广东电力设计院初步设计-热控部分-广东惠来电厂一期3、4号21000mw机组工程(编辑修改稿)

广东电力设计院初步设计-热控部分-广东惠来电厂一期3、4号21000mw机组工程(编辑修改稿)内容摘要：

电子设备室布置参见图 (44 F08912CK11)。 按集控室方案二，电子设备室设在 B－ C列框架内 10~13号柱之间，分两层布置，在 层设锅炉电子设备室，两台机组公用，面积 380m2，其底下设有电缆夹层，锅炉部分的分散控制系统所有控制机柜 (除远程 I/O机柜外 )、端子柜、中间继电器柜，随主机设备成套供货的控制机柜， 以及热工交 /直流电源分配盘等均布置在电子设备室内，两台机组的电子设备室彼此隔开，所有机柜的电缆均从底部进线。 在 ，两台机组公用，面积 350m2，其底下设有电缆夹层。 汽机部分的分散控制系统所有控制机柜 (除远程 I/O机柜外 )、端子柜、中间继电器柜，随主机设备成套供货的控制机柜，以及热工交 /直流电源分配盘等均布置在电子设备室内，两台机组的电子设备室彼此隔开，所有机柜的电缆均从底部进线。 电子设备室布置参见图 (44 F08912CK12)。 工程师室 两台机组设一间工程师室，与电子设备 室同层。 每台机组配 1 台工程师站，包括一套带光盘读写器的历史数据记录和检索装置，另配激光打印机、彩色图形打印机各一台。 当DEH采用独立于机组 DCS的控制系统时，每台机组 DEH系统配备 1台工程师站及 2台打印机，布置在工程师室内。 工程师室内还设有 1台汽机振动监测故障诊断系统 (TDM) 人机接口站。 控制系统的总体结构 本工程控制系统主要由厂级监控信息系统 (SIS)、单元机组控制系统及辅助车间 (BOP) 初步设计文件 － 9－ 控制系统组成。 厂级监控信息系统 (SIS) 厂级监控信息系统 (SIS)是面向全厂生产过程的信息网，提供对全厂生 产过程的实时监视、管理和优化。 SIS系统 在一期 2号 机组工程已 设计 完成，本工程仅根据需要扩建部分功能软件和外围设备。 其主要功能大致包括：  厂级生产过程实时监视；  负荷调度；  厂级性能计算和经济分析；  主机和主要辅机故障诊断；  设备寿命计算和分析；  设备状态检测和计算分析等。 与该网络通讯的系统 除 各机组的分散控制系统 (DCS)外，还有 各辅助车间控制系统 和其它厂级 管理信息系统的 网络。 主要包括：  输煤控制系统；  水处理控制系统；  电网监控系统 (NCS)；  厂级管理信息系统 (MIS)等。 厂级监控信息系统 (SIS)网是各台机组分散控制系统 (DCS)及各辅助车间 等 控制系统的上级网络，同时，该系统为厂级管理信息系统 (MIS)提供所需的关于生产过程的全部信息。 厂级监控信息系统 (SIS)通过通讯网络将各个控制系统联为一体，能有效地提高全厂安全运行及技术经济管理水平。 该系统与其它系统的关系如下： 1） 单元机组的分散控制系统 (DCS)：厂级监控信息系统 (SIS)通过网关与各单元机组的分散控制系统 (DCS)相连，接收单元机组的实时过程数据参数及设备状态信息，分析、判断机组运行工况，并将这些信息送到总值长站上，使值长对 各 单元机组运行 做出决策。 厂级监控信息系统 (SIS)与分散控制系统 (DCS)为 单 向通讯方式。 2） 厂级监控信息系统 (SIS)与厂级管理信息系统 (MIS)接口， 由厂级监控信息系统 (SIS)向厂级管理信息系统 (MIS)提供所需要的各单元机组以及各辅助车间的有关信息。 初步设计文件 － 10－ 3） 电网调度系统：厂级监控信息系统 (SIS)预留与电网调度 系统 之间的通讯接口，厂级监控信息系统 (SIS)接受电网负荷调度信号，然后 根据各机组运行状态，进行负荷最优分配，向各单元机组发出负荷指令，该指令采用硬接线方式连接。 4） 厂级监控信息系统 (SIS)设有与电网监控系统 (NCS)的数据通讯接口，电网监控系统 (NCS)将升压站的有关信息送至厂级监控信息系统 (SIS)。 5） 辅助车间控制系统；如 水处理控制系统、 煤控制系统、 灰 控制系统等，设有与厂级监控信息系统 (SIS)数据通讯接口，将主要参数及设备状态的信息送至厂级监控信息系统(SIS)。 