發(fā)揮DCS系統(tǒng)的功能為機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)

發(fā)揮DCS系統(tǒng)的功能

為機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)1【摘要】根據(jù)機(jī)組主設(shè)備更新改造情況，對(duì)熱控DCS系統(tǒng)控制邏輯進(jìn)行改進(jìn)，充分發(fā)揮了DCS系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，為機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)?！娟P(guān)鍵詞】DCS系統(tǒng)組態(tài)功能機(jī)組運(yùn)行20前言：我公司現(xiàn)有3*200MW燃煤機(jī)組，#1、#2機(jī)組為90年代初投產(chǎn)發(fā)電，1996年代及2005年初分別進(jìn)行了機(jī)組DCS改造；#3機(jī)組為2007年上半年投產(chǎn)的機(jī)組。幾臺(tái)機(jī)組DCS系統(tǒng)的功能強(qiáng)大，可靠性高，系統(tǒng)運(yùn)行較穩(wěn)定，自動(dòng)化程度明顯提高，運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度也大為減小，供電煤耗降低，經(jīng)濟(jì)效益提高，為發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行做出較大貢獻(xiàn)。但綜觀DCS系統(tǒng)在行業(yè)內(nèi)使用的全過(guò)程，卻發(fā)現(xiàn)對(duì)3DCS系統(tǒng)較注重使用的普遍性，即能滿足發(fā)電企業(yè)的自動(dòng)控制、保護(hù)控制、順序控制、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)的歷史記錄追憶等一般通用功能，而缺乏更多的實(shí)用性和特殊性，沒(méi)有在更大程度上解決好個(gè)體企業(yè)的某些實(shí)際問(wèn)題，未充分發(fā)揮DCS應(yīng)有的作用。從目前DCS的技術(shù)水平看，組態(tài)是幾乎沒(méi)有做不到的，只有想不到。在實(shí)際工作中，往往出現(xiàn)主設(shè)備的系統(tǒng)更改情況，需要DCS系統(tǒng)做出相關(guān)4改進(jìn)，適應(yīng)主設(shè)備變化，達(dá)到對(duì)DCS新的功能的要求。近幾年，我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，結(jié)合DCS系統(tǒng)具備的功能，做出了一些改進(jìn)，取得一定效果51、適應(yīng)引風(fēng)機(jī)變頻改造，DCS重新組態(tài)，做出新的畫(huà)面和控制邏輯，滿足了實(shí)際需求1.1改造的目的：為達(dá)到節(jié)能降耗的目的，2008年7月，我公司#3機(jī)組（200MW）進(jìn)行引風(fēng)機(jī)電機(jī)變頻改造。變頻控制為自動(dòng)一拖一方式方案，變頻調(diào)速系統(tǒng)接于6kV電壓等級(jí)的主動(dòng)力電源系統(tǒng)，用于電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速.6變頻調(diào)速系統(tǒng)可由現(xiàn)場(chǎng)主控系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，根據(jù)運(yùn)行工況按設(shè)定程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)引風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制。配套電機(jī)參數(shù)見(jiàn)下表。7電動(dòng)機(jī)型號(hào)YKK7-6額定電壓6kV額定功率2800kW轉(zhuǎn)速990r/min8改造后的運(yùn)行方式為：原定速運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)改為變頻調(diào)節(jié)，原來(lái)靜葉擋板改為全開(kāi)，正常運(yùn)行時(shí)擋板位置不變，通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)的電壓頻率，調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)的出力，維持爐膛負(fù)壓。91.2具體改造內(nèi)容：1.2.1DCS系統(tǒng)中畫(huà)面部分：1）新增畫(huà)面二幅(見(jiàn)圖1，共兩臺(tái)變頻器系統(tǒng)，圖中只畫(huà)#1引風(fēng)機(jī)變頻器系統(tǒng))，分別在鍋爐側(cè)系統(tǒng)圖主菜單和電氣側(cè)系統(tǒng)圖主菜單中加入。2）原系統(tǒng)圖增點(diǎn)：在原“風(fēng)煙系統(tǒng)圖”中增設(shè)“變頻調(diào)整按鈕”、“變頻－工頻”切換指示標(biāo)志、增設(shè)頻率、輕重故障等顯示。10圖一111.2.2邏輯部分：1.2.2.1運(yùn)行方式要求：（1）、工頻運(yùn)行時(shí)，QS2、QS3刀閘閉合（此部分電氣人員操作，DCS不考慮），DCS輸出DO點(diǎn)，使QF2、QF3開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；變頻運(yùn)行時(shí)QS4、QS5刀閘閉合（此部分電氣人員操作，DCS不考慮），DCS輸出DO點(diǎn)，使QF4開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。12（2）、實(shí)現(xiàn)QF2、QF3、QF4開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)方操作，畫(huà)面上制作了操作器。（3）、QF3、QF4開(kāi)關(guān)在就地及遠(yuǎn)方均實(shí)現(xiàn)電氣閉鎖功能。DCS邏輯：QF3合閘指令同QF4已分閘狀態(tài)相與，輸出QF3合閘執(zhí)行指令；QF3分閘直接輸出執(zhí)行指令；13QF2、QF4開(kāi)關(guān)在就地及遠(yuǎn)方均實(shí)現(xiàn)電氣閉鎖功能。DCS邏輯：QF2合閘指令同QF4已分閘狀態(tài)相與，輸出QF2合閘執(zhí)行指令；QF2分閘直接輸出執(zhí)行指令；QF4合閘指令同QF3及QF2已分閘狀態(tài)相與，輸出QF4合閘執(zhí)行指令；QF4分閘直接輸出執(zhí)行指令。14（4）、要求實(shí)現(xiàn)DCS數(shù)據(jù)掉線即給定小于4mADC，保持原頻率功能。（5）、工頻運(yùn)行狀態(tài)：電機(jī)出現(xiàn)故障保護(hù)動(dòng)作時(shí)，跳開(kāi)QF1開(kāi)關(guān)（利用原來(lái)DCS的I/O點(diǎn)），同時(shí)給該風(fēng)機(jī)出口擋板執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制指令到零（關(guān)擋板過(guò)程中，運(yùn)行人員可隨時(shí)增減操作該執(zhí)行機(jī)構(gòu)），再由運(yùn)行人員按一臺(tái)引風(fēng)機(jī)跳閘進(jìn)行事故處理。