1 300MW循環(huán)流化床機(jī)組
1.1機(jī)組特點(diǎn)
循環(huán)流化床鍋爐是被國際公認(rèn)的高效,、低污染的清潔燃燒技術(shù)，是國家重點(diǎn)鼓勵和發(fā)展的環(huán)保節(jié)能項(xiàng)目,。該鍋爐具有燃燒效率高,，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，無需加裝脫硫,、脫硝裝置即可實(shí)現(xiàn)90%脫硫率,，滿足環(huán)保要求，以經(jīng)濟(jì)的方式解決大氣污染問題,，而且煤種適應(yīng)性廣,，排出的灰渣活性好，容易實(shí)現(xiàn)綜合利用,。目前國內(nèi)300MW等級循環(huán)流化床鍋爐消化引進(jìn)阿爾斯通技術(shù),，和常規(guī)煤粉鍋爐相比主要在燃燒系統(tǒng)方面存在差異其具有如下特點(diǎn)：
通常鍋爐四角分別布置4個返料器和4個外置流化床，外置床中布置了中溫過熱器,，低溫過熱器和高溫再熱器等鍋爐受熱面,。
鍋爐左右兩側(cè)配有風(fēng)道燃燒器，每側(cè)風(fēng)道燃燒器含有兩支油槍,，床上左右兩側(cè)各配有4支床上油槍,。
風(fēng)煙系統(tǒng)中一次風(fēng)作為主要流化風(fēng)，二次風(fēng)分上中下分級送風(fēng)助燃,，多路流化風(fēng)對返料器,、外置床等受熱室起到流化作用。
風(fēng)煙系統(tǒng)中灰循環(huán)的合理建立是鍋爐穩(wěn)定燃燒的重要前提,，也是控制床溫,、再熱汽溫的基礎(chǔ),。
由于循環(huán)流化床鍋爐的復(fù)雜性，鍋爐爐膛安全監(jiān)測系統(tǒng)和常規(guī)煤粉爐有較大差別,，包含鍋爐跳閘BT,、送風(fēng)跳閘AT和主燃料跳閘MFT三個主要跳閘信號。
由于循環(huán)流化床鍋爐的大滯后特性,，自動控制難點(diǎn)在協(xié)調(diào)控制,，床溫控制、床壓控制,、過熱汽溫控制和再熱汽溫控制,。
對于循環(huán)配套直接空冷系統(tǒng)，直接空冷的控制關(guān)鍵在于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速主指令控制,，即如何設(shè)定好背壓是一個關(guān)鍵,，既能夠考慮到汽輪機(jī)效率，又能考慮到風(fēng)機(jī)電耗率,，達(dá)到一個最佳經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),，同時兼顧到低溫防凍保護(hù)。
圖1-1循環(huán)流化床機(jī)組示意圖
1.2配置方案
蒙西DCS項(xiàng)目由DAS,、FSSS,、SCS、MCS,、DEH,、ECS、ACC等部分組成,，總點(diǎn)數(shù)約20000點(diǎn),，采用TPS系統(tǒng)，總配置單元機(jī)組配置控制器18×2對,公用系統(tǒng)配置控制器2對,，ACC配置控制器2×2對,，操作員站6×2臺，工程師站2×2臺,，OPC接口服務(wù)器1×2臺,。單元機(jī)組系統(tǒng)配置如下圖所示。
圖1-2循環(huán)流化床機(jī)組配置方案圖
2 輔機(jī)一體化
2.1工藝特點(diǎn)
火力發(fā)電站的傳統(tǒng)輔控系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：
按照工藝系統(tǒng)的劃分,，形成了多個相互獨(dú)立信息孤島
各個輔助控制系統(tǒng)物理位置上較為分散
各個輔助控制系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控,，運(yùn)行人員配置多
系統(tǒng)種類多，維護(hù)困難
與電廠主機(jī)DCS系統(tǒng),、SIS系統(tǒng),、MIS系統(tǒng)的信息共享困難
因?yàn)閭鹘y(tǒng)輔控系統(tǒng)表現(xiàn)出來的以上問題，在信息化技術(shù)和控制技術(shù)日益成熟今天,，輔控系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為電站輔控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,。輔機(jī)一體化系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比具有以下特點(diǎn)：
