综合利用电厂数据采集与分散控制技术研究与应用.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 综合利用电厂数据采集与分散控制技术研究与应用综合利用电厂数据采集与分散控制技术研究与应用 华聚能源公司科学技 术研究成果验收材料 yanshoucailiao yanshoucailiao 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 目 录 一 任一 任 务务 的的 提提 出出 1 二 改二 改 造造 方方 案案 设设 计计 5 三 方三 方 案案 实实 施施 22 四 运四 运 行行 报报 告告 25 五 效五 效 益益 分分 析析 27 六 应六 应 用用 推推 广广 前前 景景 29 七 附录七 附录 35 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 一 任一 任 务务 的的 提提 出出 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 华聚能源南屯分公司 原南屯煤矸石热电厂 是原煤炭部 1985 年批 准的煤矸石发电 供热 综合利用节能项目 为全国首批煤矸石电厂 其 中 3 台锅炉均为江西锅炉厂生产的 JG 45 3 82 M 型流化床锅炉 3 台汽 轮机为青岛汽轮机厂生产的 C6 3 43 0 49 型抽汽式汽轮机 总装机容量 3 6MW 1991 年 2 月投产运行以来 取得了可观的经济效益和较好的社 会效益 为保证矿井生产及矿区人民生活用电 促进非煤产业的发展 缓 解就业矛盾 减轻环境污染作出了贡献 但随着时间的推移 设备老化 电厂的其常规控制系统日益显现出如 下问题 1 品种繁多 设备可靠性差 维护量大 可用性低 监控覆盖面不 够 2 运行人员不易全面及时监视 控制过程工况 影响机组的安全 稳定 经济运行 3 自动投入率低 一般为 50 左右 监视准确性差而且当机组运行 状况不稳时 无短时详细真实的数据记录作为分析依据 4 测点布置有待完善 不能完全反映机组运行状况 5 辅机联锁和保护采用硬接线方式 动作正确率低 可靠性差 维 护工作量大 6 控制室分散 不利于集中控制以及机组之间的协调运转 使得运 行值班人员多 负担重 近几年 由于电子技术和计算机技术的飞速发展 以计算机为核心的 分散控制系统 DCS 其准确性 稳定性和可靠性是常规机械仪表装置所 无法比拟的 DCS 在我国大中型火电厂机组上已得到广泛而成功的应用 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 采用 DCS 大大提高了机组自动化水平 使运行人员能及时 准确 全面地 监视和控制机组的运行工况 是保证机组安全经济运行不可缺少的条件和 手段 同时 随着企业的发展 提高热工自动化水平是创一流电厂 实现 文明生产的要求 而一流管理水平的硬件保证就是性能稳定可靠的设备 先进可靠的热控系统是电厂安全 经济运行的重要保证 随着市场经济的推动以及集团公司改革的步伐不断前进 为了提高 电厂自身的竞争能力 则必须在节能降耗和减人增效上下功夫 这也要求 将先进的自动化装置和控制策略引入小热电厂自动化系统 以适应竞争的 局面 热电厂是污染大户 在可持续发展战略的指导下 对热电厂的污染控 制和监督能力必须提高 自动化系统必须在提高燃烧效率 降低可害气体 方面发挥作用 并且进行实时的监测 为检查锅炉污染物的排放量提供准 确 可靠的数据 也为环保部门进行监督提供有力的依据 过去检查是按计划进行 今天要求按机组运行状态进行检修 以充分 发挥机组可能运行的时间 节减检修费用 这就要求自动化系统为预测检 修提供准确可靠的运行数据和状态 以便确定检修时间 综上所述 对热电联产机组采用先进的自动化控制是现代化电厂的 必然要求 采用 DCS 可使机组控制达到如下水平 真正实现以 CRT 为中心的机组监视和控制 在机组启停工况时 根 据人工指令自动完成工艺系统或辅助的程序启停 在机组异常工况时可自 动报警 进行联锁保护 确保机组安全 机组发生事故后 可对事故进行 追忆 在机组正常运行时 对有关参数进行扫描和数据处理 定时制表 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 实现自动调节 消除运行过程中产生的各种扰动 协调控制并维持机组应 达到的各项运行参数 以满足用户对机组的负荷要求 在少量值班人员 的就地配合下 在集控室内实现机组的启停操作和正常运行 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 二 二 改改 