OC 6000e在元寶山600MW上的應(yīng)用

摘要：元寶山發(fā)電有限責(zé)任公司2號機(jī)組自動(dòng)化控制系統(tǒng)1986年隨主機(jī)投運(yùn)，至今已經(jīng)運(yùn)行24年，自動(dòng)化控制系統(tǒng)未進(jìn)行過較大范圍的技術(shù)改造。由于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路及硬件功能的限制，致使2號機(jī)組無論在安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性方面均與同類機(jī)組存在較大差距。一次調(diào)頻、機(jī)爐協(xié)調(diào)、遙調(diào)（AGC）等網(wǎng)調(diào)要求的基本控制功能無法實(shí)現(xiàn)，主要輔機(jī)變頻等節(jié)能措施不能實(shí)施。經(jīng)過充分論證，DCS控制系統(tǒng)選用新華控制工程有限公司的OC 6000e Nexus 分散式監(jiān)控系統(tǒng)。2號機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)改造功能主要包括MCS、FSSS、SCS、ECS、BMS、BSC、TSC、SCR、ASH等。

關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)控制系統(tǒng);OC 6000e Nexus 分散式監(jiān)控系統(tǒng);DCS系統(tǒng);操作員站

1、元寶山發(fā)電有限責(zé)任公司2號機(jī)組DCS控制系統(tǒng)簡介

鍋爐調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)采用德國西門子公司80年代生產(chǎn)的Teleperm C組件儀表;爐輔機(jī)順控和燃燒器管理系統(tǒng)是采用德國楊森公司專門為2號機(jī)組設(shè)計(jì)生產(chǎn)的繼電器邏輯功能板;汽機(jī)側(cè)輔機(jī)順控和吹灰系統(tǒng)均采用單獨(dú)繼電器組建的邏輯實(shí)現(xiàn);電氣監(jiān)控系統(tǒng)仍停留在常規(guī)儀表、光字牌、操作臺(tái)的設(shè)備水平上，控制邏輯通過繼電器硬接線實(shí)現(xiàn);直流系統(tǒng)電壓分為24V、48V、220V三個(gè)電壓等級，目前充電器出現(xiàn)不能穩(wěn)壓、電壓波動(dòng)嚴(yán)重;6KV切換裝置為早期的微機(jī)化產(chǎn)品;低壓廠用變和部分6KV設(shè)備配備電氣機(jī)械式電度表。以上設(shè)備經(jīng)過20多年運(yùn)行，電子元器件老化、抗干擾能力下降、繼電器接點(diǎn)氧化和拉弧等問題日益嚴(yán)重，備品備件采購難度越來越大，在性能上也不能滿足目前機(jī)組監(jiān)控及管理的需要。

由于控制系統(tǒng)設(shè)備型式陳舊、功能落后和設(shè)備老化，目前無論中央控制系統(tǒng)還是就地測量、控制設(shè)備都存在很多問題，導(dǎo)致自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動(dòng)投入率很低，保護(hù)系統(tǒng)可靠性差，拒動(dòng)和誤動(dòng)現(xiàn)象頻繁發(fā)生，無法適應(yīng)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度需要。

2、元寶山發(fā)電有限責(zé)任公司2號機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)改造后情況

2.1 DCS控制系統(tǒng)硬件及軟件配置

2號機(jī)組DCS 采用新華控制工程有限公司的OC 6000e Nexus 分散式監(jiān)控系統(tǒng)。

系統(tǒng)配置如下：

共配有30對控制站，各控制站CPU冗余配置。各控制站主要功能如下：

1號控制站（DPU01）：鍋爐保護(hù);

2號控制站（DPU02）：1號磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;

3號控制站（DPU03）：2號磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;

4號控制站（DPU04）：3號磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;

5號控制站（DPU05）：4號磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;

6號控制站（DPU06）：5號磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;

7號控制站（DPU07）：6號磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;

8號控制站（DPU08）：7號磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;

9號控制站（DPU09）：8號磨煤機(jī)和油點(diǎn)火;