15變頻運(yùn)行狀態(tài)：變頻器出現(xiàn)重故障時(shí)，跳開(kāi)QF1開(kāi)關(guān)（利用原來(lái)DCS的I/O點(diǎn)），跳開(kāi)QF2、QF3開(kāi)關(guān)，同時(shí)給該風(fēng)機(jī)出口擋板執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制指令到零（關(guān)擋板過(guò)程中，運(yùn)行人員可隨時(shí)增減操作該執(zhí)行機(jī)構(gòu)），再由運(yùn)行人員按一臺(tái)引風(fēng)機(jī)跳閘進(jìn)行事故處理。16（6）、一側(cè)變頻器運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，另一側(cè)引風(fēng)機(jī)頻率給定值自動(dòng)增加一定值，該值為跳閘的引風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的頻率的40％（可調(diào)參數(shù)）。171.2.2.2各開(kāi)關(guān)合閘、分閘順序：（1）啟動(dòng)順序：a、工頻狀態(tài)：運(yùn)行人員發(fā)出QF4開(kāi)關(guān)合閘指令，確認(rèn)該開(kāi)關(guān)合閘到位后延時(shí)1秒（可調(diào)）再發(fā)出QF1開(kāi)關(guān)合閘指令，即投入工頻運(yùn)行。b、變頻狀態(tài)：運(yùn)行人員發(fā)出QF3開(kāi)關(guān)合閘指令，延時(shí)1秒（可調(diào)）之后再發(fā)出QF2開(kāi)關(guān)合閘指令，確認(rèn)該兩個(gè)開(kāi)關(guān)均合閘到位后延時(shí)1秒（可調(diào)），18再發(fā)出QF1開(kāi)關(guān)合閘指令，這時(shí)待機(jī)信號(hào)來(lái)，即可通過(guò)操作端啟動(dòng)（停止）變頻器，加減轉(zhuǎn)速。19（2）停止順序：a、工頻：運(yùn)行人員輸出分閘指令，斷開(kāi)QF1開(kāi)關(guān)，確認(rèn)該開(kāi)關(guān)分閘到位后延時(shí)1秒（可調(diào)）再斷開(kāi)QF4開(kāi)關(guān)；20b、變頻：運(yùn)行人員輸出分閘指令，斷開(kāi)QF1開(kāi)關(guān)，確認(rèn)該開(kāi)關(guān)分閘到位后延時(shí)1秒（可調(diào)）再斷開(kāi)QF2、QF3開(kāi)關(guān)。以上內(nèi)容為通過(guò)DCS系統(tǒng)順控邏輯實(shí)現(xiàn)。211.2.2.3、DCS畫(huà)面中設(shè)置甲、乙側(cè)引風(fēng)機(jī)變頻器等操作器，包括：a、“甲（乙）引風(fēng)機(jī)變頻順控”，帶有啟動(dòng)、停止按鈕及狀態(tài)指示；啟動(dòng)、停止按鈕分別接上述合、分開(kāi)關(guān)內(nèi)容，狀態(tài)指示取自變頻器狀態(tài)。具體功能要求：按啟動(dòng)后QF3、QF2、QF1各開(kāi)關(guān)合閘完畢，若待機(jī)信號(hào)來(lái)，且“輕故障”不來(lái)，22則直接啟動(dòng)變頻器（DO），之后自動(dòng)增加指令到15Hz（可調(diào)）停止，這時(shí)自動(dòng)開(kāi)擋板到最大。指令在15Hz（可調(diào)）以下，運(yùn)行人員不能開(kāi)大該側(cè)擋板。此過(guò)程，運(yùn)行人員關(guān)擋板無(wú)限制。按停止按鈕后，先停變頻器，同時(shí)發(fā)執(zhí)行器的控制輸出指令到零，當(dāng)變頻器頻率為零時(shí)（不管擋板閥位是否為零），輸出分閘指令，停各開(kāi)關(guān)。23b、“甲（乙）引風(fēng)機(jī)變頻器”，帶有啟動(dòng)、停止按鈕及狀態(tài)指示、指令及反饋指示；啟動(dòng)、停止按鈕分別接變頻器啟動(dòng)、停止（DO），狀態(tài)指示取自變頻器狀態(tài)。另外：變頻器停止時(shí)，自動(dòng)輸出擋板指令到零，不受運(yùn)行人員控制。24c、“甲（乙）引風(fēng)機(jī)工頻順控”，帶有啟動(dòng)、停止按鈕及狀態(tài)指示；具體功能見(jiàn)上述內(nèi)容，狀態(tài)指示示用QF4狀態(tài)實(shí)現(xiàn)。d、設(shè)置QF4、QF3、QF2操作器。e、變頻器出現(xiàn)輕、重故障時(shí)，DCS系統(tǒng)軟光字牌報(bào)警，運(yùn)行人員就地檢查處理。f、增設(shè)操作端，輸出模擬信號(hào)控制變頻器轉(zhuǎn)速；顯示變頻器的反饋轉(zhuǎn)速。25g、完成了在工頻和變頻兩種工況下，爐膛壓力自動(dòng)系統(tǒng)輸出的切換及跟蹤邏輯修改。261.3改造效果：該項(xiàng)改造完成投入運(yùn)行迄今近兩年時(shí)間，事實(shí)證明改造成功。272適應(yīng)鍋爐檢修后受熱面水壓試驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)了自動(dòng)水壓程序2.1改造前問(wèn)題：電站鍋爐檢修后一般都需要做受熱面水壓試驗(yàn)，以往都是由運(yùn)行人員手動(dòng)操作，但手動(dòng)操作受操作者水平、工作狀態(tài)等影響，往往效果不好，有時(shí)甚至出現(xiàn)升壓速率過(guò)大情況，對(duì)設(shè)備安全造成威脅，為解決上述問(wèn)題，應(yīng)用DCS系統(tǒng)編制了水壓試驗(yàn)自動(dòng)升壓程序。282.2其主要功能包括有：2.2.1自動(dòng)調(diào)節(jié)給水泵轉(zhuǎn)速，使鍋爐汽包壓力按照設(shè)定的升速率上升。2.2.2在升壓過(guò)程中若需停止升壓，則解除自動(dòng)即可，此時(shí)壓力設(shè)定值跟蹤壓力實(shí)際值。2.2.3壓力在0—10.0MPa時(shí)，升速率為0.3MPa/min，壓力在10.0—13.0MPa時(shí)，升速率為0.2MPa/min，而且速率可以調(diào)正，打壓結(jié)束后光字牌出現(xiàn)“打壓結(jié)束”提示292.2.4某次試驗(yàn)記錄：#2爐小修后進(jìn)行水壓試驗(yàn)；13：20給水泵耦合器勺管投自動(dòng)開(kāi)始打水壓，13：58主汽壓力達(dá)到10MPa，此段升速率為0.3MPa/min，之后暫停升壓，鍋爐人員檢查設(shè)備有無(wú)漏泄；14：21繼續(xù)升壓，于14：38主汽壓力達(dá)到13.0MPa，水壓試驗(yàn)結(jié)束，此段升速率為0.2MPa/min。在兩段升壓過(guò)程中，由于被調(diào)量汽包壓力在閉環(huán)系統(tǒng)中始終跟隨壓力定值上升，而壓力定值是按30照設(shè)置好的曲線變化，被調(diào)量與給定值的最大偏差為±0.1MPa，保證了水壓試驗(yàn)壓力的穩(wěn)定上升，為鍋爐檢修后的穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。313#1機(jī)組汽機(jī)真空泵控制邏輯2008年9月份，公司#1機(jī)組進(jìn)行射水泵改為真空泵技術(shù)改造，需對(duì)#1機(jī)組DCS系統(tǒng)做部分改動(dòng)，包括I/O點(diǎn)的接入，少部分邏輯的編制及系統(tǒng)圖的制作等。3.1I/O點(diǎn)，開(kāi)關(guān)量輸入DI點(diǎn)：（1）真空泵就地控制（2）真空泵遠(yuǎn)程控制（3）真空泵急停32