造造 方方 案案 设设 计计 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 一 南屯分公司系统现状 锅炉系统现状 锅炉系统现状 南屯分公司锅炉为 SHF35 39 450 型沸腾炉 江西锅炉厂 1989 年制 造 1991 年 2 月投运 设计蒸发量 35t h 汽包工作压力 4 31MPa 过热 器出口工作压力 3 82MPa 设计热效率 73 额定蒸汽温度 450 燃料 为低位发热量在 11333kJ kg 12500kJ kg 之间的劣质煤 矸石 燃料灰 份高达 50 目前存在以下主要问题 1 锅炉出力下降 热效率降低 运行成本高 锅炉出力达不到设计要求 加上多年运行 埋管 对流管等受热 面毁损 部分区域堵管率达 20 锅炉效率低 耗煤量大 发电标煤 耗高达 700g kWh 2 运行周期缩短 安全稳定性差 经常发生受热面泄漏和爆管 锅炉平均运行周期短 经检修后性 能未见明显改善 炉墙的严重变形 受热面的频繁泄漏已严重影响锅炉 的安全 稳定运行 更无法保证机组满发和冬季供热 影响矿区的供电 供热 3 锅炉检修费用高 由于锅炉故障频繁 大修周期缩短 基本上 2 年一次 每次停炉 50 天 大修费用在 60 150 万元 4 锅炉污染物排放超标 环保效益差 由于锅炉燃烧效率低 导致排烟温度高 排烟温度达 220 烟 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 气排放浓度高 另外 由于沸腾炉的燃烧技术缺点 无有效的脱硫 脱 硝工艺 锅炉污染物排放易超标 由于燃烧效率低 炉灰和炉渣中含碳 量非常高 5 控制系统及辅机技术落后 控制系统采用手操系统 控制功能简单 基本无自动调整和保护功 能 不利于锅炉的安全和稳定运行 需运行人员较多 工人劳动强度大 辅机设备落后 经过长期运行故障频出 电机为淘汰的高耗能产品 汽机系统现状 汽机系统现状 汽轮机为 C6 3 43 0 49 型抽汽式汽轮机 采用母管制运行方式 1 机操作盘与 2 炉在同一集控室内 2 机操作盘与 3 炉操作盘在同一集 控室内 3 机单独一集控室 布置比较分散 同时 由于运行时间较长 操作盘后仪表管路腐蚀严重 电缆老化 端子排标示字迹模糊不清 大大 增加了维护工作量 综上所述 锅炉系统 包括热工系统 需全面改造 这正好可以同步 实施锅炉 DCS 控制改造 同时为汽机热工系统改造创造了有利条件 二 设计规划 根据我厂实际情况 我厂不可能全厂停产来实施改造工程 既要保证 公司生产任务的完成 又要保证改造工程顺利完成 难度较大 为尽量将 改造工程对公司生产任务的影响将到最低 我们经过研究决定将整个工程 分为几大部分分步实施 1 1 锅炉 DCS 在 1 锅炉岛改造工程中同步进行 1 锅炉热工系统 2 3 锅炉 DCS 在 3 锅炉岛改造工程中同步进行 3 锅炉热工系统 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 3 汽机 DAS 在 3 锅炉改造过程中 分公司经济运行方式为 两炉 两机运行 一台汽机停运 这样就为汽机 DAS 改造提供很好的时机 可以 分步进行 3 改造 2 DCS 在 2 锅炉岛改造工程中同步进行 2 锅炉热工系统 改造方案设计 1 集控室布置方案集控室布置方案 根据现场条件 3 台锅炉集控室仍布置在原位置 3 台汽轮机集中在 一个控制室内 所有集控室均重新装修布置 室内的控制台采用独立式结 构 并排安装在一起 使控制室美观 大方 相应的运行人员将大幅度的 减少 将极大的提高机组的控制水平和劳动生产率 1 1 炉控制室 布置有 DCS 柜一面 外配柜一面 后备盘一面 操作台 3 个 电动 门操作柜一面 2 3 控制室 布置有操作台 2 个 3 汽机集控室 操作室布置有操作台 5 个 电子间布置有 DAS 柜和外配柜各一面 休息室一个 4 2 控制室 布置操作台 2 个 DCS 柜和外配柜各一面 值得一提的是 在 1 炉控制室内布置了一面后备盘 一般采用后备 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 手操的目的是为了在 DCS 死机的情况下继续维持机组的正常运行 但若达 到此目的需要布置大量的后备手操 既不经济又不美观 采用 DCS 后 联 锁保护全部由 DCS 实现 只要在操作台上布置紧急停机和紧急停炉按钮 确保机组的安全运行 且电子技术和计算机技术的飞速发展 使 DCS 的准 确性 稳定性和可靠性有了很大的提高 它的稳定性和安全性是常规自动 化装置所无法比拟的 这样省略了后备手操柜 既经济又美观 但考虑到我厂人员此前对先进的控制系统了解太少 