发电厂自动化设计展望_电力配电知识

发电厂自动化设计展望

点击数：7204 次录入时间：03-04 11:42:55 整理：http://www.55dianzi.com 电力配电知识

　　目前控制室常规控制盘主要为BTG盘或辅助盘、吹灰程控盘及电气厂用电盘等。吹灰程控和电气厂用电纳入DCS控制后，相应的常规盘将取消。关键是BTG盘上除了设计院设计的后备仪表、报警窗口及常规操作外，还来自一些厂家供配套设备的操作面盘和厂供仪表，如汽包水位指示仪、汽轮机监测仪表(TSI)，、DEH、MEH操作面板等。同厂用电和吹灰程控盘一样，在实现DCS一体化后，、DEH、MEH操作面板问题即可解决；TSI等可另外放置；厂供仪表必须与相应的主机厂进行接口协调，同时DCS也有必要在人机界面上进一步优化。
　　全CRT监控技术实施的最直接效果是可大大缩小控制室面积。目前2 台单元机组集中控制室面积在350～400 m2，所有后备操作盘台基本取消后的控制室面积可压缩至150 m2以下，如VESTA方案的控制室面积仅146 m2。此外，CRT监控技术的实施一方面为确保机组正常运行时一人操作创造了基本条件；另一方面也迫使DCS具有更高的智能化水平，为今后进一步向无人值班化发展奠定了基础。
6　DCS软件优化
　　实现DCS一体化和全CRT监控技术后，充分挖掘和利用DCS强大功能，开发和引进效益明显、智能化程度高的优秀软件，是进一步提高机组运行管理水平，有效提高机组可用率和经济性的重要途径。
6.1　控制类软件
　　大型火电机组控制对象多且复杂，有的对象动态特性具有非线性、大延时和干扰源多等特点，自动控制回路设计难度较大。要使被控对象达到满意的调节品质，保证回路正常投运是控制专家长期探索的课题。现代控制理论中的自适应控制、预测控制、最优控制、模糊控制及智能控制等均将广泛应用到DCS中，使其具有更强的调节性能。
6.2　诊断类软件
　　专家系统理论已于80 年代末期进入控制领域，它包括信息数据库和智能推理处理器等内容。专家系统可将采集到的各类数据进行规划处理和判断决策，确定一些故障原因，解决实际控制过程中的难题。诊断类软件已在火电厂广泛采用，如汽轮机专家诊断系统等。在2000年发电厂中，更多更丰富的诊断类软件将为推进DCS智能化起积极作用。
6.3　管理类软件
　　DCS通过对所控对象数据的分析和整理，自动生成指示运行人员和维护人员的提示信息，如主要辅机运行时间、启停次数及是否出现问题等。DCS代替运行人员作出各类管理判断，为机组及辅机寿命维护等提供必要的信息和依据。