各分系統(tǒng)通過高速網(wǎng)絡(luò)相連,，信息共享便捷，便于系統(tǒng)間協(xié)調(diào)配合
集控運(yùn)行統(tǒng)一布置,，運(yùn)行人員配置少,，減員增效明顯
各系統(tǒng)的一體化選型和設(shè)置大大減少了熱工人員的維護(hù)工作量
可以通過單一接口與DCS、SIS等系統(tǒng)相連,，接口配置大大簡化,，減少了投資
輔網(wǎng)一體化為將來的主機(jī)輔網(wǎng)一體化奠定了基礎(chǔ)
2.2配置方案
以一套2X600MW機(jī)組的典型輔機(jī)一體化系統(tǒng)為例，其推薦配置方案如下圖,。該系統(tǒng)初步包括了輸煤系統(tǒng)、水務(wù)系統(tǒng)和除灰除渣系統(tǒng),。根據(jù)不同電廠的要求,，脫硫系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)等也可以并入系統(tǒng),。該輔機(jī)一體化系統(tǒng)配置了一臺全局工程師站,、三臺分系統(tǒng)工程師站、四臺操作員站,。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用容錯工業(yè)交換機(jī)實(shí)現(xiàn),，為兩條冗余100Mbps工業(yè)以太網(wǎng)。根據(jù)物理距離的遠(yuǎn)近,，通訊介質(zhì)可以靈活采用屏蔽雙絞線,、光纖或者是光纖與雙絞線的混合配置。系統(tǒng)對外提供了統(tǒng)一的接口服務(wù)器,，采用OPC規(guī)范,。同時，在系統(tǒng)融合了閉路電視系統(tǒng),，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)和現(xiàn)場生產(chǎn)視頻情況的同步監(jiān)測,。
圖2-1輔機(jī)一體化系統(tǒng)配置方案圖
3 輸煤控制
3.1工藝特點(diǎn)
系統(tǒng)基本工藝流程是將煤場的煤經(jīng)輸煤皮帶和碎煤樓輸送至各原煤倉。
系統(tǒng)控制設(shè)備較多,，控制分散,，覆蓋距離遠(yuǎn)。主要設(shè)備包括給料機(jī),，除鐵器,，碎煤機(jī)，三通分料器,，犁煤器和速度,，跑偏，拉繩等就地保護(hù)設(shè)備,，設(shè)備間具有一定的聯(lián)鎖保護(hù)關(guān)系,。
輸煤流程具有順序性特點(diǎn),。系統(tǒng)啟動時，按照逆煤流方向逐臺進(jìn)行,；系統(tǒng)停止時,，按照順煤流方向逐臺進(jìn)行。
輸煤系統(tǒng)具有順序輸煤功能,，自動配煤功能和余煤配煤功能,。
考慮到電廠的輸煤程控控制對象較分散，在離控制室較遠(yuǎn)的皮帶和煤倉附近設(shè)置遠(yuǎn)程IO站,。
3.2配置方案
根據(jù)輸煤程控自身特點(diǎn),，以內(nèi)蒙古太西煤集團(tuán)長山自備電廠輸煤工程應(yīng)用為例，采用SIEMENSS7-300系列控制系統(tǒng),，采用雙機(jī)熱備配置,，主備采用完全相同的配置，即雙機(jī)架,、雙電源,、雙CPU、雙通訊模塊,，雙機(jī)做到無擾切換,；控制層通訊采用PROFIBUS-DP通訊，監(jiān)控層采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊,，控制器冗余采用西門子軟冗余方式,，控制系統(tǒng)配置UPS電源的雙供電系統(tǒng)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,，上位機(jī)配置兩臺研華工控機(jī),，完成系統(tǒng)的操作任務(wù)。
控制柜包括一個PROFIBUS-DP主站和一個ET200M從站,，兩個ET200M從站遠(yuǎn)程柜布置在遠(yuǎn)程就地設(shè)備附近,；安裝了WINCC的上位機(jī)通過以太網(wǎng)與西門子通訊卡件CP343相連，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控層的通訊,。上位機(jī)還通過WINCC的OPC接口與電廠SIS系統(tǒng)互聯(lián),。
圖3-1輸煤控制系統(tǒng)配置方案圖