部分人员即使是 对电脑的使用也还很生疏 综合以上考虑 我们拟定 1 炉配备有后备盘 并通过 1 炉改造工程加强对职工的培训 并且在实际运行中检验 DCS 系 统的可靠性 这样 在其它锅炉和汽机改造时 就可以根据实际情况决定 是否有必要设置后备盘 后备显示盘上的仪表独立于 DCS 即由独立的一 次仪表直接向后备仪表送信号 屏上的热工及电气信号报警器 热工 电 气报警信号统一 2 DCS 配置配置 1 系统介绍 根据小热电机组的规模 一般一台锅炉配置一套操作员站 一台汽机 和发电机系统配置一套操作员站 全厂公用系统配置一套操作员站 全厂 配置一套工程师站 但随着机组台数的增加 操作员站的数量可以适当减 少 例如 三炉两机和公用系统 一般配置 5 套操作员站和一套工程师站 即可满足运行需求 但由于我厂为改造项目 所以需要根据实际情况来进 行布置 既要保证系统正常运行 又要节省投资 以免造成不必要的浪费 1 锅炉系统 因为工程分步实施 1 炉是首先开始 所以 1 炉配 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 置有一台操作员站和一台工程师站 工程站平时可作为一台操作员站使用 汽机系统 每台汽轮机配置一套操作员站 热网系统配置一套操作 员站 除氧系统配置一台操作员站 暂时用热网系统也充当工程师站 3 锅炉系统 配置一台操作员站 一台工程师站 此工程师站为 全厂的工程师站 并兼做 3 炉操作员站 2 锅炉系统 配置两台操作员站 操作员站和工程师站配进口 Dell Pentium 4 2GHZ 工控机 128M 内存 40G 硬盘 40 CDROM 1 纯平大屏幕显示器 1280 1024 分 辨率 专用薄膜键盘和光电鼠标作为操作员站 组成过程监控系统的全 功能操作站 任一操作员站的功能可在另一操作员站上完成 整套系统配 一台打印机 用于打印记录报表 报警数据 历史曲线等 操作员站具有显示管理功能 可以显示系统总貌 分组显示 回路显 示 报警显示 系统状态显示 用户定义的生产流程动态显示 相关参数 显示等 同时可进行操作信息 系统状态信息 生产记录信息和统计报表 等的打印 系统具有 MIS 系统接口 可以将 DAS 的实时数据方便地传送到企 业 MIS 站 工程师站是专门为工程师配备的 用于修改控制策略 完成系统功 能组态等 工程师站设置有组态软件保护密码 以防一般人员擅自修改控 制策略 应用程序和系统数据库 根据我厂的实际情况 1 炉位于一个控制站中 用一套冗余配置 的控制器 3 机和 1 机以及热网 除氧位于同一控制站中 公用一套冗 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 余配置的控制器 除氧系统明年完成 2 机及 3 锅炉位于同一控制站 中 公用一套冗余配置的控制器 由于小热电机组的 I O 点数较少 可能每台机组的某种类型的每块 I O 模件数量很少 不能实现危险分散的目的 所以 I O 模件的点数不宜 超过 8 点 操作员站 工程师站和分散处理单元 CPU 接在两条冗余的 LIN 网上 网络结构采用客户站方式 即任一操作员站和工程师站都有数据处理和存 储能力 任一台操作员站和工程师站故障均不影响其他操作站的正常工作 DCS 系统有 100Mbps ENTHERNET 网接口 整套控制系统有三个控制站 每个控制站配 1 只电源柜 含 UPS 负责提供 220VAC 电源分配 三个控制站通过集线器连接起来 这样三个 独立的系统就连接在一起 形成一个整体 整套系统根据投资和所选设备情况 可以选择是否采用冗余配置方案 冗余配置包括电源冗余 通讯网络冗余 控制器冗余和整个系统的操作站 与操作站之间相互冗余 以保证系统的高可靠性 以太网络接口 系统提供以太网络接口 可与全厂管理网络 MIS 实现 连接 2 规格型号和技术参数 系统简介 系统简介 浙大中控的 SUPCON JX 300X 系列集散控制系统采用高性能的微 处理器和成熟的先进控制算法 具备了高速可靠的数据输入 输出 运算 过程控制功能和 PLC 联锁逻辑控制功能 能适应广泛复杂的应用要求 是 一个全数字化 结构灵活 功能完善的新型开放式集散控制系统 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 JX 300X 的基本组成包括工程师站 ES 操作站 OS 控制站 CS 和通讯网络 SCnet II 通过多功能计算站 MFS 和相应的应用软 件 Advantrol PIMS 可实现与企业管理计算机网的信息交换 实现企业网 络 Intranet 环境下的实时数据采集 实时流程查看 实时趋势浏览 报警记录与查看 开关量变位记录与查看 