MAXl000分散控制系統(tǒng)在125MW機(jī)組中的應(yīng)用

　　一、前言
　　
　　進(jìn)入90年代以來(lái)，分散控制系統(tǒng)（DCS）已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)火力發(fā)電機(jī)組。由于DCS能方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集處理（DAS）、閉環(huán)控制（CCS）、順序控制（SCS）等多種功能，且具有高可靠性、高精度的特點(diǎn)，已成為替代常規(guī)儀表、單回路控制器，提高控制品質(zhì)、控制可靠性，提高管理水平以及減人增效的主流控制系統(tǒng)。目前，新建大容量機(jī)組均已采用DCS，老機(jī)組的DCS改造也趨必然。為此，遵義發(fā)電總廠采用MAXl000控制系統(tǒng)對(duì)#7機(jī)組原有熱控系統(tǒng)進(jìn)行了改造。
　　
　　二、改造前設(shè)備狀況
　　
　　遵義發(fā)電廠#7125MW機(jī)組于1991年10月投人生產(chǎn)。基于當(dāng)時(shí)的建設(shè)經(jīng)費(fèi)、思想認(rèn)識(shí)和專(zhuān)業(yè)水平，機(jī)組熱控設(shè)備檔次較低，控制系統(tǒng)為KMM單回路控制系統(tǒng)及DDZ—Ⅱ控制系統(tǒng)，運(yùn)行監(jiān)測(cè)儀表為動(dòng)圈式單顯表加巡檢儀和ER系列記錄儀組成，變送器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)大多仍是僅具有70年代水平的國(guó)內(nèi)產(chǎn)品，存在如下問(wèn)題：
　　
　　1、由于控制系統(tǒng)是局部的、單回路的控制模式，使機(jī)組的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程劃分為各自獨(dú)立的控制、測(cè)量系統(tǒng)，既不能信息共享，又不能整體集中協(xié)調(diào)控制，更不能優(yōu)化控制，不利于機(jī)組效益的提高；
　　
　　2、調(diào)節(jié)閥和執(zhí)行機(jī)構(gòu)性能差、可靠性低，傳感器、變送器精度低、故障率高，導(dǎo)致自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)較差，可靠性低，機(jī)組自動(dòng)可投率為87．5％，正常投入率僅為75％，極不適應(yīng)電力生產(chǎn)的要求；
　　
　　3、由于采用大量的單顯儀表，實(shí)行監(jiān)盤(pán)控制，運(yùn)行檢修人員的工作量都很大，勞動(dòng)生產(chǎn)率低；
　　
　　4、機(jī)組發(fā)生故障及事故后，沒(méi)有變化前后監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄模擬量歷史記錄，事故分析只能定性推斷或者根本無(wú)法推斷；
　　
　　5、負(fù)荷調(diào)整全靠手操，不能快速、穩(wěn)定地達(dá)到目標(biāo)負(fù)荷，難以適應(yīng)電網(wǎng)對(duì)機(jī)組適應(yīng)性的要求；
　　
　　6、常規(guī)儀表，控制裝置不能與MIS通訊，生產(chǎn)管理人員不能方便及時(shí)了解實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息，不利于生產(chǎn)管理。
　　
　　三、MAXl000系統(tǒng)及改造情況
　　
　　（一）基本功能
　　
　　MAXl000系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)DAS、CCS、SCS、FSSS等多種功能。#7機(jī)組熱控系統(tǒng)的改造采用了兩個(gè)子功能系統(tǒng)：
　　
　　1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）：實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)采集、處理，為運(yùn)行人員提供監(jiān)視手段，完成SOE、事故追憶、性能計(jì)算。
　　
　　2、閉環(huán)控制系統(tǒng)（CCS）：完成機(jī)爐系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)運(yùn)行，保持鍋爐、汽機(jī)能量平衡。
　　
　　此外，還設(shè)置了鍋爐輔機(jī)連鎖保護(hù)：可完成球磨機(jī)、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、球磨潤(rùn)滑油泵等輔機(jī)和風(fēng)門(mén)的連鎖。
　　
　　（二）硬件系統(tǒng)（略）
　　
　　四、系統(tǒng)改造及使用效果
　　
　　（一）改造規(guī)模及范圍
　　
　　1、I／O配置：778點(diǎn)
　　
　　2、閉環(huán)控制系統(tǒng)19套
　　
　　協(xié)調(diào)控制：3套引風(fēng)調(diào)節(jié)：1套
　　
　　燃燒控制：1套送風(fēng)調(diào)節(jié)：1套
　　
　　給水調(diào)節(jié)：1套汽溫調(diào)節(jié)：4套
　　
　　除氧器水位：1套凝結(jié)器水位：1套
　　
　　高加水位：2套低加水位：2套
　　
　　軸封壓力：1套連排擴(kuò)容器水位：1套
　　
　　3、鍋爐輔機(jī)聯(lián)鎖
　　
　　4、外圍改造范圍（略）
　　
　　（二）使用及效果
　　