（4）真空泵啟動(dòng)（5）真空泵停止（6）高真空（就地新加，就地來(lái)）（7）低真空（就地新加，就地來(lái)）（8）壓差開(kāi)關(guān)（就地新加，就地來(lái)）（9）低液位（就地磁翻板液位計(jì)來(lái)）（10）高液位（就地磁翻板液位計(jì)來(lái)）（11）蝶閥全開(kāi)33（12）蝶閥全關(guān)開(kāi)關(guān)量輸出DO點(diǎn)：（1）開(kāi)蝶閥（2）關(guān)蝶閥343.2邏輯關(guān)系：（1）開(kāi)機(jī)即啟動(dòng)主水泵和備用水泵，無(wú)論就地啟動(dòng)或DCS啟動(dòng)。（2）就地壓力開(kāi)關(guān)設(shè)定高真空值和低真空值；當(dāng)真空度下降至低真空值（DI點(diǎn)），備用泵開(kāi)啟（利用原來(lái)射水泵DO點(diǎn)）；當(dāng)真空度達(dá)到高真空值，備用泵停止（利用原來(lái)射水泵DO點(diǎn)）。（3）就地壓差開(kāi)關(guān)設(shè)定閥前后壓差。35當(dāng)?shù)y前后壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)蝶閥打開(kāi)，停泵時(shí)蝶閥關(guān)閉。

