放在重要的位置，以免有丝毫和遗漏而造成整个网络衔接不上，达不到预期的控制水平。5）辅网控制系统要设计统一的、集成的辅助系统，将各辅助系统的监控画面纳入一个监控软件，同时还应使他们具有统一的风格，统一的操作方式，并能合理的进行切换和调用。6）当主设备要配供控制装置，工艺专业在与制造厂签定技术协议时，热控人员参加，以便向制造厂提出设计及控制设备选型等要求，以保证厂家配供的控制设备满足整个控制要求的需要。7）要结合实际，实现联网，由于电厂各辅助系统所处的地理位置限制，也不要刻意的按照水、煤、灰、脱硫等组网后再联网，而要根据实际情况联网，比如沁北电厂化学水、工业污废水和凝结水精处理相对位置较远，在实施中就采用在化学水处理间将化学补给水程控系统，弱酸处理、旁流预处理以及循环水加药系统，化学废水处理系统，循环水加氯酸钠系统组网后进入輔网而工业污废水和凝结水精处理直接进入輔网的方式来实现，通过以太网络可以将化学水车间的操作员站设定权限，实现对工业污废水和凝结水精处理等系统进行控制。8）对脱硫采用PLC控制的看法。目前国内建设的烟气脱硫项目主要分为湿法脱硫、干法脱硫和海水脱硫等，但湿法脱硫、干法脱硫的控制系统基本都是采用DCS来实现的独立控制系统，与单元机组DCS之间仅仅建立控制和连锁的接口。而工艺相对简单的海水脱硫控制系统基本上直接纳入单元机组DCS。针对脱硫工艺系统的运行状况大部分是开关量控制，只有少量的模拟量控制，所以本人认为采用PLC来实现就比较适合，其原因：1、PLC比较适合开关量控制，目前已经在单元机组控制系统应用的业绩，也适合模拟量控制。2、可以降低控制系统的工程造价。3、可以很方便的纳入全厂辅助车间监控网络，实现在集控室集中监控。2 抓设备招标及交货进度管理2.1 热控设备的采购特点项目比较复杂，容易漏项；对土建/机务等专业施工影响不大；DCS等计算机电子设备软、硬件产品不断更新换代，推陈出新，提前招标不利于选用先进的产品，且无价格优势；仪表设备交货周期短；另外热控设计工作受到其他专业的影响较大，必须在机务/供水/暖通等工艺专业设备确定后，并收到相关的资料且认真消化设计后，才能做出准确的热控设备招标文件，确保选到满意的产品，如烟风系统执行机构，只有当烟风系统风门采购后并提供风门的力拒参数后才能进行执行机构的招标。沁北电厂热工在招标过程中始终坚持设备统一的原则，其中DCS除包括了CCS、SCS、DAS、FSSS系统外，还包括了DEH、MEH、BPS、电气控制等系统；全厂变送器、压力开关、执行机构等采用了同一种品牌；全厂辅助控制系统的PLC均采用了同一种公司的同一系统产品。通过设备招标和澄清，我厂基本实现了热工技术装备的统一，从而达到了减少备品备件、减人增效、进而提高系统运行效益和可靠性的目的，对于新建电厂热工设备招标具有有益的参考价值。以下分别简述我厂在招标过程中采取的办法：2.2 DCS与DEH、MEH、BPS的硬件统一DCS与DEH、MEH、BPS的硬件统一在前面已经做了详细的说明。2.3 PLC设备的统一沁北电厂除了DCS所含范围外，全厂程控系统构成辅助控制网络（输煤程控、ETS单独），包括化学水系统、弱酸及旁流预处理系统、化学废水处理系统、循环水加次氯酸钠系统、飞灰输送系统、电除尘、燃油泵房、综合水泵房、凝结水精处理系统、水源地三遥、工业污废水等系统的远方监视与控制。在确定PLC型号和生产厂家时，沁北电厂做了大量调研工作，并广泛听取了各方意见，要求PLC产品价格适中、性能优异、业绩良好、具有TCP/IP以太网接口模块以与辅网相接。在确定好PLC的产品厂家和型号后，在各控制系统招标书中直接明确PLC的产品型号。为什么不会因指定产品而产生价格偏高现象呢？因为现在国内应用的PLC均为国外设备，这些设备的国内销售是通过代理商渠道进行的，各分系统投标商（制造厂）在投标时已将价格因素消化了。2.4 变送器、执行器、压力开关的统一变送器、执行器、压力开关的统一实现起来较容易，首先也要做些调研工作，选取几家较好的产品品牌；然后把以上设备打包进行招标，在合同谈判中确定最后性能价格比好的产品；依照最后确定的设备厂家型号，在各分系统招标中，与有关设备制造厂协商解决变送器、执行器、压力开关的最终产品。对于先行招标的主机或辅机合同，热工人员要积极参与，确定变送器、执行器、压力开关的分包商名称、数量，但不确定最后的厂家和型号，待几个热工设备包合同签订后，通知各主机或辅机厂家对有关热工设备最后定型。以上是我厂在热工设备招标过程中的一些经验，通过以上方式可以使电厂热工设备得以简化，大大减少备品备件，减少了对某些专业人员的依赖程度，从而为减少新电厂定员提供了依据，这些经验对于新建电厂是很有借签意义的。2.5SIS系统建设的几点建议随着电力体制改革的推行，厂网分开，竟价上网的局面将会形成，各发电集团公司可在自己管辖的少量有代表性的电厂中做试点，总结经验，不断完善，待各功能软件成熟后再大量推广。