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1、发挥DCS系统的功能 为机组安全稳定运行奠定基础,白慧军 么军 刘文利（沈阳华润热电有限公司）,【摘 要】,根据机组主设备更新改造情况，对热控DCS系统控制逻辑进行改进，充分发挥了DCS系统的强大功能，为机组安全稳定运行奠定了基础。【关键词】DCS系统 组态 功能 机组 运行,0 前言：,我公司现有3*200MW燃煤机组，#1、#2机组为90年代初投产发电，1996年代及2005年初分别进行了机组DCS改造；#3机组为2007年上半年投产的机组。几台机组DCS系统的功能强大，可靠性高，系统运行较稳定，自动化程度明显提高，运行人员的工作强度也大为减小，供电煤耗降低，经济效益提高，为发电机组的稳定
2、运行做出较大贡献。但综观DCS系统在行业内使用的全过程，却发现对,DCS系统较注重使用的普遍性，即能满足发电企业的自动控制、保护控制、顺序控制、数据显示、数据的历史记录追忆等一般通用功能，而缺乏更多的实用性和特殊性，没有在更大程度上解决好个体企业的某些实际问题，未充分发挥DCS应有的作用。从目前DCS的技术水平看，组态是几乎没有做不到的，只有想不到。在实际工作中，往往出现主设备的系统更改情况，需要DCS系统做出相关,改进，适应主设备变化，达到对DCS新的功能的要求。近几年，我们根据现场设备运行状况，结合DCS系统具备的功能，做出了一些改进，取得一定效果,1、适应引风机变频改造，DCS重新组态，
3、做出新的画面和控制逻辑，满足了实际需求1.1 改造的目的：为达到节能降耗的目的，2008年7月，我公司#3机组（200MW）进行引风机电机变频改造。变频控制为自动一拖一方式方案，变频调速系统接于6kV电压等级的主动力电源系统，用于电动机的变频调速.,变频调速系统可由现场主控系统进行协调控制，根据运行工况按设定程序，实现对引风机电动机转速控制。配套电机参数见下表。,改造后的运行方式为：原定速运行的电动机改为变频调节，原来静叶挡板改为全开，正常运行时挡板位置不变，通过控制电动机的电压频率，调节引风机的出力，维持炉膛负压。,1.2 具体改造内容：,1.2.1 DCS系统中画面部分：1）新增画面二幅(
4、见图1，共两台变频器系统，图中只画#1引风机变频器系统)，分别在锅炉侧系统图主菜单和电气侧系统图主菜单中加入。2）原系统图增点：在原“风烟系统图”中增设“变频调整按钮”、“变频工频”切换指示标志、增设频率、轻重故障等显示。,图一,1.2.2 逻辑部分：,1.2.2.1 运行方式要求：（1）、工频运行时，QS2、QS3刀闸闭合（此部分电气人员操作，DCS不考虑），DCS输出DO点，使QF2、QF3开关断开；变频运行时QS4、QS5刀闸闭合（此部分电气人员操作，DCS不考虑），DCS输出DO点，使QF4开关断开。,（2）、实现QF2、QF3、QF4开关远方操作，画面上制作了操作器。（3）、QF3、
5、QF4开关在就地及远方均实现电气闭锁功能。DCS逻辑：QF3合闸指令同QF4已分闸状态相与，输出QF3合闸执行指令；QF3分闸直接输出执行指令；,QF2、QF4开关在就地及远方均实现电气闭锁功能。DCS逻辑：QF2合闸指令同QF4已分闸状态相与，输出QF2合闸执行指令；QF2分闸直接输出执行指令；QF4合闸指令同QF3及QF2已分闸状态相与，输出QF4合闸执行指令；QF4分闸直接输出执行指令。,（4）、要求实现DCS数据掉线即给定小于4mADC，保持原频率功能。（5）、工频运行状态：电机出现故障保护动作时，跳开QF1开关（利用原来DCS的I/O点），同时给该风机出口挡板执行机构控制指令到零（关
6、挡板过程中，运行人员可随时增减操作该执行机构），再由运行人员按一台引风机跳闸进行事故处理。,变频运行状态：变频器出现重故障时，跳开QF1开关（利用原来DCS的I/O点），跳开QF2、QF3开关，同时给该风机出口挡板执行机构控制指令到零（关挡板过程中，运行人员可随时增减操作该执行机构），再由运行人员按一台引风机跳闸进行事故处理。,（6）、一侧变频器运行出现故障时，另一侧引风机频率给定值自动增加一定值，该值为跳闸的引风机运行时的频率的40（可调参数）。,1.2.2.2 各开关合闸、分闸顺序：,（1）启动顺序：a、工频状态：运行人员发出QF4开关合闸指令，确认该开关合闸到位后延时1秒（可调）再发出Q
