循环水泵汽轮机组iMEC系统

1、浙江卫星能源有限公司45万吨/年丙烷脱氢项目安全机组系统（iMEC）技术协议项目名称 丙烷脱氢制丙烯装置 单元名称 PDH装置 技术协议编号 SEC-TA-IP-2012031 用户名称：浙江卫星能源有限公司代表人签字：设计院： 代表人签字：供 应 商：北京康吉森自动化设备技术有限责任公司代表人签字：2015年4月 Ver 1.0iMEC/MEH系统主要任务是通过控制循环水泵汽轮机的转速来控制锅炉的给水流量。本项目采用CONSEN TMR三重化冗余容错控制技术的硬件平台，循环水泵汽轮机组采用一套iMEC/MEH系统。 iMEC/MEH系统保证与DCS通讯顺畅，所有显示画面、控制及操作在独立的操

2、作员站(OPS站)上实现。本项目iMEC/MEH系统在机组的下列运行方式下均应具有良好的性能：l 机组起动/停机；l 机组正常运行；l 变压（滑压）运行；l 定压运行；l 快速减负荷（RB）控制系统能满足下述性能指标要求：l 闭环转速控制范围：不小于10NH120NH（NH为循环水泵最高工作转速）l 转速控制精度：<0.1%NHl 转速定值精度：<0.1%NHl 静态特性：死区<0.1%NHl 动态特性：汽轮机转速跟踪转速定值滞后<0.1%NHA、iMEC/MEH 控制系统具有下列功能：l 自动升速控制iMEC/MEH系统能以操作人员预先设定的升速率自动地将汽轮机转速自

3、最低转速一直提升到预先设定的目标转速。l 循环水泵转速控制1）iMEC/MEH系统应能接受来自锅炉控制系统的给水流量需求信号，实现循环水泵汽轮机转速的自动控制。2） 转速控制回路应能保证循环水泵汽轮机自动地迅速冲过临界转速区。l 滑压控制随着主汽轮机所带负荷的升高，iMEC/MEH系统应能自动地实现循环水泵汽轮机汽源从高压汽源至低压的切换。反之亦然。倒换过程是渐进的，具有一定的重叠度。l 联锁保护液压系统的油压联锁、循环水泵汽轮机的超速保护等。l 阀门试验为保证发生事故时阀门能可靠关闭，iMEC/MEH系统至少具备对进汽门进行在线试验的功能。在进行阀门在线试验时，循环水泵汽轮机仍应能正常地运行

4、。l 跳闸试验iMEC/MEH系统应提供分别进行电超速跳闸试验和机械超速跳闸试验的手段，以判断超速保护系统功能是否正常。当进行电超速跳闸试验时，机械超速保护应被隔离。当进行机械超速跳闸试验时，电超速保护应不引起跳闸动作。l 自诊断功能iMEC/MEH系统具有自诊断功能，检出可能造成非预期动作的系统内部故障。l 系统故障切手操功能当发生系统内部故障时，iMEC/MEH系统应能自动地切换至手操，隔断系统输出，发出故障报警信号并指明故障性质。任何故障均不应导致循环水泵汽轮机不可控的加速和加负荷。l 系统组态功能应保证在线和离线两种方式均能进行系统组态。B、iMEC/MEH系统的运行方式l 基本原则i

5、MEC/MEH系统应设计成循环水泵汽轮机能以自动方式或手动方式进行起动，使转速从0升至约某一转速。超过此转速。系统应具备跟踪功能，以实现手动/自动运行方式之间的无扰切换。l 手动转速控制方式（软手动）在此方式下，由操作员控制HP（高压）和LP（低压）调速阀的位置。LP调速阀、HP调速阀依次打开。在下述情况下，系统进入此种方式：手动操作按钮进行切换；两个转速通道故障；HP或LP调速阀通讯出错；HP或LP进汽阀均未打开。l 操作员自动转速控制方式在此方式下，由操作员给出目标转速，iMEC/MEH系统能自动地将转速提升到目标值。任何一个转速通道故障都不应影响转速的自动控制。两个转速通道发生故障，则系

