用新華XDPS-400改造西屋WDPF的原因和經(jīng)驗
各位領(lǐng)導、各位專家:
廣州珠江電廠#1機組在2001年初,利用機組大修的時間完成了DCS一體化改造,取得了滿意的效果。現(xiàn)在我就#1機組DCS改造情況向大家作一簡要匯報:
1.改造前設(shè)備狀況
廣州珠江電廠裝機4×300MW燃煤汽輪機發(fā)電組,#1機組1993年3月投入運行,三大主機由哈爾濱三大動力廠提供。采用亞臨界中間再熱自然循環(huán)汽包爐,單軸亞臨界再熱凝汽式汽輪機,中速磨正壓直吹制粉系統(tǒng),兩臺50%MCR汽動給水泵,一臺50%MCR電動給水泵和40%高低壓二級旁路。
控制系統(tǒng)為八十年代中期水平,分散控制系統(tǒng)采用美國西屋公司W(wǎng)DPF-II系統(tǒng),包括機/爐/電數(shù)據(jù)采集(DAS)、機/爐模擬量控制(MCS)功能,機/爐順序控制(SCS)功能只能實現(xiàn)CRT/KB的遠方控制,但所有的主輔機的聯(lián)鎖保護,程序控制等功能由常規(guī)繼電器硬接線完成。FSSS系統(tǒng)采用美國福尼公司AFS-1000系統(tǒng)。DEH系統(tǒng)采用上海新華公司提供的DEH-III型高壓抗燃油數(shù)字純電調(diào),DEH和DCS之間的聯(lián)絡信號采用硬接線。MEH系統(tǒng)也由上海新華公司提供。旁路控制系統(tǒng)采用瑞士蘇爾壽公司AV6系統(tǒng)。汽輪機監(jiān)視系統(tǒng)采用美國本特利公司的TSI-3300系統(tǒng)。國產(chǎn)ETS系統(tǒng)和定排、吹灰、空預器漏風、除灰、排渣、膠球清洗等程控系統(tǒng)由常規(guī)繼電器或PLC硬接線完成。發(fā)-變組及廠用電電氣設(shè)備的監(jiān)控方式采用常規(guī)監(jiān)控設(shè)備,部分參數(shù)進DCS作數(shù)據(jù)采集。
2.改造的原因
2.1備品配件費用可觀
由于控制系統(tǒng)由多家公司提供,軟硬件均不能通用,造成備品配件的數(shù)量和品種較多。隨著設(shè)備運行時間日益的增長,設(shè)備逐步老化引起的故障逐年增加,每年均需花費大量的人力物力進行設(shè)備系統(tǒng)的維護,設(shè)備返修費用高,每年的維護費用有不斷增加的趨勢。
2.2由于原控制系統(tǒng)由幾家設(shè)備構(gòu)成,售后服務存在差距。
2.3由于設(shè)計的控制系統(tǒng)技術(shù)水平不高,整體化程度差,各系統(tǒng)間未能很好解決數(shù)據(jù)通訊問題,采樣數(shù)據(jù)不能共享。以現(xiàn)有的設(shè)備技術(shù)狀況將很難甚至不可能實現(xiàn)大范圍變負荷快速調(diào)峰時的機組自動協(xié)調(diào)控制,也不可能實現(xiàn)機組的自動啟??刂?。嚴重制約了自動控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)水平的進一步提高。為適應當前電力市場競爭競價上網(wǎng)以及電廠創(chuàng)"*"的要求,控制系統(tǒng)升級改造十分必要。
項目立項后,我廠經(jīng)過近一定的調(diào)研,決定采用"新華控制工程有限公司生產(chǎn)、開發(fā)的XDPS-400硬件及2.0版應用軟件系統(tǒng)"來實現(xiàn)珠江電廠#1機組DCS系統(tǒng)一體化改造。
3.改造的范圍及目標
3.1改造的范圍
#1機組的DCS一體化改造包括了熱控的主要控制系統(tǒng):CCS、BMS、DAS、ETS、DEH、MEH、SCS(含鍋爐吹灰、定排、連排、空預器漏風控制、汽機二次濾網(wǎng)、小機就地盤、zui小流量閥、膠球清洗等程控系統(tǒng));原36套基地調(diào)節(jié)儀納入DCS系統(tǒng);取消原溫度巡測儀,信息進入DCS;電氣ECS系統(tǒng)(包括了電氣220kV系統(tǒng)的監(jiān)視和6kV和380V廠用電源系統(tǒng)的操作和監(jiān)視);集控室內(nèi)設(shè)備全部改造:取消BTG盤、操作員站,設(shè)置大屏幕顯示系統(tǒng),兩臺工業(yè)電視和9個硬接線操作按鈕,設(shè)置了語音報警系統(tǒng)。
原現(xiàn)場一次儀表及元件除基地式調(diào)節(jié)系統(tǒng)執(zhí)行器的氣動閥門定位器改為電/氣閥門定位器外,基本不變,維持原有狀況。
3.2改造的目標
DCS系統(tǒng)達到機組級程控分階段啟停水平,通過Aus(AutoUnitSequence)順控系統(tǒng),根據(jù)機組不同工況(冷態(tài),熱態(tài),極熱態(tài))采用相應的順序控制邏輯,實現(xiàn)從系統(tǒng)清洗,鍋爐上水,建立風煙,鍋爐點火,給水旁路和主路互相切換,單沖量和三沖量的互相切換,汽機自動沖轉(zhuǎn)升速,閥切換自動并網(wǎng)帶負荷,廠用電切換,小機自啟停、高、低加自投入等自動控制。