1）建立SIS信息网络将是不可扭转的，所以对于一般电厂（特别是新建电厂）采用总体规划，分步实施的原则，可以先建立SIS网络框架，设置一些数据库和性能计算等少量相对成熟的功能软件，随着技术的不断提高可补充其他功能的软件，比如负荷调度功能等，这就要求在搭建网络时要留有将来扩充完善的接口。2）SIS系统的功能不限于以上所提的方面，但在设置SIS的功能时要结合本厂的具体情况，不要造成投资的浪费，比如：机组负荷分配功能，对与机组数量多，又在同一个电压等级上，这时设置此功能就有必要，反之负荷分配的功能就不能得到充分的发挥。3）SIS系统和MIS系统分别采用相对对立的网络，之间的通讯靠两者的数据服务器相连和交换信息，这样可以减少网络的通讯压力，提高网络的独立性、可靠性和安全性。4）对全厂网络结构要统筹考虑，实现网络结构一体化，硬件要强调他的通用性、开放性和稳定性好的第三方产品，网络结构可以采用以太网或其他开放性网络。5）SIS系统的功能软件要具有良好的透明性和二次开发能力，以便于用户在生产期间根据需要不断的修改和开发。6）在功能上要避免重复开发，比如DCS具有机组在线性能计算，而SIS也有此功能，这就造成不必要的浪费，建议可将性能计算的功能只放在SIS系统来实现，使DCS只用来做监控。3 加强工程管理与协调热控专业施工作业项目，贯穿于从工程开工到168小时试运整个过程，但其大部分工作是以锅炉和汽机等工艺设备的安装工序为主线进行的，并且是在整体工程安装后期才形成高峰的，因此施工时间比较集中，有效工期短是本专业的施工特点。对此我们将充分利用P3、MIS等工程管理软件，有效利用资源，掌握好交叉作业和配合工序，及时完成相应的安装工作，并最终完成本专业的施工进度计划。好工程协调、管理工作，保证重要节点的实现热工专业安装和调试的关键阶段是在整个工程的后期，整个工程的重要节点就是DCS上电工作，他直接影响电气送电以及后续其他节点的实现。以下为沁北二期工程DCS进度情况沁北二期工程DCS系统由于种种原因在2006年12月底才开始招标，2007年1月17日签订技术协议，根据沁北二期工程进度，要求DCS的交货时间为：3号机和公用系统2007年3月20日，4号机2007年4月20日，这样的交货期在以往工程及进口DCS系统中是没有过的，这对ABB公司来说也是深感压力很大，要想实现这个目标需要ABB、甲方、设计方三方的通力协作，所以在签订技术协议的同时要求软件作态单位也参加，在签订技术协议后召开了DCS第0次设计联络会（即DCS启动会议），在会议中明确四方的技术联系人，明确了各个阶段的具体工作及时间安排，具体如下：1) 项目启动时间:2007/01/17;2) P*I图和I/O点提交时间:2007/01/28;3) 第一次设计联络会时间:2007/02/12;（硬件冻结）4) 1#机组开始硬件组装时间:2007/03/01;5) 1#机组具备调试时间2007/03/15;6) 1#机组工厂验收时间:2007/03/17;7) 1#机组拆卸时间:2007/03/18;8) 1#机组包装时间:2007/03/19;9) 1#机组发运时间:2007/03/20;10) 1#机组货到现场时间:2007/03/20;11) 2#机组安装开始时间:2007/04/01;12) 2#机组工厂验收时间:2007/04/15;13) 2#机组货到现场时间:2007/04/20.针对以上工作安排为了确保各个节点的顺利实现，组织检修、运行人员主动参与组态，从而实现了在第一次设计联络会中的硬件冻结，以及其他节点的完成，在我的精心组织下实现了 DCS的按期交货以及2007.6.10日3机组DCS上电和4机组2007.7.5上电，为调试工作打下了良好的基础。3.2合理划分各标段的施工界限热控专业在施工中最容易引起推诿扯皮的就是电缆的划分，所以要明确合理的划分各标段的施工范围，基本做到每根电缆都明确到单位。以沁北电厂为例：两台机组分别有两个施工单位施工。两台机组的电缆划分是这样的：#1机组标与#2机组标的连接电缆，该电缆的敷设及电缆标识和编号属#1机组标。#2机组侧的电缆接线由#2机组标承包单位施工。属供电电缆的，由供电侧负责敷设及标识，用电侧负责本侧电缆接线。#1、#2机组至辅助、辅助车间（含脱硫岛）的连接电缆，该电缆的敷设以及在对侧的电缆标识和编号属#1、#2机组安装标。电缆接线由辅助车间安装单位施工。施工分界未阐明的以施工图的专业分工为准。业主有权适当调整工程内容及范围。但应在开工前一个月书面通知承包单位，承包单位应无条件接受。#1、#2机组标段安装施工界限划分原则：原则上谁使用谁安装；公用设备原则由#1机组标段安装；电气系统、控制系统的盘柜：盘柜上口的电缆原则上由负责盘柜安