国电常州发电有限公司除灰系统DCS改造

1系统概述

国电常州电厂一期工程建设2×630Mw超超临界燃煤发电机组,厂内设有三座混凝土灰库(分别为原灰库、粗灰库、细灰库)、两座由油库改建的钢板灰库(成品I、Ⅱ级灰库),配套综合利用系统有飞灰分选系统、粗灰磨细系统、厂内灰库至码头灰库的二级气力输送系统等。

工程将扩建一套出力为28t/h的灰渣磨制系统,包括干渣卸料系统、300m3干渣给料仓、100m3粗灰给料仓、磨机及辅助系统、成品灰输送系统以及一座500m3成品灰装车系统。

2原系统存在的问题

2.1原系统简介

原气力除灰系统以及灰库分选磨细控制系统(包括码头二级输灰系统)为罗克韦尔AB/PLC,脱硫控制系统为上海艾默生过程控制有限公司Ovation系统。

2.2主要存在的问题

(1)原除灰控制系统为独立系统,其操作台独立于脱硫DCS系统之外,机组运行时,操作员要兼顾对DCS和PLC的监视和操作,由于操作台分开设置,运行人员无法同时监视各系统参数并进行操作,使运行工作不够便捷,增加了工作量。因此,将除灰系统合并到DCS,有利于集控室的美观和运行人员的操作。

(2)原除灰控制系统运行年数已久,模件的电子元器件老化,经常导致自动退出切换成手动控制的情况。现存主要问题是就地手动操作方式不够便利,系统操控界面不够友好,系统中间控制参数无法在线跟踪等,已满足不了系统运行的需要,给设备运行的稳定性带来隐患。系统的硬件设备为进口引进,因此备件的采购价格昂贵且周期较长。有必要将除灰系统一体化在DCS系统中,一方面使信号共享,另一方面控制逻辑也可以进一步优化,更好地满足运行控制要求。

(3)由于目前除灰控制系统的备品采购费用昂贵,且随时面临无法采购的局面,因此通过DCS改造,也能解决备品问题。

3技术改造

3.1系统选择

国电常州电厂主机及脱硫DCS均为艾默生过程控制有限公司Ovation系统。Ovation系统是艾默生过程控制有限公司设计的集过程控制与企业管理信息技术为一体的集散控制系统,该系统采用了目前世界领先的计算机与通信技术。其采用的通信网络具有高速度、高可靠性和高开放性,具备多数据采集、多任务并列运行的控制能力。该系统利用现如今最新的全局型、分布式的Oracle数据库技术,这种数据库访问允许把功能分配到各独立的站点,每个独立站点为并行运行的方式,并非集中到一个中央处理器上,而是将功能分散到多个独立站点,可并列运行,不会受到其他事件的干扰,从而提高了系统性能。因此,基于优良的系统性能和与主机、脱硫系统一致的原则,除灰系统选择艾默生Ovation系统。

3.2网络分配方案

本项目控制系统需完成原有的PLC系统更换(DCS改用成与脱硫系统一致的上海艾默生过程控制有限公司Ovation系统)并进行增容扩展改造。系统改造网络拓扑图如图1所示。

气力除灰系统DCS控制系统的建立:气力除灰系统DCS机柜布置在灰控楼4楼除灰工程师站里:气力除灰远程站布置在灰库MCC开关室内:#1机组及公用气力除灰系统通过网络柜实现集联(除灰远程柜挂靠于气力除灰公用系统),通过光纤传输至脱硫NET#1网络柜,#2机组气力除灰系统作为远程控制器通过光纤传输至脱硫NET#2网络柜。

灰库分选磨细以及码头二级输灰系统的升级改造:为保证系统的完整性和可靠性,进行DCS控制机柜的上电调试以及PLC机柜电缆的调试:DCS机柜布置在新建的灰库DCS电子间中:通过网络柜实现集联,通过光纤传输至脱硫NET#2网络柜。

新建的灰库DCS电子间单独设立热控DCS以及设备电源柜各一面(冗余切换),对增容部分所有热工设备进行供电:通过光纤传输至脱硫NET#2网络柜。

3.3控制策略

系统采用DCs程控,控制方式分为自动程控、软手操和就地手操三种方式。在自动运行方式下,系统根据设定程序运行,由DCs上位机完成运行状态显示,实现声光报警:在软手操运行方式下,可对设备进行一对一的操作运行。

灰渣磨细系统的电气控制分为两个子系统进行:(1)磨机磨细系统:(2)配套设备,包括起吊设备等。

系统采用就地控制与控制室集中控制相结合的方式。除配套设备中的起吊设施等只有就地手动外,其余设备的控制都进入DCs,在就地操作箱上设切换开关:在控制室内设DCs操作员站:在CRT显示器上可完成系统设备的操作与设备状态的监控。

4结语

系统具有实现过程可视化、记录过程实时和历史趋势,监视性控制,实现数据采集和数据管理、报警和报警管理、网络等功能。在上位机上设计有整个系统的模拟运行图,可监视设备的运行情况(运行、停止、故障等),监视磨机电机电流、磨机轴瓦温度、累计产量、输送气源压力、称重皮带机和转子计量称频率等,可在操作员站对系统进行自动或对设备进行一对一的启停操作。

机组除灰采用与主机、脱硫一体化的控制系统后,所有除灰子系统的画面均汇集到脱硫DCs系统画面中,使得操作画面简便、统一,减少了操作的劳动强度,降低了发生人为误操作的可能性,解决了因采用不同控制系统导致的操作分散和数据分散等问题:消除了不同系统之间数据共享、时钟同步和顺序事件记录等问题:实现了各控制系统间相互协调运行的无缝连接,为运行故障分析提供了准确可靠的参考数据,便于日后的管理及维护工作。同时,在备品备件的类型和数量上均可相应减少,维护成本大大降低:人员培训、系统维护更加方便:也为将来单元机组进行一体化设计改造奠定了基础。