【導讀】國家甲級證書號:190101－sj. 廣東惠來電廠一期3、4號2×1000MW機組工程。第九卷熱工自動化部分

　　

【正文】 系統(tǒng) (DEH)由基本控制系統(tǒng)和自動起動系統(tǒng)組成，實現(xiàn)汽輪機轉速和負荷的閉環(huán)控制。 基本控制系統(tǒng)包括如下功能 a. 轉速控制； b. 負荷控制； 初步設計文件 － 21－ c. 超速保護； d. 閥門管理； e. 閥門活動試驗。 自動啟動系統(tǒng)功能： a. 自 動啟動； 該系統(tǒng)根據(jù)轉子應力計算結果，自動給出各個控制階段的目標轉速，目標升速率，目標負荷和目標升負荷率。 b. 壽命消耗累計計算。 汽機旁路控制系統(tǒng) (BPC) 汽機旁路系統(tǒng)包括壓力和溫度控制，以及旁路系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護功能。汽機旁路系統(tǒng)根據(jù)其所承擔的功能，當需具有快開要求或采用液動閥時，控制系統(tǒng)功能與邏輯實現(xiàn)，由 DCS完成。 旁路控制系統(tǒng)能與協(xié)調控制系統(tǒng) (CCS)、汽機 DEH系統(tǒng)配合，以實現(xiàn)各種不同運行工況的要求。旁路系統(tǒng)的功能有： a. 在機組啟動過程中，控制鍋爐升壓，加快啟動速度，并回收工質。 b. 在機組正常運行期間，負 荷變化較大時，防止鍋爐超壓，起到壓力調節(jié)和超壓保護作用。 c. 在汽機甩負荷時，減少安全閥的排放，允許鍋爐在最低負荷下穩(wěn)定運行，并且保證再熱器有足夠的冷卻。 汽機 監(jiān)視 儀表 系統(tǒng) (TSI) 汽機應配備完 整的汽機 監(jiān)視 儀表 系統(tǒng) (TSI)及汽機數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) (TDM) 汽機 監(jiān)視 儀表 系統(tǒng) (TSI) 監(jiān)測范圍包括： ? 汽機轉速； ? 軸偏心； ? 軸向位移； ? 每個軸承的絕對振動； ? 每個軸承對軸的相對振動； 初步設計文件 － 22－ ? 脹差； ? 汽缸膨脹等。 汽輪機數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) (TDM) 該系統(tǒng)可在線監(jiān)測汽輪機穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)運行狀態(tài)，對上述數(shù)據(jù)進行采集、處理、存儲、分析，并 將分析的結果進行趨勢或其它形式顯示。實現(xiàn)過程數(shù)據(jù)的歷史趨勢、汽輪機故障診斷以及預測維修等功能。 鍋爐吹灰程控系統(tǒng) 隨鍋爐配供，包括各類吹灰器、吹灰汽源減壓站 (包括進口閥門 )、閥門、蒸汽和疏水管道系統(tǒng)、壓力 /溫度開關、吹灰動力柜等。該系統(tǒng)用于清除受熱面上積灰，防止爐膛結焦和 煙道堵灰，改善受熱面的傳熱效果，提高鍋爐運行經(jīng)濟性。 系統(tǒng)采用可編程控制器 (PLC)與工業(yè)控制機 (PC)構成的計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)?？刂剖也辉O操作員站，與機組分散控制系統(tǒng)(DCS)共享操作員站。 爐管泄漏檢測系統(tǒng) 該系統(tǒng)用于監(jiān)測鍋爐過熱器、再熱器、 省煤器、水冷壁等鍋爐受熱面的早期泄漏，主要功能包括： a. 爐管泄漏早期報警； b. 判定泄漏區(qū)域位置； c. 