　　98年8月5日，MAXl000系統(tǒng)隨#7機(jī)組大修后啟動(dòng)運(yùn)行順利投入使用。至今未發(fā)生硬件故障和損壞，也未有死機(jī)現(xiàn)象，系統(tǒng)測(cè)量、顯示參數(shù)準(zhǔn)確，抗干擾強(qiáng)，操作方便、靈活、控制性能優(yōu)良、調(diào)節(jié)品質(zhì)好，機(jī)組各參數(shù)均壓紅線(xiàn)運(yùn)行，帶負(fù)荷穩(wěn)定。經(jīng)試驗(yàn)，在15MW（125MW—110MW）負(fù)荷擾動(dòng)下，各控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)如下表：
　　
　　*改造前不能投運(yùn)
　　
　　#7機(jī)組DCS投運(yùn)后，在降低煤耗，快速、穩(wěn)定調(diào)節(jié)負(fù)荷、減少汽溫汽壓波動(dòng)、延長(zhǎng)機(jī)組壽命、減少誤操作等方面產(chǎn)生了較好的效益。
　　
　　經(jīng)濟(jì)效益：協(xié)調(diào)控制投運(yùn)后，爐膛出口氧量有效地控制在4—6％，有利于燃燒穩(wěn)定，有利于煤粉燃盡，提高燃燒效益；可將主汽溫度，再熱溫度控制在額定值（原人工控制均低于額定值），保持較好的經(jīng)濟(jì)參數(shù)；汽機(jī)軸封調(diào)節(jié)可靠性、穩(wěn)定性的提高，杜絕軸封漏氣引起的凝結(jié)器真空下降，汽耗增高的現(xiàn)象，提高機(jī)組效益。根據(jù)12月1日至12月30日入爐煤累計(jì)量，采用正平衡計(jì)算，#7機(jī)組煤耗較改造前降低了3．4s／kwh，按每年可發(fā)電8億千瓦時(shí)，煤價(jià)150元／噸計(jì)算，每年可節(jié)約41萬(wàn)元，此外，DCS投入使運(yùn)行集控人員減少3人，可減少工資福利7萬(wàn)元，以上直接經(jīng)濟(jì)效益為48萬(wàn)元。
　　
　　安全效益：極大地提高機(jī)組熱工自動(dòng)投入率，減少了運(yùn)行人員的操作量以及操作水平差異引起的誤操作，保證了機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性；能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、集中地反映機(jī)組運(yùn)行情況，既減輕了運(yùn)行人員的監(jiān)盤(pán)負(fù)擔(dān)，又為運(yùn)行人員快速、可靠地提供設(shè)備故障信息；系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)追憶和事故順序記錄功能，為機(jī)組故障原因和運(yùn)行情況分析以及故障預(yù)測(cè)提供了科學(xué)依據(jù)。
　　
　　五、改造經(jīng)驗(yàn)體會(huì)
　　
　　根據(jù)我廠的改造經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為，老機(jī)組進(jìn)行DCS改造是必須的，也是可行的，但改造過(guò)程中要注意以下問(wèn)題：
　　
　　1、一個(gè)完整的DCS應(yīng)理解為由DCS軟、硬件、盤(pán)臺(tái)設(shè)備、變送器、測(cè)量開(kāi)關(guān)、電纜及執(zhí)行機(jī)構(gòu)很有成效的組成。老機(jī)組DCS改造一定要結(jié)合機(jī)組實(shí)際情況，從實(shí)用、可靠、技術(shù)*及經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)選型和設(shè)計(jì)。如我廠由于受機(jī)組設(shè)計(jì)安裝及可控性的限制，在有限的投資下，只能DAS及CCS兩項(xiàng)功能，另一方面，也不能為了節(jié)省投資而忽視相關(guān)的配套設(shè)備的改造，如變送器電纜、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。
　　
　　2、老機(jī)組DCS改造，老的盤(pán)表是留還是取消?后備硬手操留多少恰當(dāng)?從我廠的改造情況看，除保留水位、主參數(shù)等少量重要盤(pán)表和后備硬手操外，要下決心將其余的盤(pán)表和硬手操取消。
　　
　　3、對(duì)DCS系統(tǒng)的軟件管理必須制定嚴(yán)格的管理辦法，軟件的裝載應(yīng)嚴(yán)格按廠家的程序進(jìn)行。
　　
　　4、DCS改造還應(yīng)考慮相關(guān)的外部環(huán)境條件，如電源、控制系統(tǒng)的接地、機(jī)房環(huán)境條件等，這些都應(yīng)在DCS系統(tǒng)正式安裝前就完成。
　　
　　5、要特別重視人員的培訓(xùn)工作。熱工人員必須參與DCS系統(tǒng)改造工作的設(shè)計(jì)、組態(tài)、安裝調(diào)試等工作。
　　
　　六、結(jié)束語(yǔ)
　　
　　遵義發(fā)電總廠125MW機(jī)組MAXl000。控制系統(tǒng)投運(yùn)至今，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、技術(shù)性能優(yōu)良，在機(jī)組控制應(yīng)用中（尤其是鍋爐燃燒控制）顯示了*的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。機(jī)組協(xié)調(diào)控制的長(zhǎng)期穩(wěn)定投運(yùn)，標(biāo)志著遵義發(fā)電總廠的熱控水平躍上了新的臺(tái)階。通過(guò)MAXl000系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，我們鍛煉了隊(duì)伍、提高了技術(shù)水平，同時(shí)為老機(jī)組熱控設(shè)備改造提供了成功的經(jīng)驗(yàn)。