报表数据存储 历史趋势存储 与查看 生产过程报表生产与输出等功能 从而实现整个企业生产过程的 管理 控制全集成综合自动化 系统性能系统性能 工作环境 工作温度 0 50 工作湿度 10 90 RH 无 凝露 高度 海拔 2000m 振动 工作 0 1 振幅 5 17Hz 2 5G 峰值冲击 17 500Hz 电源性能 双路供电 85 264VAC 47 400Hz 最大 600W 功 率因数校正 符合 IEC61000 3 2 操作站 工程师站和多功能站 200 250VAC 50Hz 最大 500W 接地电阻 普通场合 4 大型用电场合 1 运行速度 采样和控制周期 100 毫秒 0 5 秒 双机切换时间 0 1 秒 双机冗余同步速度 1Mbps 系统规模系统规模 1 1 锅炉 DCS 系统 控制回路 18 个自定义回路 程序空间 4Mbit Flash ROM 数据空间 4Mbit Flash SROM 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 自定义开关量 44 个 内部开关触点 自定义 2 字节变量 15 个 int sfloat 自定义 4 字节变量 0 个 long float 自定义 8 字节变量 6 个 sum 控制区域 1 个控制站 2 个操作站 AO 模出点数 13 点 AI 模入点数 67 点 DI 开入点数 44 点 DO 开出点数 24 点 总容量 148 点 备用容量 68 点 2 汽机 DAS 系统 四个操作员站 OS 两个控制站 CS 程序空间 4Mbit Flash ROM 数据空间 4Mbit Flash SROM AI 模入点数 170 DI 开入点数 76 DO 开出点数 39 自定义 1 字节变量 52 个 自定义 2 字节变量 32 个 自定义 8 字节变量 19 个 自定义控制方案 22 个 联锁回路 6 个 保护回路 6 个 总容量 287 点 3 3 锅炉 DCS 系统 控制回路 18 个自定义回路 程序空间 4Mbit Flash ROM 数据空间 4Mbit Flash SROM 自定义开关量 44 个 内部开关触点 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 自定义 2 字节变量 15 个 int sfloat 自定义 4 字节变量 0 个 long float 自定义 8 字节变量 6 个 sum 控制区域 1 个控制站 2 个操作站 AO 模出点数 15 点 AI 模入点数 70 点 DI 开入点数 45 点 DO 开出点数 25 点 总容量 155 点 备用容量 70 点 3 DCS 功能功能 机组以操作员站的 CRT 和键盘为监控机组的主要方式 即机组监 控以自动和操作员站 软操 为主 辅以少量重要回路手操的操作方 式 CRT 监视取代常规表计 实现机组的启停及事故处理 锅炉全面 采用 DCS 系统功能 汽机仅采用 DAS 系统功能 1 采集数据 它通过操作员站实现过程参数的集中监视 管理 DAS 应具有各种 方式的显示 记录 历史数据存贮检索 在线性能计算 操作指导等功能 功能十分丰富 完善 汉字显示功能 使运行人员能直观 简捷地处理各 种运行工况 2 闭环控制 MCS MCS 完成机组调节回路和相关超驰联锁控制 使机组重要过程参数维 持在最佳值 采用 DCS 后 许多复杂调节回路 如机组协调控制 给水全 程 过热汽温 主蒸汽压力等 可以选用先进的控制算法模块 如 分段 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 控制 前馈 反馈等 改善调节回路的控制品质 小热电的主要控制回路有 小热电的主要控制回路有 燃料调节系统 送风自动调节系统 引风 炉膛负压 调节系统 给水控制系统 汽温控制 除氧器水位控制 循环流化床温度控制 循环流化床层厚度 差压 控制 辅机程控系统辅机程控系统 主要采用如下三种基本控制方式 设备级控制 即对某个设备如电动门 电磁阀和电动机进行单独的 启 停或开 关 设备级联锁 包括 互为后备设备的自动启停控制 泵与出口电动门的联锁 汽包紧急放水联锁 除氧器紧急放水联锁 锅炉辅机间的跳闸联锁 主蒸汽压力高自动打开排汽阀 除氧器压力保护联锁 给水泵跳闸保护联锁 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 子组级控制 子组级控制在设备控制级之上 对有关的设备及其 相关的门 油系统进行顺序控制 如送风机子组项 控制设备包括送风机 马达 送风机出口档板等 3 锅炉安全保护系统和汽机超速保护紧急跳闸系统 其逻辑控制装置首要性能指标是可靠性 