（4）就地磁翻板液位計(jì)用于指示及報(bào)警；水位超過(guò)設(shè)定值，系統(tǒng)分別進(jìn)行高低液位報(bào)警。（5）與電機(jī)啟停連鎖。電機(jī)停則閘閥關(guān)閉，閘閥開(kāi)啟電機(jī)啟動(dòng)。（6）DCS系統(tǒng)圖新加射水泵系統(tǒng)圖，其上設(shè)置若干狀態(tài)顯示及操作端等。原來(lái)系統(tǒng)圖中真空泵改名為射水泵，原來(lái)操作端取消。36DCS改造完成投入運(yùn)行后，滿足了真空泵系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)要求。374#3機(jī)組DCS中增加電能計(jì)量功能4.1由于設(shè)計(jì)原因，#3機(jī)組DCS系統(tǒng)只裝設(shè)了發(fā)電機(jī)有功、無(wú)功及勵(lì)磁機(jī)有功電能報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能，其它各段電源及輔機(jī)的耗電能均未進(jìn)到DCS統(tǒng)計(jì)報(bào)表.4.2增加報(bào)表：在購(gòu)置卡件及端子板并安裝完成后，在查閱相關(guān)技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，在DCS系統(tǒng)中編制了相關(guān)報(bào)表，并根據(jù)各回路PT、CT二次變比及脈沖電度表參數(shù)計(jì)算并轉(zhuǎn)換為實(shí)際電度量進(jìn)行38累加，對(duì)采集的電能量進(jìn)行分時(shí)段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)系統(tǒng)因故中斷計(jì)量時(shí)，能進(jìn)行人工置數(shù)保證其電量累計(jì)的正確性，不丟失原累積值。這項(xiàng)工作的完成，為#3機(jī)組經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析奠定基礎(chǔ)。395增加機(jī)組運(yùn)行參數(shù)考核報(bào)表