6） 汽机数据管理系统 (TDM)：通过通讯接口将汽机有关振动分析数据送至厂级监控信息系统 (SIS)。 7） 当报价辅助决策系统独立设置时，厂级监控信息系统 (SIS)通过网络接口将实时成本有关数据、机组运行出力有关数据及报价辅助决策系统所需的其它实时数据送至该系统 ，以便实现负荷预测及发电报价等功能。 单元机组控制系统 机组控制系统由分散控制系统 (DCS)和子控制系统构成。 分散控制系统 (DCS) 分散控制系统 (DCS)是整个系统的核心，其控制功能的覆盖范围将尽可能广，以便充分发挥分散控制系统 (DCS)的优越性，提高自动化水平，减少控制系统硬件的 种类。 将由它完成机组的数据采集 (DAS)、模拟量控制 (MCS)、顺序控制 (SCS)、 机组自启停控制 (APS)、锅炉安全监控系统 (FSSS)、 给水泵汽机控制系统 (MEH)、给水泵汽机紧急跳闸 系统 (METS)、汽机旁路控制系统 (BPC)、 脱硝控制系统 、 循环水系统、 发电机 变压器组及厂用电控制 (ECS)等功能。 本工程考虑尽可能多地利用远程 I/O技术 来 实现分散控制系统 (DCS)的数据 采集功能，对距离较远、相对独立的控制系统，也不排除采用分散控制系统 (DCS)现场控制站的方式实现，提高系统的合理性和灵活性，减少控制电缆。 每台机组设置一套分散控制系统 (DCS)，在两台机组的分散控制系统 (DCS)之间设置一个单独的公用控制网，并设有与两台单元机组分散控制系统 (DCS)的网桥，使得运行人员 可 通过任一台机组的分散控制系统 (DCS)对公用 控制网 所监控的 设备进行监控；设有相 初步设计文件 － 11－ 应的闭锁措施，确保只能接受一台机组的分散控制系统 (DCS)发出的操作指令， 避免两台机组 DCS的直接 耦 合。 公用控制系统的功能覆盖范围，考虑两种方案： 方案一：公用 DCS控制网监控对象包括：厂用电公用部分、空压机系统 和 脱硝贮氨控制系统等。 其他的公用辅助车间，如电除尘、除灰渣系统、脱硫系统、凝结水精处理系统、循环水处理系统、中央空调系统等，则采用可编程控制器 (PLC)实现的控制系统，并各自与新增建成的辅助系统控制网 (BOP)相连最终实现在集控室内集中监控。 这种网络结构的优点是： (1)DCS公用控制网与辅助系统控制网分开，主次分明，确保DCS公用控制网具有较高的 安全性、 可靠性； (2)由于辅助系统控制网一般采用开放的、标准的高速以太网实现，实时性较好，可实施性高； (3)配置灵活。 缺点是，与机组信息共享性较差。 网络结构详见 44F08912CK－ 03图。 方案 二 ： 公用 DCS控制网直接监控对象包括：厂用电公用部分、空压机系统、脱硫公用系统和脱硝贮氨控制系统等。 其他的公用辅助车间，如电除尘、除灰渣系统、脱硫系统、凝结水精处理系统、循环水处理系统、中央空调系统等，则采用可编程控制器 (PLC)实 现的控制系统，最终接入机组或公用 DCS，实现在集控室内集中监控。 各控制 网设有与厂级监控信息系统 (SIS)数据通讯接口，以便将系统的实时运行参数送至厂级监控信息系统 (SIS)。 这种网络结构的 优点是： (1)资源共享性较好 ； (2)方便维护管理 ； (3)可不设 BOP操作员站。 缺点是： (1)辅助车间接入机组的分散控制系统 (DCS)公用控制网，降低其 安全性和可靠性； (2)接口较多，实施难度较大 ； (3)机组启停、运行灵活性差。 网络结构 详见 44F08912CK－ 04图。 鉴于原 2号机组公用辅助系统接入 DCS公用 网， 实施过程中难度较大，最终也未连接成功的经验， 本工程 推 荐采用方案 一 ，同时可以将原水、煤、灰网 .接入辅助系统控制网 (BOP)，从而实现集控室全能值班的控制方式。 现场总线技术 的应用 加快信息化进程是发电企业生存的重大决策 ， 而火电厂数字化是信息化的基础 .当前火电厂的厂级、机组 (车间 )级和现场设备级的 3级控制和管理系统中 ， 现场设备级还没有完成数字化 ,大量 设备 信息无法自动采集 ， 必将影响火电厂信息化发展的深度和广度。 