10號控制站（DPU10）：微油點(diǎn)火;

11號控制站（DPU11）：甲側(cè)風(fēng)煙;

12號控制站（DPU12）：乙側(cè)風(fēng)煙;

13號控制站（DPU13）：鍋爐其它順控;

14號控制站（DPU17）：電氣各段開關(guān)控制、保護(hù)、聯(lián)鎖;

15號控制站（DPU18）：發(fā)變組、勵(lì)磁、6kV切換;

16號控制站（DPU19）：直流系統(tǒng)及外圍6kV開關(guān);

17號控制站（DPU20）：電氣系統(tǒng)模擬量和SOE;

18號控制站（DPU21）：給水系統(tǒng)公用和1號循環(huán)泵系統(tǒng);

19號控制站（DPU22）：2號循環(huán)泵系統(tǒng)和1號機(jī)組移置系統(tǒng);

20號控制站（DPU23）：汽泵系統(tǒng);

21號控制站（DPU24）：1號電泵及低壓加熱器系統(tǒng);

22號控制站（DPU25）：2號電泵及高壓加熱器系統(tǒng);

23號控制站（DPU26）：凝結(jié)水系統(tǒng);

24號控制站（DPU27）：汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)油系統(tǒng);

25號控制站（DPU28）：輔助蒸汽系統(tǒng);

26號控制站（DPU31）：機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)及1、2號磨系統(tǒng);

27號控制站（DPU32）：給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)及3、4號磨系統(tǒng);

28號控制站（DPU33）：風(fēng)系統(tǒng)控制及5、6號磨系統(tǒng);

29號控制站（DPU34）：鍋爐其它系統(tǒng)控制及7、8號磨系統(tǒng);

30號控制站（DPU35）：SOFA風(fēng)系統(tǒng)及鍋爐金屬壁溫。

36號控制站（DPU36）：脫硝系統(tǒng)吹灰控制。

37號控制站（DPU36）：脫硝系統(tǒng)噴槍控制。

41號控制站（DPU41）：干除灰控制。

本機(jī)組配置了6臺(tái)操作員站、兩臺(tái)工程師站、1臺(tái)歷史站、1臺(tái)接口機(jī)、三臺(tái)HP網(wǎng)絡(luò)激光打印機(jī)。整個(gè)DCS系統(tǒng)具有MCS、FSSS、SCS、ECS、BMS、BSC、TSC、SCR、ASH等等功能。元寶山發(fā)電有限責(zé)任公司2號600MW機(jī)組DAS系統(tǒng)包括機(jī)、爐、電及脫硝各部分的數(shù)據(jù)采集和流程圖畫面顯示等功能。在機(jī)組啟停、正常運(yùn)行以及事故工況等過程中，DAS為運(yùn)行人員提供主要的設(shè)備操作接口以及監(jiān)視記錄手段，運(yùn)行人員可從DAS中獲得大量實(shí)時(shí)的或經(jīng)過處理的機(jī)組信息，在DAS畫面中直接對機(jī)組的絕大多數(shù)設(shè)備進(jìn)行操作，并在需要的情況下可獲得各種操作指導(dǎo)或操作幫助等各種信息。

2.2 DAS 系統(tǒng)的硬件組成及現(xiàn)場采集信號的處理

DAS系統(tǒng)沒有配置單獨(dú)的控制處理器，而是將相關(guān)測點(diǎn)分配在公用、SCS、MCS、ECS各系統(tǒng)中。對于DAS系統(tǒng)現(xiàn)場采集信號的處理過程來講，保證各種采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、正確性、準(zhǔn)確性以及安全性是非常重要的，它是實(shí)現(xiàn)機(jī)組安全高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。

從現(xiàn)場采集到的開關(guān)量和模擬量信號在進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之前要進(jìn)行各種信號處理，如下：