6、统将自动地切至手动方式。l 远方控制转速自动控制方式（接受给水控制系统指令）在此方式下，iMEC/MEH系统接受来自机组给水自动控制系统的指令进行转速自动控制。对于iMEC/MEH系统，接受来自机组给水自动控制系统的模拟信号指令。系统在切换至本方式之前，必须首先处于操作员自动方式。C、汽机启停和运行中的监视和操作功能l 基本要求 1) iMEC/MEH系统能连续采集和处理所有与汽轮机组的控制和保护系统有关的测量信号及设备状态信号。 2） iMEC/MEH系统的监视和操作系统至少有下列功能： 显示，包括工艺流程及参数显示，成组显示，棒状图显示，趋势显示及报警显示等； 制表记录，包括定期记录，操作

7、员请求记录等； 一一操作指导； 一一操作。l 显示、报警 1) 操作员站能综合显示字符和图象信息。机组运行人员通过操作员站/键盘实现对机组运行过程的监视和操作。 2） 操作员站上的画面能显示过程变量的实时数据和设备的运行状态。这些数据和状态更新时间不大于1秒。显示的颜色或图形随过程状态的变化而变化。棒状图和趋势图能显示在任意一个画面的任何一个部位上。 3） 提供对机组运行工况的开窗显示，滚动画面显示和图象缩放显示，以便操作人员能全面监视，快速识别并正确进行操作。 4） 显示操作采用多层结构，使操作人员能方便的翻页。 5） 在技术上相关的模拟量和数字量，组合成成组显示画面。成组显示有色彩增亮显示

8、和棒状图显示。 6） 棒状图画面是以动态棒状图的外形尺寸来反映各种过程变量的变化。当测量值越过报警限值时，越限部分变为红色并闪亮。 7） 一幅趋势显示画面中，在同一时间轴上，能采用不同的显示颜色，同时显示多个模拟量数值的趋势。 8） 报警显示按时间顺序排列。 报警点按不同的优先级别，用不同的颜色加以区分。 采用闪光、颜色变化等手段，区分未经确认的报警和已经确认的报警。 报警确认能通过一次击键完成。 在设备停运及设备启动过程中，考虑某些模拟量和数字量信号的“报警闭锁”功能，避免发生不必要的报警。 l 制表记录 iMEC/MEH系统的制表记录功能由程序指令或操作人员指令控制。系统数据库中所具有的所

9、有过程点均可制表记录。 1) 定期打印制表功能提供不少于50个变量的班报、日报和月报。 2）运行人员操作记录，记录运行人员在集控室对汽机进行的所有操作项目及每次操作的精确时间。 3）报警记录 所有出现的报警及报警恢复，均由打印机打印制表。 4）系统还具有运行人员请求打印记录及提供设备运行记录等功能。l 操作指导 系统能在操作员站上用图象和文字显示出机组正常起动、停运及事故跳闸工况下的操作指导，包括提供当前的过程变量值和设备状态，目标值，不能超越的限值，异常情况，运行人员进行的操作步骤，对故障情况的分析和采用的对策等。l 超速跳闸保护当汽轮机转速达到跳闸转速时，系统关闭主汽门、高压和低压调节门。

10、CONSEN TS3000iMEC/MEH系统介绍TS3000电液控制系统是专门用于循环水泵汽轮机的安全控制系统，它采用TRICON TMR三重化冗余容错控制技术的硬件平台，拥有康吉森公司多年来从事于电厂蒸汽透平机组控制的经验和专利技术，实现对蒸汽透平的各种控制如iMEC/MEH、DEH、ETS、TSI等。TS3000系统的结构为TMR三重冗余容错的硬件结构：TMR系统结构图TS3000系统的硬件核心是TRICON的三重模件冗余容错 （TMR）结构的控制器。TRICON系统有三个主处理器，每一个主处理器：CPU 32位、50MHZ，2 X 16M RAM，工作方式为3-2-1-0，其32 位浮

11、点协处理器的使用得到了TUV AK-6级的安全认证，系统中所有的I/O信号都经过硬件的三取二表决。系统所用软件为TRISTATION 1131，其支持TRICON系统过程控制和安全控制等各种功能块图库，这些功能块包括：模拟输入、指数滤波、PID、超前滞后、积分、中值选择、模拟输出、在线监视、打印及其它TRICON特殊的功能块，如调速控制模块、多阀控制模块等。CONSEN iMEC/MEH系统特点l 主处理器和I/O卡件完全三重化l 没有单点故障会造成系统失效l 独特的I/O逻辑槽位设计(提供工作和备用两个槽位)保障故障卡件全部在线更换l I/O卡件上的光隔器全部三重化l 32位芯片保证了系统的