顯示泄漏 噪 聲頻譜 d. 跟蹤泄漏發(fā)展趨勢 e. 實時監(jiān)聽爐內 噪 聲 熱工保護 熱工保護是指當機組或輔機設備出現(xiàn)故障時，能正確地處理或消除故障，達到保護人身或設備安全的效果。 單元機組保護 當機組運行中發(fā)生下列情況之一時，保護動作，停止機組運行： a. 鍋爐事故停爐； b. 汽機事故停機； c. 發(fā)電機主保護動作。 初步設計文件 － 23－ 鍋爐保護 a. 緊急停爐保護 (MFT) 緊急停爐保護由鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng) (FSSS)完成，當鍋爐運行中發(fā)生下列情況之一時，MFT動作，切斷進入爐膛的所有燃料： ? 爐膛火焰喪失； ? 爐膛負壓過高、過低； ? 給水流量過低 或給水喪失 ； ? 全失燃料； ? 兩臺引風機全停； ? 兩臺送風機全停； ? 兩臺一次風機全停； ? 風量 25%； ? 火焰檢測器冷卻風壓力過低； ? 鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng) (FSSS)失電； ? 手動停爐； ? 發(fā)電機全停； ? 汽輪機跳閘等。 b. 鍋爐超壓保護 鍋爐壓力超過預定值時，自動打開安全門 (PCV)泄壓，也可以由運行人員通過操作面板控制打開。 c. 分離器儲水罐 水位保護 d. 鍋爐再熱器超溫保護 e. 鍋爐斷水保護 汽輪機保護 a. 緊急停 機保護 當汽機運行中出現(xiàn)下列條件之一時，汽機緊急跳閘系統(tǒng) (ETS)動作，緊急停止汽機運行： ? 手動緊急停機； 初步設計文件 － 24－ ? 發(fā)電機跳閘； ? 鍋爐 MFT； ? 汽機超速； ? 軸向位移過大； ? 凝汽器真空過低； ? 汽機潤滑油壓過低； ? 控制油壓過低； ? 汽機電液控制系統(tǒng) (DEH)失電等。 b. 防止汽機超速保護 (OPC) 該保護功能由汽機電液控制系統(tǒng) (DEH)實現(xiàn)，當汽機轉速超過 103%轉時， OPC動作，立即關閉高、中壓調節(jié)門抑制轉速飛升，自動控制機組在 3000r/min穩(wěn)定運行。 c. 汽機防進水保護 該保護功能由分散控制系統(tǒng) (DCS)完成。當抽汽管上 下溫差大 時 ，緊急關閉抽汽逆止閥。 d. 低壓缸防超溫保護 該保護功能由分散控制系統(tǒng) (DCS)完成。當?shù)蛪焊着牌麥囟雀?時 ，緊急打開噴水閥。 除氧給水保護 由分散控制系統(tǒng) (DCS)完成。有如下保護功能： a. 除氧器水位保護； b. 除氧器壓力保護。 高、低加水位高保護 該保護功能由分散控制系統(tǒng) (DCS)完成。當高、低加水位高 時 ，緊急關閉抽汽逆止閥和高、低加進出口門，打開旁路門。 聯(lián) 鎖 由分散控制系統(tǒng) (DCS)完成的輔機、閥門聯(lián)鎖主要有： a. 工作輔機與備用輔機之間的聯(lián)鎖； b. 輔機與閥門之間的聯(lián)鎖； c. 輔機和閥門根據(jù)運行工況 改變 的切換； 初步設計文件 － 25－ d. 輔機保護條件出現(xiàn)時聯(lián)鎖停運 e. 輔機運行許可條件不滿足時 閉 鎖 啟 運。 熱工 報警 信號報警主要通過分散控制系統(tǒng) (DCS)的 LCD實現(xiàn)。 分散控制系統(tǒng) (DCS)的 LCD，除具有專門的 LCD報警畫面和在一般畫面上對報警信號進行提示外，還可以對報警信號進行報警打印，事故順序記錄。 常規(guī)的報警信號一般包括下列內容： ? 重要參數(shù)越限； ? 主要輔機設備故障； ? 控制系統(tǒng)故障； ? 