（1）模擬量正確性判斷

（2）數(shù)字濾波

（3）參數(shù)補(bǔ)償

（4）非線性校正

（5）工程量單位變換

（6）開關(guān)量接點(diǎn)有效性檢查

（7）脈沖量輸入累積

DAS系統(tǒng)的信號采集及處理過程充分利用oc_6000e系統(tǒng)軟硬件的高效性和安全性，經(jīng)過合理的組態(tài)，使最終進(jìn)入DCS系統(tǒng)的各種信號和參數(shù)滿足各方面的性能指標(biāo)要求。

3、結(jié)論與建議

通過對控制系統(tǒng)改造后效果看出，協(xié)調(diào)系統(tǒng)各種控制方式的調(diào)節(jié)品質(zhì)良好，能夠滿足機(jī)組及其各輔機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行要求，系統(tǒng)抗擾動(dòng)能力較強(qiáng)。機(jī)組168期間協(xié)調(diào)控制投入良好。能夠滿足機(jī)組大負(fù)荷、快速率變動(dòng)。

目前協(xié)調(diào)方式下，沒有投入滑壓運(yùn)行，運(yùn)行員手動(dòng)設(shè)定壓力配合負(fù)荷升降，不可避免對協(xié)調(diào)系統(tǒng)造成人為擾動(dòng)，不利于協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。如果能投入滑壓方式，通過參數(shù)優(yōu)化，協(xié)調(diào)控制性能會(huì)更好。

部分減溫水調(diào)門存在、漏量，閥門線性度不好，不利于汽溫的控制。168運(yùn)行期間，汽溫過低，建議投入中間點(diǎn)溫度控制，允許汽溫具有一定的過熱度，進(jìn)一步提高發(fā)電效率。

啟停磨煤機(jī)過程中應(yīng)盡量避免造成過大的擾動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)手動(dòng)設(shè)定給煤指令到適當(dāng)值再投入給煤自動(dòng)，停止時(shí)應(yīng)先解除給煤自動(dòng)，將給煤量減至最低后再停止磨組。

4、DCS系統(tǒng)改造后效果分析

a）充分發(fā)揮DCS系統(tǒng)OC 6000e Nexus的優(yōu)點(diǎn)對每對控制器的控制功能進(jìn)行優(yōu)化分配。

b）提高DCS系統(tǒng)可靠性：減少因DCS故障引起的各種事故，減少DCS設(shè)備故障引起的跳機(jī)，提高DCS系統(tǒng)的可利用率，實(shí)現(xiàn)DCS可靠性的根本性轉(zhuǎn)變。

c）提高熱控的技術(shù)管理水平：采用先進(jìn)的DCS控制系統(tǒng)，由于設(shè)備集成度高、可靠性高，減少DCS的維護(hù)工作量，完整的先進(jìn)的控制系統(tǒng)將更有利于改善運(yùn)行維護(hù)與檢修的技術(shù)管理。

d）改造后的DCS系統(tǒng)使得機(jī)組的主要調(diào)節(jié)系統(tǒng)投入率100%，鍋爐、機(jī)組主要輔機(jī)保護(hù)投入率100%，機(jī)組主要參數(shù)投入率100%。

5、結(jié)論

新華控制工程有限公司的OC 6000e Nexus 分散式監(jiān)控系統(tǒng)，其DAS功能較完善，CCS系統(tǒng)較可靠，其主機(jī)和各系統(tǒng)均有較高的穩(wěn)定性和使用價(jià)值。目前，機(jī)組在運(yùn)行操作、監(jiān)視和控制水平上已有很大提高，機(jī)組在60%～100%范圍內(nèi)能利用CCS進(jìn)行升降負(fù)荷，且各項(xiàng)參數(shù)保持穩(wěn)定，能滿足機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

改造后的DCS系統(tǒng)使2號機(jī)組的控制系統(tǒng)性能、實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的協(xié)調(diào)控制，自動(dòng)化水平又上了一個(gè)新臺(tái)階，該自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造工程的實(shí)施是成功的。

參考文獻(xiàn)：

[1]元寶山發(fā)電有限責(zé)任公司#2機(jī)組運(yùn)行規(guī)程。

[2]新華控制工程有限公司的OC 6000e Nexus 分散式監(jiān)控系統(tǒng)教程。