12、快速运行l 高度的系统诊断覆盖率，诊断功能皆为系统内置，不需编写应用程序l 系统维护和故障诊断非常方便l 主处理器的更换与I/O卡件的更换一样方便l 按照IEC 61131-3标准设计的基于WinXP的编程软件使用方便，并提供离线模拟测试l 应用软件的在线修改通过TUV六级认证l 拥有专利的速度控制技术软件包l 良好的人机界面将显示动态工作点、流程图、报警指示等内容，并将为操作人员提供更便利、准确的操作条件l 毫秒级的SOE功能将为用户的故障及事件分析提供极大帮助l 灵活可变的规模将为系统的扩建提供极大便利并有效降低扩建成本供货清单（硬件设备清单和软件清单）康吉森公司将向用户按时提供1套完整的

13、iMEC/MEH系统，并负责整个项目的执行，包括为用户提供优良的项目管理，以及设计、硬件制造、机柜集成、系统组态、测试、培训、FAT、现场服务、SAT和开车服务。说明：1. 该供货范围为以控制系统机柜端子排为界；2. 系统根据主机厂提供的I/O清单进行配置iMEC/MEH系统。3. iMEC/MEH系统厂商保证整个系统的完整性。供货清单Item Product and DescriptionModelSourceiMEC/MEH1.00 主系统硬件 Tricon Main System1.01 主处理器模件Main Processor Module3008Invensys 1.02 通讯模件C

14、ommunication Module4351BInvensys 1.03 高密度主机架High Density Main Chassis8110Invensys 1.04 高密度扩展机架High Density Expansion Chassis8111Invensys 1.05 I/O总线扩展电缆I/O bus expansion cable9000CABLEPLUS1.06 电源模件等Power Module8312Invensys 1.07 空槽板Blank IO Slot Panel 8105Weidmuller 按实际需求1.08 数字量输入模件DI Module 3503EInv

15、ensys 1.09 数字量输入端子板ETP for DI Module StandardWeidmuller 1.10 模拟量输入模件AI Module 3720Invensys 1.11 模拟量输入端子板ETP for AI Module StandardWeidmuller 1.12 脉冲量输入模件PI Module 3511Invensys 1.13 脉冲量输入端子板ETP for PI Module StandardWeidmuller 1.14 数字量输出模件DO Module 3625Invensys 1.15 数字量输出端子板ETP for DO Module Standard

16、Weidmuller 21.16 模拟量输出模件AO Module 3805EInvensys 11.17 模拟量输出端子板ETP for AO Module StandardWeidmuller 12.00 控制室辅助设备2.02 工程师站(EWS)/SOE站Dell 2.13G主频,4GRAM, 500GHD, 1G独立显卡, 8xDVD-RW, 22" Flat LCDDell13.00 机柜间辅助设备3.01 系统机柜Size: 800(W)x800(D)x2100(H), mm, RAL7035wiring/terminals/breakers, etc.Rittal TS

17、8808Rittal13.02 系统电缆(主系统)Elco cable根CABLEPLUS193.03 端子柜/温变柜/继电器柜Size: 800(W)x800(D)x2100(H), mm ,RAL7035wiring/terminals/breakers, etc.Rittal TS8808Rittal23.04 冗余电源(单个) 24vdc Power Supply 20AWeidmuller23.05 继电器Relay Weidmuller按实际需求3.06 串行通讯电缆 (To DCS)Cable for Modbus RS485 Communication 50m/根CABLEPL

18、US23.07 以太网交换机,含连接附件Ethernet SwitchTSC23.08 温度变送器TC/RTD BarrierP+F/COSNEN按实际需求4.00 软件和工程资料Software and Documentation4.01 系统组态软件Tristation 1131 7254_9Invensys 14.02 SOE记录软件Sequence of Events (SOE) Recorder Software 7254_4Invensys 14.03 人机界面软件(开发版) HMI Software Development License Tri-view2.0Invensys 14.04 人机界面软件(运行