4 空冷控制
4.1工藝特點(diǎn)
空冷（ACC）主要將汽輪機(jī)排汽用空氣冷卻成水，達(dá)到保證生產(chǎn)同時節(jié)約水資源目的,。該空冷控制系統(tǒng)包括順流風(fēng)機(jī),、逆流風(fēng)機(jī)、冷凝水排水閥,、豎管閥,、抽空閥、抽空泵、抽空泵進(jìn)口閥,、抽空泵給水電磁閥和旁路抽空閥等設(shè)備,，以及油壓開關(guān)、振動開關(guān),、電機(jī)電流等信號采集裝置,，要求一鍵啟動且所有風(fēng)機(jī)和閥門自動控制來實(shí)現(xiàn)背壓穩(wěn)定，系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：
控制對象為風(fēng)機(jī)和閥門,，雖然數(shù)量較少,，但是內(nèi)部邏輯很精細(xì)，要求一鍵啟動且全設(shè)備全部自動控制
且控制回路較簡單,，閉環(huán)控制較少,，開環(huán)控制較多，實(shí)時性要求不太高,，控制對象較分散,， 控制使用的PID較少，順控較多,，而且大部分順控要求循環(huán)控制，即一直在運(yùn)行保護(hù)要求不多但是各個設(shè)備連鎖密切,， 因此,，空冷控制系統(tǒng)是一個以開關(guān)量為主，模擬量為輔并伴有少量調(diào)節(jié)回路的系統(tǒng),，屬于典型的混合控制系統(tǒng),。
圖4-1空冷控制系統(tǒng)操作平臺
4.2配置方案
以蒙西發(fā)電廠2X300MW機(jī)組脫硫島為例，控制系統(tǒng)采用Honeywell公司TPS系統(tǒng),。單元機(jī)組空冷島控制系統(tǒng)采用1面電源分配柜,，1面系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)柜，2面HPM控制器柜,，配置2面繼電器柜,。同時單元機(jī)組空冷島控制系統(tǒng)配置1臺工程師站，2臺操作員站,，1臺OPC服務(wù)接口站
圖4-2單元機(jī)組空冷控制系統(tǒng)配置方案圖
5 脫硫控制
5.1工藝特點(diǎn)
電廠脫硫是將燃煤機(jī)組煙氣中的含硫化合物降低到符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)的一種工藝,，目前常應(yīng)用比較廣的是濕法脫硫工藝。該工藝主要包括工藝水系統(tǒng),，石灰石漿液制備,、輸送系統(tǒng)，吸收塔系統(tǒng),，石膏脫水系統(tǒng),，煙氣系統(tǒng)等子工藝系統(tǒng)。主要設(shè)備有濕式球磨機(jī),、漿液輸送泵,、氧化風(fēng)機(jī),、漿液循環(huán)泵以及增壓風(fēng)機(jī)等。就其控制系統(tǒng)而言,，濕法脫硫工藝一般具有以下特點(diǎn)：
煙氣脫硫的控制對象比較特殊但數(shù)量較少,，控制對象較分散，控制使用的PID較少,，控制回路較簡單,；閉環(huán)控制較少，開環(huán)控制較多,，實(shí)時性要求不太高,。另外，順控較多,，注重的是時間控制,，保護(hù)要求不多。因此,，脫硫控制系統(tǒng)是一個以開關(guān)量為主,，模擬量為輔并伴有少量調(diào)節(jié)回路的系統(tǒng)，屬于典型的混合控制系統(tǒng),，其控制I/O點(diǎn)數(shù)約3000點(diǎn),。
5.2配置方案
以貴州黔東發(fā)電廠2X600MW機(jī)組脫硫控制系統(tǒng)為例，其采用的配置方案如下圖所示,。該方案以ABControlLogix系列控制器為硬件平臺,，采用RSLogix系列下位機(jī)編程軟件和RSView32上位機(jī)組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)組態(tài)。
系統(tǒng)共配置三對ControlLogix冗余控制器,，采用1794系列分布式I/O,。分布式I/O采用冗余通訊的ControlNet網(wǎng)絡(luò)?？刂破髋c操作站的通訊采用冗余的100M以太網(wǎng),。配置兩臺就地操作站，兩臺集控室操作站,，一臺歷史站和工程師站,。另外配置一臺A3和A4網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)。SOE如需要,，可單獨(dú)配置控制器實(shí)現(xiàn),。