保证在机组出现故障时保 护装置能正确 可靠的动作 4 热网计量管理系统 1 系统用途 热网计量管理系统主要用于对分布式热网系统的流量进行计量 为 贸易结算提供依据 由于蒸汽热用户可能分布在数公里范围内的不同地点 常规的蒸气流量测量系统仅能对单个热用户的用汽量进行计量 无法对热 网进行全面的监视 而且由于人工抄表结算工作流程中 数据的传递环节 多 抄表时间较难统一 人为因素干扰大 容易出错 因此在关系到供用 汽双方切身的经济利益上易引起纠纷 而热网计量管理系统采用先进的计 算机及通讯技术相结合 不但可以对每个热用户的用热量进行就地计量 又能在供热量的源头完成对热网的所有热用户进行集中监视 从而将传统 的计量系统带来的弊病降到最低 又起到了减员增效的目的 2 系统组成 热网计量管理系统由就地流量测量系统 通讯网络和上位机计量系 统组成 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 就地流量测量系统就地流量测量系统 由节流装置 变送器 智能流量计和仪表箱组成 由智能流量计显 示当地的蒸汽压力 温度 流量和累计流量 热量和累计热量 并对蒸汽 流量 热量 进行温度 压力补偿 校正 智能流量计配有各种通讯接 口 可通过多种通讯网络将数据传送到 DAS 系统 DAS 系统系统 DAS 通过通讯接口接受数据 可以进行热网系统管线图的显示 各 热用户的温度 压力 流量和累计流量 热量和累计热量的显示 热网系 统总流量与各热用户流量之和的偏差 各热用户一个月之内的热负荷 供 汽压力 温度 历史曲线 5 配供设备 1 变频调速控制 变频调速控制系统通过改变电机电源的频率 来改变电机的转速 从 而改变泵的出力以达到控制目的 泵 电机 的启动 均可实现软启动 即随着电压频率的逐步上升 电流逐步增加 避免了启动时的冲击电流 延长了电机寿命 电机转速平 稳 没有飘移 由于调速运行中 泵的转速一般小于额定转速 这样减少了轴承磨损 发热现象 延长了泵的使用寿命 保护功能完善 有过流 过压 短路 过热 缺相 失速 瞬时断电 过负载的保护功能 并有开机自检 故障记忆等功能 提高了设备的安全 系数 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 节约泵的用电约 45 以上 根据流体力学原理 轴功率与转速的立方 成正比 当流量只需 80 时 转速可下降到 80 所需轴功率只需 0 8 3 0 512 即为额定功率的 51 7 小热电变频调速控制系统应用场合如下 低加疏水泵变频调速控制系统 灰浆泵变频调速系统 凝结水泵变频调速控制系统 送 引风机变频调速控制系统 给水泵变频调速控制系统 给粉机 给煤机变频调速 2 2 液偶调速系统 液力偶合器也是一种经济合理的节能调速装置 其原理是调速液力偶合器是以液体为介质来传递功率的传动装置 通过改 变偶合器工作腔内液体的充满度 使原动机转速不变的条件下 实现被驱 动机械的无级变速 功能有 1 保护电机 提高电机启动能力 2 缩短电动机启动时间 改善起动性能 减少启动平均电流 3 减少启动的冲击和震动 具有过程保护作用 4 在多机驱动系统中能均衡个电极的负荷 5 结构简单 运行可靠 无机械磨损 使用寿命长 工作特点 1 用于需要调速的流体机械 如风机 泵类 时 有显著的节电效果 节电率可达 20 40 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 2 能使电动机空载起动 又能利用其尖峰力矩作启动力矩 提高其起 动能力 缩短电动机启动时间 而使工作机滞后于电机缓慢起动 3 用于多机驱动时 能协调功率平衡 减少电网冲击电流 4 隔离扭振 减缓冲击 防止动力过载 保护电机 工作机 不会因 过载而损坏 5 易于实现对工作机的遥控和自动控制 操作方便 6 提高工作机的使用寿命 减少噪音 改善了劳动环境 投资少 简 化电器设备 降低运行费用 7 结构简单 可靠 无机械磨损 能在恶劣的条件下工作 无需特殊 维护 使用寿命长 小热电液偶调速控制系统应用场合如下 灰浆泵调速系统 送 引风机调速控制系统 给水泵调速控制系统 4 其它附属系统设计其它附属系统设计 一 电气系统设计 锅炉 汽机操作台电气控制回路设计 DCS 系统交直流电源系统设计 辅机设备控制回路设计 电缆及桥架设计 各种泵控制回路设计以及各种 联锁控制回路 二 热控系统设计 系统组态设计 仪表管路设计 电缆及桥架设计 系统接地设计 三 施工方案设计 1 1 锅炉 DCS 系统 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 1 1 炉控制室 拆除原 1 炉操作盘 重新装修 安装新操作台 DCS 