7、F1开关合闸指令，即投入工频运行。b、变频状态：运行人员发出QF3开关合闸指令，延时1秒（可调）之后再发出QF2开关合闸指令，确认该两个开关均合闸到位后延时1秒（可调），,再发出QF1开关合闸指令，这时待机信号来，即可通过操作端启动（停止）变频器，加减转速。,（2）停止顺序：,a、工频：运行人员输出分闸指令，断开QF1开关，确认该开关分闸到位后延时1秒（可调）再断开QF4开关；,b、变频：运行人员输出分闸指令，断开QF1开关，确认该开关分闸到位后延时1秒（可调）再断开QF2、QF3开关。以上内容为通过DCS系统顺控逻辑实现。,、DCS画面中设置甲、乙侧引风机变频器等操作器，包括：a、“甲（乙）
8、引风机变频顺控”，带有启动、停止按钮及状态指示；启动、停止按钮分别接上述合、分开关内容，状态指示取自变频器状态。具体功能要求：按启动后QF3、QF2、QF1各开关合闸完毕，若待机信号来，且“轻故障”不来，,则直接启动变频器（DO），之后自动增加指令到15Hz（可调）停止，这时自动开挡板到最大。指令在15Hz（可调）以下，运行人员不能开大该侧挡板。此过程，运行人员关挡板无限制。按停止按钮后，先停变频器，同时发执行器的控制输出指令到零，当变频器频率为零时（不管挡板阀位是否为零），输出分闸指令，停各开关。,b、“甲（乙）引风机变频器”，带有启动、停止按钮及状态指示、指令及反馈指示；启动、停止按钮分别
9、接变频器启动、停止（DO），状态指示取自变频器状态。另外：变频器停止时，自动输出挡板指令到零，不受运行人员控制。,c、“甲（乙）引风机工频顺控”，带有启动、停止按钮及状态指示；具体功能见上述内容，状态指示示用QF4状态实现。d、设置QF4、QF3、QF2操作器。e、变频器出现轻、重故障时，DCS系统软光字牌报警，运行人员就地检查处理。f、增设操作端，输出模拟信号控制变频器转速；显示变频器的反馈转速。,g、完成了在工频和变频两种工况下，炉膛压力自动系统输出的切换及跟踪逻辑修改。,1.3 改造效果：该项改造完成投入运行迄今近两年时间，事实证明改造成功。,2 适应锅炉检修后受热面水压试验要求，设计了
10、自动水压程序,2.1 改造前问题：电站锅炉检修后一般都需要做受热面水压试验，以往都是由运行人员手动操作，但手动操作受操作者水平、工作状态等影响，往往效果不好，有时甚至出现升压速率过大情况，对设备安全造成威胁，为解决上述问题，应用DCS系统编制了水压试验自动升压程序。,2.2 其主要功能包括有：,2.2.1 自动调节给水泵转速，使锅炉汽包压力按照设定的升速率上升。2.2.2 在升压过程中若需停止升压，则解除自动即可，此时压力设定值跟踪压力实际值。2.2.3 压力在010.0MPa时，升速率为0.3MPa/min，压力在10.013.0 MPa时，升速率为0.2MPa/min，而且速率可以调正，打
11、压结束后光字牌出现“打压结束”提示,2.2.4 某次试验记录：,#2炉小修后进行水压试验；13：20给水泵耦合器勺管投自动开始打水压，13：58主汽压力达到10MPa，此段升速率为0.3MPa/min，之后暂停升压，锅炉人员检查设备有无漏泄；14：21继续升压，于14：38主汽压力达到13.0MPa，水压试验结束，此段升速率为0.2MPa/min。在两段升压过程中，由于被调量汽包压力在闭环系统中始终跟随压力定值上升，而压力定值是按,照设置好的曲线变化，被调量与给定值的最大偏差为0.1 MPa，保证了水压试验压力的稳定上升，为锅炉检修后的稳定运行奠定了基础。,3#1机组汽机真空泵控制逻辑,200
12、8年9月份，公司#1机组进行射水泵改为真空泵技术改造，需对#1机组DCS系统做部分改动，包括I/O点的接入，少部分逻辑的编制及系统图的制作等。3.1 I/O点，开关量输入DI点：（1）真空泵就地控制（2）真空泵远程控制（3）真空泵急停,（4）真空泵启动,（5）真空泵停止（6）高真空（就地新加，就地来）（7）低真空（就地新加，就地来）（8）压差开关（就地新加，就地来）（9）低液位（就地磁翻板液位计来）（10）高液位（就地磁翻板液位计来）（11）蝶阀全开,（12）蝶阀全关,开关量输出DO点：（1）开蝶阀（2）关蝶阀,3.2 逻辑关系：,（1）开机即启动主水泵和备用水泵，无论就地启动或DCS启动。（