機組跳閘的各種原因； ? 電源故障。 其它監(jiān)控系統(tǒng) 主要項目有： ? 空預器間隙調整裝置； ? 電除塵器控制系統(tǒng)等。 輔助車間自動化功能 詳見 本 卷 5項 。 廠 級信息系統(tǒng)功能 詳見 本 卷 8項 。 4. 熱工自動化設備選型 單元機組熱工自動化設備選型 分散控制系統(tǒng) (DCS) 采用分散控制系統(tǒng)作為機組的主要監(jiān)控設備 本工程推薦數(shù)據(jù)采集 (DAS)、模擬量控制 (MCS)、順序控制 (SCS)、鍋爐爐膛安全監(jiān)控 初步設計文件 － 26－ (FSSS)、鍋爐給水泵汽機控制 (MEH)以及汽機旁路系統(tǒng) (BPC)等功能均由分散控制系統(tǒng)實現(xiàn)，其主要理由是： 由于 本 擴建 3號、 4號機組工程，是 20xx年以后投產(chǎn)的機組，單機容量是目前國產(chǎn)容量最大的機組 之一 ，因此自動化系統(tǒng)設計和設備選用，必需考慮具有當前最先進的水平。 毫無疑問 ，分散控制系統(tǒng) (DCS)具有可靠性高，計算機軟件豐富，便于組成先進的、復雜的控制系統(tǒng)。檢測系統(tǒng)、保護能有機結合，使用方便，修改容易，性能與價格比高等無可替代的優(yōu)點。故本期工程推薦采用分散控制系統(tǒng) (DCS)作為機組監(jiān)控的主要設備。 分散控制系統(tǒng)的選型原則 分散控制系統(tǒng)的選型是一個復雜的過程，它將通過招議標方法，按性能價格比擇優(yōu)選取。此外，針對本工程的特點，建議在確定分散控制系統(tǒng)的廠商時，對系統(tǒng)的下列性能應特別加以注意、比較： ? 系統(tǒng)抗干擾能力； ? 系統(tǒng)接地，能否 不要 單獨接地網(wǎng)； ? 電子設備機柜是否具有物理分散布置的 應用業(yè)績； ? 是否 具有遠程 I/O及現(xiàn)場總線 的應用業(yè)績或經(jīng)驗； ? 供應商或者合作伙伴是否有 1000MW機組 上應用的設計業(yè)績，該 系統(tǒng)是否有用于1000MW機組的成功經(jīng)驗。 I/O點統(tǒng)計 本工程單臺機組及廠用公共部分的各種類型的 I/O點數(shù)初步統(tǒng)計情況見表 。 表 I/O型式 TC/RTD AI(4~20mA) AO DI DO PI 合計 I/O點數(shù) 1400 1500 350 7200 2500 50 120xx 上 述 I/O點數(shù)僅根據(jù)同類機組 粗 略 估 計的數(shù)據(jù)，本工程將隨著設計的進一步深入，被控對象數(shù)量及類型 明確 時 ，確定最終 I/O點數(shù)。上述 I/O點不包括以下內容： ? 單元機組汽機電液控制系統(tǒng) (DEH)點數(shù)； ? 單元機組備用點數(shù)； 初步設計文件 － 27－ ? 其它系統(tǒng)與 DCS的通訊點數(shù)； ? 過程站之間通過硬接線連接信號的 I/O點數(shù)等。 人 —機接口設備的配置 (單元機組 ) 本工程人－機接口設備擬按下列設備配置： ? 操作員站 5 臺 ? 打印機 3 臺 ? 彩色圖形拷貝機 1 臺 ? 工程師工作站 1 套 系統(tǒng) 硬件、軟件 主要包括： ? 系統(tǒng)機柜 (包括中間端子柜、繼電器柜和接口柜等 )； ? 遠程 I/O站； ? 系統(tǒng)設備間的通訊電纜和連接電纜； ? 電源分配柜； ? 系統(tǒng)軟件 (包括系統(tǒng)軟件、應用軟件和優(yōu)化控制軟件 )。 鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng) (FSSS) 鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng) (FSSS)控制功能由分散控制系統(tǒng) (DCS)實現(xiàn)。 鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng) (FSSS)就地設備包括： ? 火焰檢測器及火焰檢測放大器； ? 火檢冷卻風機系統(tǒng)； ? 等離子點火裝置 及其輔助系統(tǒng) ； ? 高能點火裝置及其驅動器； ? 油槍、油槍進退用的氣動執(zhí)行器； ? 快速燃油跳閘閥、油角閥和吹掃閥等設備。 上述設備 除火焰檢測器、火焰檢測放大器和火檢冷卻風機系統(tǒng)外， 均由 鍋爐廠配 供。火焰檢測器、火焰檢測放大器和火檢冷卻風機系統(tǒng)推薦下列公司： ? FORNEY公司； ? ABB公司 ； 初步設計文件 － 28－ ? COEN公司。 鍋爐吹灰系統(tǒng) 鍋爐吹灰系統(tǒng)隨鍋爐配供，用于清除受熱面上積灰，防止爐膛結焦和煙道堵灰，改善受熱面的傳熱效果，提高鍋爐運行經(jīng)濟性。 鍋爐吹灰程控系統(tǒng)采用可編程控制器 (PLC)與工業(yè)控制機 (PC)構成的計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)?？刂剖也辉O操作員站，與機組分散控制系統(tǒng) (DCS)共享操作員站。 鍋爐吹灰系統(tǒng)設備包括各類吹灰器、吹灰汽源減壓站 (包括進口閥門 )、閥門、蒸汽和疏水管道系統(tǒng)、壓力 /溫度開關、吹灰動力柜、吹灰 程控柜等。 汽機電液控制系統(tǒng) (DEH) 電液控制系統(tǒng)是用于汽機控制的重要設備，其任務是控制汽機轉速與負荷，以及實現(xiàn)各種工況下的監(jiān)控和保護。 電液控制系統(tǒng)一般由兩大部分組成。一部分為機械液壓部套，包括油動機、伺服閥、截止閥、卸荷閥、單向閥、電磁換向閥、 OPC電磁閥、 AST電磁閥、隔膜閥、蓄能器、再生裝置、變量泵、控制箱和油管路等。另一部分為電子控制裝置，它包括實現(xiàn)汽機控制功能所需要的應用軟件、系統(tǒng)硬件和人一機接口等設備。 電液控制系統(tǒng) 隨汽機配供，其電子控制裝置與汽機廠協(xié)商，爭取采用與機組分散控制系統(tǒng) (DCS)相同的硬件。如汽機廠認為其硬件型式確實難以與機組分散控制系統(tǒng) (DCS)型號一致時，要求實現(xiàn)汽機電液控制系統(tǒng) (DEH)與分散控制系統(tǒng) (DCS)共享操作員站。 無論采取何種方式，都有賴于汽機廠的參與，至于采用那一家的產(chǎn)品，則通過下一階段的招評標由業(yè)主選擇確定。 鍋爐給水泵汽機控制系統(tǒng) (MEH) 鍋爐給水泵汽機控制系統(tǒng) (MEH)一般隨給水泵汽機配供，其電子控制裝置可與汽機廠協(xié)商，爭取采用與機組分散控制系統(tǒng) (DCS)相同的硬件。如汽機廠認為其硬件型式確實難以與機組分散控制系統(tǒng) (DCS)型號一致時，要求實現(xiàn)鍋爐給水泵 汽機控制系統(tǒng) (MEH)與分散控制系統(tǒng) (DCS)進行數(shù)據(jù)通訊。 鍋爐給水泵汽機控制系統(tǒng) (MEH)就地設備包括有：油動機、伺服閥、截止閥、卸荷閥、單向閥、電磁換向閥、控制箱和油管路等。 鍋爐給水泵汽機控制系統(tǒng) (MEH)就地設備供貨商有兩種選擇： 初步設計文件 － 29－ ? 由給水泵汽機廠生產(chǎn)與配供； ? 由專業(yè)的電液控制