柜和外配柜 安装后备盘 2 系统设计 建立一个控制站 由主控制卡 数据转发卡 I O 卡件 供电单元等构成 负责采集并处理现场信号 设立一个操作站 由工业 PC 机 CRT 键盘 鼠标 打印机等组成 的人机系统 是操作人员完成过程监控管理任务的环境 高性能工控机 卓越的流程图机能 多窗口画面显示功能可以方便地实现生产过程信息的 集中显示 集中操作和集中管理 设立一个工程师站 它是为专业工程技术人员设计的 内装有相应 的组态平台和系统维护工具 通过系统组态平台生成适合于生产工艺要求 的应用系统 具体功能包括 系统生成 数据库结构定义 操作组态 流程图画面组态 报表程序编制等 使用系统的维护工具软件实现过程控 制网络调试 故障诊断 信号调校等 工程师站还可以作为操作员站使用 控制站 操作站 工程师站通过过程控制网实现连接 完成信息 控制命令等传输 该网络采用双重冗余设计 使得信息传输安全 高速 2 汽机 DAS 系统 1 汽机集控室 拆除原中央空调室的中央空调 将原 3 机控制 室及中央空调室合为一室并重新装修为新汽机集控室 2 系统设计 3 机和 1 机以及热网 除氧位于同一控制站中 除氧系统明年完成 2 机及 3 锅炉位于同一控制站中 每台机配置 一台操作站 除氧 热网各配置一台操作站 其中热网操作站在汽机 DAS 系统安装调试期间 暂时充当工程师站 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 3 分布施工设计 为保证南屯分公司生产任务 汽机 DAS 系统改 造分布实施 先进行 3 机 DAS 系统改造 3 机试运 24 小时正常后停运 1 机 开始 1 机系统改造 1 机试运 24 小时正常后停运 2 机 开始 2 机系统改造 2 机试运 24 小时正常后 可根据分公司实际情况停运 一台机 开始热网系统改造并试运 4 系统连接 因 2 机与 1 机 3 机分属不同控制站 为进一 步加强系统运行可靠性以及以后企业 MIS 网的需要 两个系统应连接起来 2 机试运正常后 即可做好安全措施 进行系统连接 3 3 锅炉 DCS 系统 1 3 炉控制室 拆除原 3 炉操作盘 重新装修 安装新操作台 2 系统设计 与 2 汽机公用一个控制站 负责采集并处理现场 信号 配置一个操作站和 一个工程师站 4 系统整合 3 炉 DCS 改造完成后 由于 3 炉与 2 汽机公用一 个控制站 已经将 3 炉 DCS 和汽机 DAS 连接在一起 为使全厂自动控制 系统成为一个整体 需要将独立的 1 炉 DCS 系统也连接起来 在硬件上 需要冗余网线将 1 炉控制站和汽机控制站连接起来 在软件上 需要修 改组态 形成一个统一的组态文件 如此 全厂只需配置一台工程师站即 可全面维护系统功能 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 三 方三 方 案案 实实 施施 一 施工进度 1 1 锅炉 DCS 系统 1 系统组态 8 月份之前 已完成系统组态 2 安装调试 9 月 18 日 19 日 完成操作盘 主机柜 外配柜 后备盘安装 9 月 20 日 10 月 17 日 完成现场一次测量元件安装 10 月 18 日 11 月 6 日 完成电缆敷设 电缆整理及接线 11 月 7 日至 11 月 20 日分步调试以及整体调试 11 月 21 日 1 炉启动点 火试运行 2 汽机 DAS 系统 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 1 汽机集控室装修 2 系统组态 2004 年 4 月 22 日签订技术协议 7 月前 完成系 统硬件组态设计 包括 JX 300X 卡件选型及布置 8 月初 完成 3 机软件组态 9 月 10 日前 完成 1 机软件组态 10 月前完成 2 机及热网软件组态 3 汽机 DAS 系统安装调试 如下表所示 三机三机 DAS 系统改造工作完成时间系统改造工作完成时间 完 成 时 间 序号工作内容 3 机1 机2 机热网 1操作盘 主机柜 外配柜安装8 98 99 25 2电缆敷设8 10 8 118 20 8 219 278 19 8 20 3电缆整理8 16 8 178 229 288 22 4室内主机柜 外配柜接线8 19 8 208 23 8 249 29 10 28 23 8 24 5现场接线8 22 8 249 14 9 179 29 10 210 5 6保护盘接线8 248 269 30 7操作盘接线8 248 269 308 26 8汽机保护调试8 259 2010 3 9变送器安装 取压管焊接8 169 14 9 169 28 9 29 10电动门接线 调试8 229 16 