6.4　报警类软件
　　大型火电机组工艺复杂，参数多且分布广。常规控制设计中，除DCS画面报警外，还配置了传统的后备报警窗口。2000年发电厂实现全CRT监控后，报警类软件的优化尤为重要。尽管各DCS厂商不同程度地对报警参数进行规划处理，如制定报警优先级，对启动、运行等不同阶段有关参数进行相关闭锁等，但报警系统智能化和实用化能力尚有差距，有必要在报警软件优化方面努力。此外，操作运行指导、CRT画面显示、性能计算及检索与存储等各种软件均有进一步优化和挖掘的广阔前景。
7　公用辅助系统的集中控制
　　传统公用辅助系统采用车间就地集中控制方式，大型火电机组的公用辅助系统一般多达十几个，其中主要有：化学补给水系统、废水处理系统、除灰除渣系统、输煤系统、循环水泵房、空气压缩机站、制氢站、燃油泵房、启动锅炉房和综合水泵房等。主厂房的控制已广泛采用DCS，并达到国际较先进水平，而辅助公用系统的控制却不同。各个辅助车间相互独立，控制系统往往由不同公司提供，采用的设备和控制技术不一致，有的采用较高档次的可编程序控制器(PLC)并取消了后备模拟盘，实现了全CRT控制；有的还停留在传统的常规盘控制甚至还在使用Ⅱ型仪表，控制室多达十几个，运行值班人员多，设备维护量大，与主机组的控制反差较大。如何利用先进的计算机技术，将相互独立的各个辅助系统集中控制或相对集中控制，实现辅助公用系统无人值班化，不仅在技术上是辅助系统控制的重大革新，而且逐步取消了分离的控制室，大量减少运行人员，大幅度提高了劳动生产率并取得明显的经济效益，达到减人增效的目的。
　　对辅助系统的集中控制可采用多种技术方案，可以是完全集中控制，即全厂辅助系统只设1 个控制点或在集控室控制；也可采用相对集中控制，即设立若干个相对集中控制点，在不同集中控制方式基础上采用不同的控制技术，如FCS、DCS和PLC等，可产生许多种控制方案。何种方案最佳，将依据不同工程情况和建设时间而定，设计人员将有大量、细致的选择工作去做。举例说明：由于输煤系统离厂区相对较远且控制对象繁多，近期可单独采用PLC控制并与DCS联网，启动锅炉房只在机组启动时投运，可设立单独的简易车间控制系统，而其它辅助系统均可采用与主机DCS相同硬件的辅助DCS或设立DCS公用网集中控制，控制点设在集控室，集控室内可设单独的公用系统操作员站而与单元机组相对独立；也可分别与单元机组DCS相连，通过单元机组DCS操作员站实现公用系统控制，该方案在减少辅助系统公用设施及值班员方面，在统一了控制系统设备而便于维护管理等方面具有明显的优越性。如上海外高桥电厂3、4 号机组采用了辅助DCS，在集控室对除灰系统、除渣系统和凝结水精处理系统进行控制。以上较复杂的辅助系统控制如能顺利实施，其它辅助系统控制应无问题。国家电力公司已就辅助系统DCS设备研制课题进行立项研究，因此该方案可实施性很强，属可供选择的方案之一。当然，辅助系统无人值班是近几年才提出的，可能有各种组合方案，在设计实施中会促进该项技术的迅速发展，为全厂控制网络的建立打下良好基础。
8　厂级自动化系统的建立
　　DCS在充分有效地完成机组和辅助系统过程控制的基础上，进一步发展和延伸的结果是实现全厂的管理功能，传统的过程自动化渗透到信息管理领域而形成厂级自动化系统。厂级自动化系统是厂级生产过程自动化和厂级管理信息系统的总称，它是建立在机组级自动化和辅助系统级自动化基础上的全厂级自动化系统。
　　西门子公司、A 公司及Foxboro公司等国外著名DCS供应商均以DCS为支撑，开发出适合工厂级管理的自动化系统。以Foxboro为例，I/A eries厂级自动化系统有机地将过程控制与厂级信息管理连接起来，将过程控制系统数据和画面实时地传送给厂级自动化系统，提供给管理人员作为工厂管理和过程优化控制的依据，即可实现性能计算、工厂实时运行状态监视、生产成本分析、统计过程数据、系统维护诊断及制定生产计划安排等厂级管理功能。又如西门子公司在华能福州电厂已实施厂级自动化系统部分功能，系统硬件设备均由西门子公司生产，管理软件也由其提供，包括现场管理系统(SMS)和电厂管理系统BFS 。SMS是独立于BFS 外的独立软件，应用于福州电厂时统一在BFS 下。BFS 包括电厂实时信息监控、检修维护、材料备品备件管理和电厂技术资料文件管理等模块。受宏观政策影响，国内发电厂在建设期间基本都未设计厂级自动化系统，许多电厂自投资开发了规模不等的管理信息系统(MIS)。以汉川电厂4×300 MW机组为例，主要完成对发电生产设备维护、安全环保、计划经营、劳人办公、党纪工团、总务后勤和多种经营等非实时管理功能。由于是自投资开发，所以国内系统采用与DCS非一体化的硬件设备较多，且与DCS连接也较简易，在厂级监控信息管理方面有很大差距，远远跟不上2000年信息发展需求。

随着全球范围内掀起信息化时代浪潮，厂级自动化系统中的信息化已不单纯是一个经济和技术概念，而是社会概念。作为新世纪初叶的大型发电厂，针对系统硬件组态和功能实施进行有效设计具有深远意义。作为理想的系统设计，厂级自动化系统应与DCS形成有机的整体，但考虑到具体投资限制及国内尚不规范情况，厂级自动化系统由国内自行设计和开发是较好的途径，且系统间接口连接是研究的热点。
9　结束语
　　2000年发电厂自动化设计发展的关键是DCS规模的扩大与潜能的进一步开发及全厂计算机网络的建立。在目前DCS尚不能覆盖全厂各个自动化系统阶段，DCS与其它各系统间的接口尤为重要。同时，DCS物理分散所引起的设计更新对仪表和控制设计人员提出更高的要求。在2000年来临后的相当一段时期内，新一代DCS必将成为实现大型火电厂高智能化控制和高效率化管理提供强有力的支撑，为自动化水平日益提高的发电运营带来可观的经济效益和社会效益。　
参考文献
1　侯子良.关于厂级自动化概念的探讨.热工自动化信息,1998(1)

上一页 [1] [2]