电厂单元机组热控系统的分散控制系统改造设计

电厂单元机组热控系统的分散控制系统改造设计

毕亚欣

中国能源建设集团天津电力建设有限公司    300180

摘要：随着当前社会经济的快速发展和现代科学技术的进步，我国电力行业得以快速稳定的发展，设备技术水平也得到了全面升级，系统技术优势更加凸显，使电厂单元机组运行的稳定性和安全性都得到了很大程度的保障。热控保护系统作为电厂单元机组运行安全和稳定的重要保障基础，需要针对分散控制系统改造设计进行仔细分析，全面掌握实际情况，从根本上提高电厂单元机组运行的安全性，因此，本文对电厂单元机组热控系统的分散控制系统改造设计进行分析具有重要的意义，从而保证电力企业的可持续发展。

关键词：电厂单元机组；热控系统；分散控制系统；改造设计

引言

对电厂单元机组热控系统的分散控制系统改造设计进行研究，可以大大提升了热控系统的运行稳定性、可靠性及安全性。目前越来越多的火电厂正在应用自动化技术，这时是由于可靠的热控系统在火电机组运行过程中意义重大。互联网技术以及人工智能技术正越来越多地运用到火电厂生产中，我们要采取各种办法提升热控系统的稳定性，提高火电厂热控系统的水平，推动我国火电产业更好的发展。

1电厂单元机组控制方式

1.1单元机组控制方式

通常情况下，单元蒸汽机组都要采用炉、机、电在一块进行控制的办法，一般是两台机组共同使用一个控制室进行控制。

1.2控制盘的布置

在设计控制盘安设位置的过程中，遵循盘、台隔离的原则。控制台主要负责对整个蒸汽机组的运行工作进行监视和控制，在控制台之上安装有CRT的操作站站点，这种站点的主要功能就是如有故常出现，对机组进行紧急停机或停炉处理。后备的控制盘主要是就是当DCS无法工作时的进行对机组的停机、停炉工作，一般后备盘之上安装各种控制仪器和操作面板等。

2电厂热控系统的可靠性分析

2.1自动化的可靠性分析

电厂热控系统借助微机为作为基础分散式操作控制系统，然后加装数量较少的模拟仪表以及后备硬手操达，确保可以对整个蒸汽机组进行正常的检测、调控以及保护。在配置监控系统的过程中还要注意考虑到不同的工作条件和运行环境，对于系统整体的配置要达到机组不同运行条件下的相关要求，并且可以在保障蒸汽机组处于一个经济、高效运行环境之下，尽可能地满足电网对于所传输电力的各种需求。在单元的控制室之内可以实现全面机组运行的管理，各个机组均使用一人进行主要操作、其余配置两名工作人员进行辅助操作的管理模式。在蒸汽机组的启动和运行的过程中，当少数一部分的现场准备工作顺利完成之后，这时只需要当时值班的工作人员进行少量的干处理，便能够远程控制机组的启动。

2.2停机的可靠性

在停止机组时，只需要运行人员进行远程操作，便可停止机组。在正常运行的状态下，从45%的负荷到达99%的额定负荷，要确保整个蒸汽机组控制系统可以把参数控制稳定在核实的可以接受的范围之内，这样能够顺利切换蒸汽机组运行的方式。一旦蒸汽机组运行异常，经过该系统自动化的处理，就可以通过调整负荷的方式将生产的过程控制在一个安全的环境下。

2.3顺序控制

在顺序控制的过程中，要确保锅炉从点火到机组带满负荷顺序调控，关于机组的风烟系统，大致可以分为A、B侧的功能组，但是在这部分控制系统中又缺少A、B两侧相互交叉以及自动停止的响应办法，从而达到汽机从起始提速到蒸汽机组满负荷自动化的控制效果。在整个控制过程中有几个断点，这就负责的工作人员进分步操作控制，从而实现满负荷到机炉停机的自动化操作过程。