9 2010 2 10 3 11执行器调试10 4 12凝泵 齿轮油泵调试8 20 8 229 18 9 2010 2 10 3 13接地线8 308 3110 4 14上电 调试8 309 2010 410 4 15 启机9 79 2210 1 4 通过 1 炉运行情况证明 系统运行比较稳定 可靠性高 所 以后备盘所起到的作用被大大减弱 为了降低成本 增加空间 使集控室 更加美观 综合考虑后决定汽机 DAS 和 3 炉 DCS 均撤消后备盘的配置 3 3 锅炉 DCS 系统 1 系统组态 10 月份之前 已完成系统组态 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 2 安装调试 10 月 5 日 12 日 完成现场一次测量元件安装 10 月 10 日 完成操作盘安装 10 月 11 日 17 日 完成电缆敷设 电缆整理 10 月 18 日 24 日 完成室内主机柜 外配柜接线 现 场接线 10 月 25 日至 11 月 15 日分步调试以及整体调试 4 2 锅炉 DCS 系统 待 2 锅炉系统改造时完成 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 四 四 运运 行行 报报 告告 截止到 2005 年 2 月 5 日的时间内 1 炉 DCS 正常运行 14 个月 汽 机 DAS 正常运行 4 个月 3 炉正常运行 3 个月 经过长时间运行检验 锅炉 DCS 系统和汽机 DAS 系统完全满足机组运行的需要 达到设计要求 说明该系统整体设计是合理的 设备选型能满足安全 稳定运行的需要 并且施工过程并未影响分公司生产任务的完成 通过运行调试 充分展示了微机控制系统的特点 1 保留原有测量元件 采用微机监控实时采集数据 取代原机械式 显示仪表 提高了显示精度 确保汽机处于安全 稳定 高效运行状态 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 2 新建集控室 窗台明亮 环境优雅 双层玻璃隔音效果好 为运 行人员创造了良好 舒适的工作环境 3 实时流程查看 实时趋势浏览 报警记录与查看 开关量变位记 录与查看等功能令运行人员及时全面真实了解和掌握汽机运行状态 迅速 调整 保证安全运行 详见附录一 二 三 4 历史趋势存储与查看 报表数据存储与输出 操作一览的存储与 输出等功能令管理人员对运行状况以及运行人员调整方式进行准确分析提 供可靠数据依据 详见附录四 五 六 5 采用先进的控制算法 实现自动调节 消除运行过程中产生的各 种扰动 协调控制并维持机组应达到的各项运行参数 保证机组安全稳定 运行 降低工人劳动强度 详见附录七 6 预留备用余量 可随时根据需要对系统进行扩展 提供在线修改 功能 使维护人员可在线修改组态而不影响系统运行 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 五 效五 效 益益 分分 析析 1 选用浙大中控的 SUPCON JX 300X DCS 系统 浙大中控的 SUPCON 系列控制系统 融合了最先进的自动化技术 计算机技术 通信技术 故障诊断技术 冗余技术和软件技术 具有成本低 可靠 性高 使用方便 安装简单 维护容易等特点 特别是使用中文界面 简单易学 容易接受 2 由于 DCS 的自动化 相关岗位实现了集中控制和自动控制 减少了岗位运行人员 7 人 按照华聚能源公司 2004 年工资水平 3 万 元 人 年 每年可节约 21 万元 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 3 由于全厂 DCS 系统改造工程完成后 已取得了良好的社会效 益 首先是改善了运行工人的劳动环境 降低了工人劳动强度 提高 了现场文明形象和质量标准化水平 提高了激发了工人劳动热情 其 次是采用微机监控系统 可靠性高 大大降低了维护工作量 三是三 台机位于同一控制室内 便于汽机系统整体协调运转 提高汽机运行 的安全性与可靠性 4 值得一提的是 南屯分公司是热电联营得老电厂 采用先进得 微机自动控制系统是在原有的基础上改造 既要保证尽可能不影响生 产 又要确保工程快速 顺利完成 有一定难度 而浙大中控的 SUPCON JX 300X 系列集散控制系统支持在线修改功能 为工程分步实施提 供了可行性 通过合理施工方案设计 合理施工安排 分公司顺利地完成 了分步改造工程 将工程改造对生产的影响降到了最小 仅此一项 就可 为分公司争取巨大的效益 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 六 六 应应 用用 推推 