和利时MACS系统在黔北火电厂新建工程中的应用.doc
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1、引言 和利时公司作为国内在DCS控制领域的领军企业,在300MW以上的单元火电机组控制领域实现突破,先后承接了黔北、鸭溪、黔西、鹤壁电厂等多个300MW机组以及陕西国华锦界4600MW煤电工程DCS控制系统项目,为电力企业实现规模经济效益、降低运营成本、提高火电工程技术的自动化水平作出贡献。 贵州黔北电厂300MW新建机组是西部大开发西电东输的重要项目之一。和利时派出了具有丰富现场实施经验的工程团队和专家组,用专业化的解决方案,先进、可靠、经济的系统和产品,放心、满意的服务,保证了两台机组顺利投运,并实现了国内300MW机组试运期最短记录。项目概述 黔北电厂(4300MW)新建工程#3、#4机
2、组汽轮机、锅炉、发电机分别由东方汽轮机厂、东方锅炉厂、东方电机厂制造,热控系统采用和利时公司HOLLiAS MACS大型集散控制系统。 黔北电厂#3、#4机组锅炉是由东方锅炉(集团)股份有限公司根据美国Forter Wheeler型300MW机组“W”火焰锅炉生产,型号:DG1025/18.2-III5。 锅炉型式:亚临界、中间一次再热自然循环、双拱型单炉膛,倒“U”型布置,燃烧器布置于拱上、烟气挡板调温、“W”型火焰固态排渣。 汽轮机:东方汽轮机厂型号:N300-16.7/537/537型式:亚临界、单轴、双缸双排汽、再热凝汽式汽轮机,抽汽级数:8级(3高加+1除氧器+4低加)。项目规模系统
3、配置黔北电厂(4300MW)#3、#4机工程DCS系统采用和利时公司的第四代DCS系统HOLLiAS MACS系统。 工程共分为3个域,其中#3机组为1#域,#4机组为2#域,#3、#4机公用系统和循环水泵房远程I/O为0#域。工程操作界面考虑#3、#4分开,#3机操作1#域,#4机操作2#域,公用系统0#域可以在#3级操作也可以在#4机操作。 黔北#3、#4机组及公用DCS系统共提供现场控制机柜28台,端子柜28台,服务器柜6个,配电柜2个,继电器柜3个,接地柜1个,操作台10个,打印台4个。HMI设备:操作员站10台;历史站2台;系统服务器6台;工程师站2台;72”大屏幕站2套;通信站8台
4、;SIS网关机2台;24口网络交换机16台;GPS设备1套。控制规模 每个单元机组配置13对冗余控制器,采用Profibus-DP总线挂接525个I/O模块及中断设备。接受DCS系统控制的设备数量为:电动机88台,各类阀门、加热器等设备441个,调节设备165个,断路器、快切装置等电气设备67个,并可通过通信控制88个吹灰器和7个电动门。 公用系统配置2对冗余控制器带46个I/O模块,分别用于监控两台机组的电气公用部分和机、炉公用部分;DCS总计控制设备为1754台。 其中3#机组及公用系统的物理点数和配置点数如下表:类型配置点数实际点数冗余率AI420mA(对外供电型)46437519.18
5、%420mA/010mA47242210.59%Pt100/Cu5032827815.24%热偶23218221.55%AO420mA24820915.73%PITTL16943.75%DI干接点3008267211.17%220VAC1612140113.09%SOE24018213.09%合计6620573024.17% 整个工程(#3、#4、公用系统)实际的物理点数为:11016点,总配置点数为12664点。第三方设备的双向冗余通信、远程采集点及单向通信点数总计为:1300点。 控制组态产生的变量约8500点,显示、报警、趋势标签总计:27000点。分站原则测点按功能分站如下表:站号实现
6、功能说明10FSSS公用逻辑、A油组、A煤组11FSSSB/C/D油组12FSSSB/C/D煤组13MCS协调、燃烧14MCS送、引风,给水,过热器减温15MCS+DAS再热器减温,汽机单回路,锅炉部分DAS16MCS+TBC二次风门,旁路,小汽机单回路SCS17SCS/B锅炉SCS18SCS/B锅炉SCS19SCS/T汽机SCS20SCS/T汽机SCS21DAS汽机DAS22SCS/GA电气SCS,SOE23SCS/GA公用系统电气SCS、DAS24SCS循环泵房SCS 其中综合考虑测点分配均匀,各控制站负荷率10%。 各站点测点设备分配原则 危险分散:同一设备冗余的测点分配到不同的模块;冗
7、余设备的测点分配给不同的控制站或不同的模件组上; 接线方便:同一设备的非冗余的相关测点尽量安排在一起; 备用:基本保证各模块保持10%的备用率; 系统间的重要信号,如:MFT、连锁保护等,采用硬接线不同站、模件多路输出; DCS系统与其他系统(如:DEH)的模拟信号采用有源型隔离器进行隔离。系统设计 采用Client/Server体系结构,控制管理网络采用两层结构,星型连接,控制网络双冗余配置。控制网络和管理网络的分离有利于将交换机设备故障风险分散,同时大大减少了数据处理量和网络上的拥塞。远程控制站(循环水泵房)采用100M以太光纤连入系统,网络实际结构如图: 采用HOLLiAS MACS系统
8、作为监控软件平台,其中:ConMaker部分完成算法的组态与下装,而PlantView完成人机监控和与控制器的通信。每个ConMaker工程用于单个I/O控制站的控制方案,共有28个ConMaker工程对应28个I/O控制站。 PlantView工程用于建立通信连接及人机交互界面,按照功能的不同,系统包括12个子工程,分别是: QBDB1:#3机组数据库工程,用于#3机组监控数据接入; QBDB2:公用系统数据库工程,用于公用系统监控数据接入; QBDB4:#4机组数据库工程,用于#4机组监控数据接入; QBDB3:趋势、报警服务器工程,用于整个DCS系统的趋势记录、报警检测、时间服务等; Q
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