機(jī)組運(yùn)行參數(shù)是否超限可反映運(yùn)行人員技術(shù)水平的高低及工作責(zé)任性的強(qiáng)弱，機(jī)組運(yùn)行參數(shù)超限時(shí)間會(huì)影響機(jī)組的使用壽命。為此，在#3DCS系統(tǒng)中增加了機(jī)組運(yùn)行參數(shù)考核表，對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行實(shí)時(shí)考核，促使他們?cè)鰪?qiáng)工作責(zé)任性，集中思想監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，保障機(jī)組在額定參數(shù)范圍內(nèi)正常運(yùn)行?？己吮韮?nèi)容包括對(duì)爐膛正壓時(shí)間、主汽溫超溫時(shí)間、再熱汽溫超值時(shí)間、主汽壓力超壓時(shí)間等每一個(gè)運(yùn)行值的累計(jì)自動(dòng)分類統(tǒng)計(jì)。

406DEH系統(tǒng)的幾個(gè)問(wèn)題的解決

6.1#3機(jī)組純電調(diào)單閥控制方式下，由于閥門(mén)曲線設(shè)置不準(zhǔn)，產(chǎn)生問(wèn)題：閥門(mén)開(kāi)度在42%左右時(shí)位置保持不住，閥門(mén)突開(kāi)，使機(jī)組負(fù)荷產(chǎn)生突變。解決辦法：通過(guò)觀察，對(duì)曲線進(jìn)行了部分修正，使問(wèn)題基本解決。416.2電調(diào)系統(tǒng)在機(jī)組升速過(guò)程，接近3000rpm時(shí)“剎車回路”參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，使轉(zhuǎn)速波動(dòng)。通過(guò)調(diào)整“剎車回路”參數(shù)，問(wèn)題得以解決。6.3在升速過(guò)程中，原來(lái)在工程師站和歷史站未設(shè)置轉(zhuǎn)速設(shè)定值的顯示，通過(guò)查找資料，在實(shí)時(shí)及歷史曲線中設(shè)置了轉(zhuǎn)速設(shè)定值，保證了升速過(guò)程的監(jiān)視。427#3鍋爐滅火保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作條件改進(jìn)7.1存在問(wèn)題：#3鍋爐全爐膛無(wú)火判斷條件中，原設(shè)計(jì)任意油層投運(yùn)是將A、B、C、D、E五層中每層4個(gè)油槍全部投運(yùn)才能滿足不動(dòng)作條件，由于就地設(shè)備及運(yùn)行方式的要求，經(jīng)常不能保證每層中的4個(gè)油槍全部投運(yùn)，造成滅火保護(hù)經(jīng)常由于此原因動(dòng)作，影響正常運(yùn)行。437.2改進(jìn)方案：將任意油層投運(yùn)中每層4個(gè)油槍全部投運(yùn)改為每層最少投運(yùn)2支且兩層最少投運(yùn)4支油槍才能滿足動(dòng)作條件。7.3實(shí)施成效：改進(jìn)后，全爐膛無(wú)火判斷條件中任意油層投運(yùn)條件后，運(yùn)行人員更加方便操作方式，使鍋爐運(yùn)行方式合理，為機(jī)組正常運(yùn)行提供有效保障。44改進(jìn)后，全爐膛無(wú)火判斷條件中任意油層投運(yùn)條件后，運(yùn)行人員更加方便操作方式，使鍋爐運(yùn)行方式合理，為機(jī)組正常運(yùn)行提供有效保障。45

8DCS系統(tǒng)改造的幾點(diǎn)體會(huì)8.1DCS設(shè)備改造和新投入使用后，雖然MCS、SCS等系統(tǒng)投入了運(yùn)行，但往往仍然有許多具體且實(shí)際的工作需要由DCS系統(tǒng)改進(jìn)完成.8.2適應(yīng)實(shí)際需求，完善DCS功能，既為機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)，同時(shí)又磨練了隊(duì)伍，提高了熱控人員的技術(shù)水平。

8.3運(yùn)行人員碰到設(shè)備運(yùn)行或使用的問(wèn)題的及時(shí)46提出，為熱控DCS系統(tǒng)功能完善提出了基本要求，而這些問(wèn)題的及時(shí)解