3电厂单元机组热控系统的分散控制系统改造设计

3.1 DAS系统改造设计

在分布式天线系统（Distributed Antenna System，DCS）改造设计过程中，除了气温记录表、气压记录表、真空记录表及部分电接点水位表外，其他监测全部包括在DCS系统中，系统具备操作、成组、棒图及报警等功能，同时能实现定期记录、事故记录、事故追踪记录及故障原因记录等，具有可靠的历史数据存储和检索功能。

3.2 SCS系统改造设计

在顺序控制系统（Sequence Control System，SCS）改造设计中，只保留了锅炉安全门、事故放水门、汽机润滑油泵等原有的手动操作，其他操作全部接入SCS系统，通过SCS中驱动级的基本逻辑对其进行控制。所有操作都能在DCS系统内部逻辑中完成，通过驱动逻辑对反馈信号、条件信号及操作指令等进行分析，从而确定优先级，将其输出到控制回路。SCS具有启动和停止控制功能，能实现联锁及程序启动功能。设备联锁中设计了最高优先级指令，手动指令优先级高于自动指令，设备的启动、停止指令等相互闭锁，从而提高设备运行的安全性。在改造前的DCS控制方案中，热控系统常见跳闸导致无法运行的问题，且受到其他信号干扰较大。为此，在电厂单元机组热控系统的分散控制系统改造设计方案中增加了信号干扰报警器，当系统受到干扰时首先进行报警提醒，不会立即跳闸，仍保持正常运行状态，由操作人员对其进行处理，有效提高系统运行的可靠性。

3.3 DEH系统改造设计在数字式电气液压控制系统（Digital Electric Hydraulic Control System，DEH）改造设计方案中，设备控制模式设计为电液切换，保留原有的液压系统，在其基础上增加电液调节系统。电液调节系统能与液压调节系统相互跟踪，互为备用。当一套系统出现问题后，另一套系统能迅速启动实现无缝衔接。在外围系统中，电厂单元机组热控系统的分散控制系统改造设计方案增加了挂闸油压检测系统，保留原有的同步器和油动机形成检测系统，在其基础上进行优化设计。从外围检测点到电液控制系统的线缆要重新铺设，并增加对线缆的抗干扰处理，从而提高系统抗干扰能力。

3.4 BMS系统改造设计

在电厂单元机组热控系统的分散控制系统改造设计方案中，电池管理系统（Battery Management System，BMS）的主要功能是对程控点火、汽包水位保护的控制。燃烧器在远程控制状态下设计了4种不同的操作模式，即手动操作、单控操作、对控操作及层控操作。汽包水位保护系统通过压力进行补充，同时连接到灭火装置中，利用灭火保护装置对水位进行防护，从而提升系统运行的安全性。

3.5系统连接改造设计

在系统连接改造设计中，SCS系统依据反馈信号与设计信号相互分离的基本理念，将炉侧转机的原始控制线缆从炉侧调整到中间转接柜，当作和SCS控制柜的中间转接，对反馈信号线缆进行重新铺设，并在线缆中做好屏蔽保护措施，提高线缆抗干扰能力。炉侧的电动门从电动抽屉柜中铺设到SCS控制柜中，一次风选线和二次风选线电控系统的继电器全部去除，设计为单独的控制回路。DCS系统和一次设备的连接设计中，电动门开关和位置反馈信号不采用原有的开关节点直接和I/O板相连，而是在设计改造方案中增加中间继电器。反馈到DCS系统中的信号线缆设计为与控制线缆分离的方式。外围设备线缆接入DCS的I/O控制柜中，单端接地、传送模拟量检测信号设计为分线屏蔽。引风机、送风机及给水泵等系统的转机启动、停止状态反馈分别接入断路器的辅助接点中，针对控制机的转机反馈设计增加360V中间继电器，将其与原有的中间继电器相连。

结束语

分散控制系统（Distributed Control System，DCS）对电厂热控系统运行控制具有重要影响。为了提高火电厂发电效率和安全性，必须对DCS进行优化改造，采用科学的设计方案，选择合理的DCS，通过改造设计提高DCS的实效性，从而全面提升火电厂发电效率。在此背景下，结合某火电厂的单元机组热控系统实际情况，提出一种可行的DCS改造设计方案。

参考文献

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