13、2）就地压力开关设定高真空值和低真空值；当真空度下降至低真空值（DI点），备用泵开启（利用原来射水泵DO点）；当真空度达到高真空值，备用泵停止（利用原来射水泵DO点）。（3）就地压差开关设定阀前后压差。,当蝶阀前后压差达到设定值时蝶阀打开，停泵时蝶阀关闭。,（4）就地磁翻板液位计用于指示及报警；水位超过设定值，系统分别进行高低液位报警。（5）与电机启停连锁。电机停则闸阀关闭，闸阀开启电机启动。（6）DCS系统图新加射水泵系统图，其上设置若干状态显示及操作端等。原来系统图中真空泵改名为射水泵，原来操作端取消。,DCS改造完成投入运行后，满足了真空泵系统的控制调节要求。,4#3机组DCS中增加电能
14、计量功能,4.1 由于设计原因，#3机组DCS系统只装设了发电机有功、无功及励磁机有功电能报表统计功能，其它各段电源及辅机的耗电能均未进到DCS统计报表.4.2 增加报表：在购置卡件及端子板并安装完成后，在查阅相关技术资料的基础上，在DCS系统中编制了相关报表，并根据各回路PT、CT二次变比及脉冲电度表参数计算并转换为实际电度量进行,累加，对采集的电能量进行分时段进行统计，当系统因故中断计量时，能进行人工置数保证其电量累计的正确性，不丢失原累积值。这项工作的完成，为#3机组经济指标的分析奠定基础。,5 增加机组运行参数考核报表,机组运行参数是否超限可反映运行人员技术水平的高低及工作责任性的强弱
15、，机组运行参数超限时间会影响机组的使用寿命。为此，在#3 DCS系统中增加了机组运行参数考核表，对运行人员进行实时考核，促使他们增强工作责任性，集中思想监视机组运行状态，保障机组在额定参数范围内正常运行。考核表内容包括对炉膛正压时间、主汽温超温时间、再热汽温超值时间、主汽压力超压时间等每一个运行值的累计自动分类统计。,6 DEH系统的几个问题的解决,6.1#3机组纯电调单阀控制方式下，由于阀门曲线设置不准，产生问题：阀门开度在42%左右时位置保持不住，阀门突开，使机组负荷产生突变。解决办法：通过观察，对曲线进行了部分修正，使问题基本解决。,6.2 电调系统在机组升速过程，接近3000rpm时“
16、刹车回路”参数设置不当，使转速波动。通过调整“刹车回路”参数，问题得以解决。6.3 在升速过程中，原来在工程师站和历史站未设置转速设定值的显示，通过查找资料，在实时及历史曲线中设置了转速设定值，保证了升速过程的监视。,7#3锅炉灭火保护系统动作条件改进,7.1 存在问题：#3锅炉全炉膛无火判断条件中，原设计任意油层投运是将A、B、C、D、E五层中每层4个油枪全部投运才能满足不动作条件，由于就地设备及运行方式的要求，经常不能保证每层中的4个油枪全部投运，造成灭火保护经常由于此原因动作，影响正常运行。,7.2 改进方案：,将任意油层投运中每层4个油枪全部投运改为每层最少投运2支且两层最少投运4支油
17、枪才能满足动作条件。7.3 实施成效：改进后，全炉膛无火判断条件中任意油层投运条件后，运行人员更加方便操作方式，使锅炉运行方式合理，为机组正常运行提供有效保障。,改进后，全炉膛无火判断条件中任意油层投运条件后，运行人员更加方便操作方式，使锅炉运行方式合理，为机组正常运行提供有效保障。,8 DCS系统改造的几点体会,8.1 DCS设备改造和新投入使用后，虽然MCS、SCS等系统投入了运行，但往往仍然有许多具体且实际的工作需要由DCS系统改进完成.8.2 适应实际需求，完善DCS功能，既为机组安全稳定运行奠定基础，同时又磨练了队伍，提高了热控人员的技术水平。8.3 运行人员碰到设备运行或使用的问题
18、的及时,提出，为热控DCS系统功能完善提出了基本要求，而这些问题的及时解决，又使机组的安全运行得到了技术保证。8.4 通过持续不断的优化、技术改进，使DCS系统从部分向更大程度的实用性转变，从而更好的发挥DCS系统的功能。,白慧军 么军 刘文利 沈阳华润热电有限公司沈阳市大东区珠林路352号 邮政编码：110043联系电话：024-23132409 024-23132204 024-23132209,作者简介：白慧军 1987年参加工作，现在公司生技部从事热控技术管理工作，专责工程师么军 1987年参加工作，现在公司检修部热工专业从事生产管理工作，经理刘文利 1978年参加工作，现在公司检修部热工专业从事技术管理工作，专责工程师,谢谢！,