改造后,DCS系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與MIS系統(tǒng)相接。DCS所有測點都可送進MIS系統(tǒng),MIS系統(tǒng)可通過瀏覽器方式顯示實時測點信息。單元控制室內(nèi)布置大屏幕顯示器及新操作員站?;鹧婀I(yè)電視與水位電視采用純平彩色CRT獨立顯示。汽包電接點水位計信號直接進入DCS在CRT上顯示。大屏幕具有操作員站所有畫面顯示功能,包括流程圖顯示、趨勢顯示,報警等,還可顯示水位、軟報警光字牌等。
4.精心組織,精心施工
整個DCS系統(tǒng)的改造工程由上海新華公司技術(shù)負責,廣東省電力設(shè)計院設(shè)計,電廠負責施工過程的總協(xié)調(diào)和控制電纜敷設(shè)、機柜等設(shè)備的拆裝施工以及控制系統(tǒng)的調(diào)試。由于工作量大且時間緊張,我們采取向兄弟電廠借技術(shù)施工人員的方式來解決這個問題。同時,從規(guī)范管理的角度考慮,我們聘請了淮南中發(fā)電力有限公司作為質(zhì)量監(jiān)理單位,為整個工程提供質(zhì)量監(jiān)督。
珠江電廠#1機組DCS一體化改造從2001年2月1日開始,至2001年4月6日機組大修完工,歷時65天,4月9日機組啟動一次并網(wǎng)成功,轉(zhuǎn)入自動控制系統(tǒng)的調(diào)試投運工作。4月25日協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)投入運行。5月21~22日,DEH試驗測定汽機閥門流量曲線,24日,根據(jù)實測的曲線修正參數(shù)后做閥門切換試驗,效果理想。5月30日完成5臺磨煤機跳閘1臺的變工況試驗。6月1日完成5臺磨煤機跳閘2臺的變工況試驗。6月5日完成單臺汽動給水泵跳閘的擾動試驗。10月25日,通過運行、機務檢修、熱控等各方共同努力,燃燒器擺角自動成功投入。
自此在系統(tǒng)功能上,保護已經(jīng)全部投運,投入率;自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)共100套,投入率;DAS測點全部投入,投入率。*階段的功能目標已經(jīng)全部實現(xiàn)。下一階段將要進行RB工況和AUS系統(tǒng)(即機組級程控分階段自動啟停系統(tǒng))邏輯的試驗以及調(diào)節(jié)性能進一步優(yōu)化與性能計算的完善。
5.DCS系統(tǒng)運行情況評價
自4月9日開機以來,機組運行情況基本正常,控制系統(tǒng)穩(wěn)定,整個調(diào)試期間沒有發(fā)生過由于系統(tǒng)或調(diào)試原因引起的跳機故障。通過近一年多的運行,我們認為XDPS-400系統(tǒng)和原系統(tǒng)相比具有以下特點:
5.1各子系統(tǒng)采用相同的軟硬件平臺,聯(lián)接在同一條信息高速公路上,簡化了各子系統(tǒng)之間的接口,可以方便地實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的信息共享,這樣就省去了大量的系統(tǒng)內(nèi)部電纜,不僅節(jié)省了接口硬件的費用,也方便了維護。
5.2取消了原來分散在BTG盤上的硬把手操作,采用相同的人機接口站,將工藝流程顯示在CRT上,設(shè)備在工藝系統(tǒng)中的位置及狀態(tài)一目了然,所有操作都可在CRT上用軟手操完成,方便了運行人員對機組的集中監(jiān)控。
5.3原系統(tǒng)的SCS控制是由繼電器搭成的硬邏輯,系統(tǒng)接線復雜,且邏輯修改困難;如設(shè)備發(fā)生跳閘,原因也很難查找,系統(tǒng)維護不便。改造后,設(shè)備所有的狀態(tài)信號及聯(lián)鎖、跳閘條件都可由計算機記錄,便于事故分析。由于是采用計算機組態(tài),控制邏輯修改簡便,無需增加任何硬件費用。
5.4電氣的控制納入DCS系統(tǒng),增加了對這些設(shè)備的監(jiān)控手段,也使得機組級的程控啟停成為可能。
XDPS-400系統(tǒng)在我廠運行的這段時間里也出現(xiàn)了一些問題,有一些還有待解決,比如:運行中DPU初始化、DPU掉站、OPU在無人操作的情況下出現(xiàn)畫面縮小等。我廠今年3月份完成的#3機組DCS系統(tǒng)改造中,采用了新華公司2.05R版軟件,新華公司承諾可以解決以上問題,實際效果有待進一步觀察。RB工況和AUS系統(tǒng)(即機組級程控分階段自動啟停系統(tǒng))邏輯的試驗以及性能計算等功能還沒有實現(xiàn),調(diào)節(jié)性能還需進一步優(yōu)化。由于時間短,可能有些問題還沒有暴露,但是,從整體上看,#1機組DCS改造還是成功的,使我廠自動化水平向前提高了一步。