根据 初步设计文件 － 12－ 目前全面建设数字化电厂 迫切程度以及全国现有工程应用经验 (详见专题 )，考虑到现场总线应用条件日渐 成熟 的现状 , 本工程提出采用现场总线技术，以推动惠来电厂现场设备级数字化的进程 ，其 控制系统 考虑选用符合市场应用主流的 PROFIBUS或 FF现场总线标准。 方案如下： a) 广泛采用 现场总线型 智能变送器。 只用于数据采集的变送器以及用于单回路调节系统的压力、差压、温度等智能变送器采用现场总线 接入 DCS。 b) 对于短时间不影响机组安全运行的电动门考虑采用现场总线控制，如汽机开、闭式水系统中的电动门 等。 由于 1000MW级超超临界机组很多电动门均须选用进口设备，因此在选择分散控制系统 (DCS)和电动门的制造厂时，应对它们的现场 总线的运行经验提出必需的要求。 c) 对于单回路的调节系统 采用 现场总线控制。 现场总线方案论述详见 44F08912CK04《新型控制系统及控制理念的应用 专题报告 》。 机炉子控制系统 汽机数字式电液调节系统 (DEH)一般由汽轮机厂配供，控制系统的型式，将在招标后确定。 如汽机电液调节系统 (DEH)供货商有 机组的 分散控制系统 (DCS)硬件实现汽机电液调节系统 (DEH)功能的经验时，汽机电液调节系统 (DEH)功能应由分散控制系统 (DCS)实现，使汽机电液调节系统 (DEH)的硬件与分散控制系统 (DCS)一致，实现一体化 ；反之，则允许由汽机电液调节系统 (DEH)供货商采用有成熟经验的控制系统，实现汽机电液调节系统 (DEH)的功能，但要求汽机电液调节系统 (DEH)与分散控制系统 (DCS)共享操作员站。 汽机紧急跳闸系统 (ETS)采用可编程控制器 (PLC)实现。 系统设有润滑油压低、凝汽器真空低、 EH油压低等停机信号的在线试验手段。 锅炉给水泵汽机控制系统 (MEH)随给水泵汽机厂配供，给水泵汽机控制系统 (MEH)电子装置是采用与分散控制系统 (DCS)相同型号的硬件，还是其它型号的控制系统，需在招标时讨论确定。 锅炉炉管泄 漏 检测系 统采用工业控制机 (PC)实现。 由于其功能相对独立，本工程 考虑将 实时信息，通过数据通讯接口接入机组的分散控制系统 (DCS)，而 其重要的报警信号 ，则 通过硬接线方式接入机组的分散控制系统 (DCS)。 初步设计文件 － 13－ 空预器间隙调整装置一般由锅炉厂配供， 重要的报警信号和控制信号通过硬接线方式接入机组的分散控制系统 (DCS)。 锅炉吹灰程控系统 由锅炉厂配供，采用可编程控制器 (PLC)，通过数据通讯接口与机组分散控制系统 (DCS)通讯，由 DCS实现锅炉吹灰的监视和操作功能。 脱硝系统作为单元机组 DCS系统的远程 I/O站，运行人员直接通 过控制室中单元机组DCS操作员站完成对脱硝系统参数和设备的监控。 脱硝系统所有仪表和控制设备 (除 DCS系统外 )均 随脱硝工艺系统成套供货。 液氨储存和供应系统的控制 拟 与脱硝反应系统采用同一控制系统 ，其功能范围包括：(注：机组独立系统和公用系统分开， 分别接入机组 DCS和公用 DCS。 ) — SCR装置 (含反应剂制备系统、烟气反应系统、公用系统等 )的控制 ； — 脱硝岛电气系统，具体以电气部分相关要求为准； — 烟气检测、成份分析等。 SCR区的吹灰控制系统采用 PC+冗余配置 PLC控制。 辅助车间控制系统 对于辅助 车间的控制方式及自动化水平，详见 本 卷 5项。 控制系统 的 可靠性 控制系统是否可靠，直接关系到机组能否安全经济运行，亦是电厂自动化水平高低的一个重要标志。 在本工程中，将通过下列一些措施从技术上保证控制系统的可靠性： 国内技术尚未过关的部分控制设备，如汽机监视仪表 系统 (TSI)、 重要调节阀等采用国外生产的进口设备。 分散控制系统 (DCS)的选择和设计 分散控制系统 (DCS)是整个电厂控制的核心，它的安全、可靠运行直接影响到全厂控制系统的可靠性。 因此在选择分散控制系统 (DCS)的型式和生产厂家时，必须认真进行比较。 从目前情况来看，必须选择有在 1000MW机组控制软件设计、 使用经验的国外生产厂商，并要求 遵守以下 的设计 原则： 1） 采用技术先进，有成功的运行实践经验的分散控制系统，分散控制系统的处理器、通讯总线、电源、操作员站均冗余设置。