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(guó)際公認(rèn)的高效、低污染的清潔燃燒技術(shù)，是國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)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(wú)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(wèn)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(guó)內(nèi)300MW等級(jí)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(gè)返料器和4個(gè)外置流化床，外置床中布置了中溫過(guò)熱器，低溫過(guò)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(jí)送風(fēng)助燃，多路流化風(fēng)對(duì)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(cè)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(gè)主要跳閘信號(hào)。

　　由于循環(huán)流化床鍋爐的大滯后特性，自動(dòng)控制難點(diǎn)在協(xié)調(diào)控制，床溫控制、床壓控制、過(guò)熱汽溫控制和再熱汽溫控制。

　　對(duì)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(gè)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(gè)最佳經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，同時(shí)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(duì),公用系統(tǒng)配置控制器2對(duì)，ACC配置控制器2×2對(duì)，操作員站6×2臺(tái)，工程師站2×2臺(tái)，OPC接口服務(wù)器1×2臺(tái)。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(gè)相互獨(dú)立信息孤島；

　　各個(gè)輔助控制系統(tǒng)物理位置上較為分散；

　　各個(gè)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(lái)的以上問(wèn)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(shì)。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(guò)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(guò)單一接口與DCS、SIS等系統(tǒng)相連，接口配置大大簡(jiǎn)化，減少了投資；

　　輔網(wǎng)一體化為將來(lái)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(tái)全局工程師站、三臺(tái)分系統(tǒng)工程師站、四臺(tái)操作員站。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用容錯(cuò)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(duì)外提供了統(tǒng)一的接口服務(wù)器，采用OPC規(guī)范。同時(shí)，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(chǎng)生產(chǎn)視頻情況的同步監(jiān)測(cè)。

 

                                                                                                                                  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(chǎng)的煤經(jīng)輸煤皮帶和碎煤樓輸送至各原煤倉(cāng)。

　　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(dòng)時(shí)，按照逆煤流方向逐臺(tái)進(jìn)行；系統(tǒng)停止時(shí)，按照順煤流方向逐臺(tái)進(jìn)行。

　　輸煤系統(tǒng)具有順序輸煤功能，自動(dòng)配煤功能和余煤配煤功能。

　　考慮到電廠的輸煤程控控制對(duì)象較分散，在離控制室較遠(yuǎn)的皮帶和煤倉(cāng)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(zhǎng)山自備電廠輸煤工程應(yīng)用為例，采用SIEMENS S7-300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(wú)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(tái)研華工控機(jī)，完成系統(tǒng)的操作任務(wù)。

　　控制柜包括一個(gè)PROFIBUS-DP主站和一個(gè)ET200M從站，兩個(gè)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(guò)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(guò)WINCC的OPC接口與電廠SIS系統(tǒng)互聯(lián)。