广广 前前 景景 一 辅助车间 输煤化水除灰 集中控制应用 1 概述 当今火电厂或热电厂机组炉 机 电的运行和管理水平不断提高 分 散控制系统 DCS 以其可靠 高效 方便的特点在电厂应用中取得了良 好的效果 其极高的可靠性 丰富的控制功能和对运行操作的简化为减员 增效提供了诸多的方便 极大的提高了电厂的运行 管理水平 并且正向 电厂的辅助系统全面渗透 许多新建工程 尤其是 2000 年以后新建的电 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 厂 提高全厂运行 管理水平 减员增效的思想贯穿整个设计过程 人们 已越来越重视提高辅助系统的自动化水平 合理的按工艺系统或地理位置 设计控制系统或控制点 实现全 CRT 监控 提高系统运行安全性和经济性 增强电厂的市场竞争力 此外 提高辅助系统的自动化水平 在辅助车 间采用计算机监控系统 这也为实现全厂监控和管理信息系统网络化提供 了条件 目前许多大型火电厂根据各自的情况 在不同的程度都已考虑和采取 了提高辅助车间控制水平的措施 如 除灰除渣 化学补给水处理 废水 及污水处理 输煤等较复杂或操作设备较多的辅助系统均采用 PLC CRT 站 的监控方式 循环水泵房设备的控制由机组的 DCS 完成 汽水分析采用计 算机 数据采集系统 代替原来的常规二次仪表 但这些并没有充分发挥 计算机控制的优势 各控制系统的监控完全相互独立 没有充分的考虑资 源的共享 造成浪费 控制系统设备型式多样 生产维护不便 同时 当 今辅助车间的控制方式为车间集中控制方式 这也存在许多缺点 各辅助 车间都设有控制室 每个车间都需要固定的 2 3 名运行值班员 不仅运 行管理不能集中 而且暖通等附属设施设置繁多 从而造成人力 物力资 源的浪费 根据自动化装置和控制系统的发展趋势 近年来 热工自动化技术得 到了迅速发展 一些电厂已经开始进行将水 灰 煤集中控制或直接在主 机控制室控制 为了适应时代的发展 我们进行充分而仔细的论证 认为 实施辅助车间 输煤化水除灰 集中控制是十分可行 2 辅助车间集中控制方案 一般工程辅助系统和辅助车间有 输煤系统 燃油泵房 气力除灰 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 水力除灰 除渣系统 电除尘器 化学加药系统 汽水取样及分析系统 锅炉补给水系统 废水及污水处理系统 综合水泵房 暖通系统 空压站 和循环水泵房等 取消输煤 化水和灰渣等各个分散的控制室 在集控室设置一面电视 墙 安装彩色电视监视器 在水 灰 煤处理集中控制点设有闭路电视监 视系统 对系统中无人值班而又重要的设备或区域进行辅助监视 在电视 墙的前面安装操作员站 用以监控输煤 化水和灰渣系统 并进行闭路电 视的切换 输煤系统设置一套独立的控制站 考虑到电厂的输煤皮带长度等实际 情况 转运站 原煤仓及输煤配电间等处设置四个远程 I O 站 化水系统设置一套独立的控制站 U 安装在化水控制室 考虑到电厂 水处理系统的物理分布 在综合泵房 汽水取样及分析室 暖通系统 废 水及污水处理系统等处设置若干个远程 I O 站 每台锅炉的气力除灰系统 水力除渣系统设置一套独立的控制站 对 整个灰渣系统进行集中监控 在空压机房 气力除灰系统 水力除灰系统 和电除尘器等处设置若干远程 I O 站 设置远程 I O 站的目的可以节省大量电缆 安装材料和施工费用 控制站通过冗余的通讯网络联结到操作站 使运行人员通过操作站对 整个煤系统进行集中监控 在控制点合并后 一些现场无固定人员值班的车间需要定时巡视 在 煤 灰系统设有闭路电视监视系统 对系统中无人值班而又重要的设备或 区域进行辅助监视 减少巡检工作量 当电厂设有厂级监控系统时 煤系统 灰系统处理系统与厂级监控系 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 统连接 向电厂高级管理层直接提供有效的实时生产管理信息 实现高效 率的生产管理 3 辅助车间集中控制方案经济效益 1 控制系统合并后 原来采用常规控制设备的车间 系统均改用 D CS 这样各控制点可统一采用 CRT 键盘等操作界面 减少常规操作盘和 控制电缆 大大提高了控制系统的可靠性和自动化水平 2 由于统一采用了 DCS 各控制系统可分别与厂级监控系统连接 为实现全厂控制系统网络化提供了条件 3 控制系统或控制点合并后 其它专业如暖通 建筑 照明等 由于控制室的减少其投资也相应减少 4 由 DCS 代替了多种类型的 PLC 设备种类减少 备品备件费用降 低 为维护带来极大的方便 5 充分地利用 DCS 功能 可使系统控制 联锁 保护设计得非常 完善 操作简化 减少运行人员的劳动强度