300MW機(jī)組DCS常見問題及解決辦法研究

任 凱

北京朗新明環(huán)?？萍加邢薰?100039

1 300MW機(jī)組DCS控制系統(tǒng)存在的問題分析

北京某電廠內(nèi)的300MW機(jī)組在最初配置DCS控制系統(tǒng)時(shí)，共設(shè)計(jì)了2套獨(dú)立的控制系統(tǒng)，其中一套是L＆N公司出品的MAX1000系統(tǒng)，其主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)以下功能：DAS、CCS、SCS和BMS等，而另一套系統(tǒng)則是W.H公司出品的WDPF系統(tǒng)，其主要是負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)DEH以及MEH等功能。300MW機(jī)組是電廠生產(chǎn)過程中不可或缺的重要設(shè)備之一，而DCS控制系統(tǒng)則是確保機(jī)組能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。由于該電廠300MW機(jī)組所采用的這兩套控制系統(tǒng)都是早期的控制技術(shù)，加之系統(tǒng)在經(jīng)過這些年的運(yùn)行后，各種各樣的問題也隨之顯現(xiàn)，較為常見的問題有以下幾個(gè)方面：

其一，由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行機(jī)組設(shè)備的老化程度都比較嚴(yán)重，從而使得控制系統(tǒng)的工作站、DPU以及網(wǎng)絡(luò)故障率也都隨之不斷增加，系統(tǒng)本身的可靠性大幅降低，日常維護(hù)工作量越來越大，同時(shí)DCS控制也越來越不穩(wěn)定，這些種種都嚴(yán)重威脅到了機(jī)組設(shè)備的安全、可靠、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

其二，由于控制系統(tǒng)采用的是早期的控制技術(shù)，該產(chǎn)品的備件以及各種備品越來越稀缺，而且備件本身的價(jià)格與最初時(shí)相比要貴出2～3倍左右，同時(shí)工作站、I/O卡件以及DPU等主要設(shè)備的備件都基本停產(chǎn)和下線，這給系統(tǒng)的維護(hù)檢修工作帶來了諸多不便，從而很難確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

其三，由于本控制系統(tǒng)采用的是兩套DCS，致使系統(tǒng)的時(shí)鐘無法達(dá)到統(tǒng)一，加之系統(tǒng)本身的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，不但維護(hù)起來不方便，而且還不利于相關(guān)管理工作的進(jìn)行。

其四，由于工程師站采用的是UNIX操作系統(tǒng)，其人機(jī)界面相對(duì)較差，并且功能也過于集中，如歷史趨勢(shì)數(shù)據(jù)收集、組態(tài)數(shù)據(jù)、SOE以及報(bào)表打印等等功能全部都集中在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上完成，這使得操作系統(tǒng)的使用負(fù)荷過大。同時(shí)因?yàn)橐恍┕δ懿惶晟疲沟檬录涗浐蜌v史趨勢(shì)等等都受到通信容量過小的限制，從而導(dǎo)致了事件記錄無法啟用、歷史趨勢(shì)點(diǎn)數(shù)量也設(shè)置的非常有限，這樣一來造成了采樣時(shí)間的間隔相對(duì)較長(zhǎng)。此外，系統(tǒng)本身的硬盤存儲(chǔ)空間較小，大量的歷史數(shù)據(jù)都無法長(zhǎng)時(shí)間保存，這給機(jī)組異常事故的分析帶來了諸多不便。為了解決以上種種問題，決定對(duì)現(xiàn)有的DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。

2 300MW機(jī)組DCS控制系統(tǒng)的改造

2.1 DCS系統(tǒng)的具體改造方案

1）在經(jīng)過實(shí)用性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性等多方面綜合分析后，最終決定采用美國(guó)Mesto公司出品的MAXDNA4.3產(chǎn)品，系統(tǒng)的工作站則采用WIN XP2軟件平臺(tái)，并確定為機(jī)爐一體化控制方案，只采用一套控制系統(tǒng)來完成對(duì)300MW機(jī)組主機(jī)和輔機(jī)等設(shè)備的控制。同時(shí)將以下部分的控制全部納入到DCS系統(tǒng)控制當(dāng)中，具體包括BT盤表計(jì)、汽輪機(jī)AV6旁路控制、OD手動(dòng)操作站、BCM手動(dòng)操作站、氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀以及閃光報(bào)警系統(tǒng)等等。此外，汽輪機(jī)的儀表監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及鍋爐自身配有的吹灰裝置全都利用通訊的方式與DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行可靠連接，并由DCS進(jìn)行一并控制。

2）原有的控制室B盤改造后只保留以下重要部分：全爐膛與煤層火焰、汽包水位顯示與水位計(jì)、爐膛大量程負(fù)壓表計(jì)以及一些較為重要的信號(hào)報(bào)警指示光字牌，其它的信號(hào)指示燈全部采用DCS做成軟光字牌。同時(shí)將T盤改為兩塊84英寸的大顯示屏，以此來顯示機(jī)組運(yùn)行過程中的一些重要參數(shù)，并將其作為操作站與DCS相連接。

3）本次系統(tǒng)改造原有的控制邏輯原則不變，僅對(duì)極個(gè)別的一些邏輯控制方案進(jìn)行了優(yōu)化處理，如BMS的油泄漏試驗(yàn)優(yōu)化以及鍋爐吹掃邏輯優(yōu)化等等。原本的SCS系統(tǒng)邏輯基本保持不變。

2.2 系統(tǒng)改造難點(diǎn)及解決措施

1）在對(duì)DCS控制系統(tǒng)DPU狀態(tài)細(xì)節(jié)畫面進(jìn)行測(cè)試的過程中，當(dāng)拔出DI卡時(shí)，報(bào)警顯示為AI卡故障，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析后發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這一問題的原因是DI卡掃描速度默認(rèn)問題，其解決方法是將全部DI卡均設(shè)置成為快速掃描。

2）在對(duì)大小機(jī)的轉(zhuǎn)速卡進(jìn)行測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其處于較低轉(zhuǎn)速時(shí)，信號(hào)波動(dòng)非常大，經(jīng)過認(rèn)真的檢查后發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這一問題的原因是生產(chǎn)廠商發(fā)貨的轉(zhuǎn)速終端板與實(shí)際的轉(zhuǎn)速卡版本不匹配，經(jīng)調(diào)整為匹配的版本后該問題得以消除。

3）在對(duì)機(jī)柜當(dāng)中的卡件進(jìn)行故障測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，主備用DPU時(shí)常會(huì)發(fā)生自動(dòng)切換的現(xiàn)象，這不利于設(shè)備的安全控制，經(jīng)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致這一問題的原因是故障報(bào)警選項(xiàng)異常，經(jīng)優(yōu)化設(shè)置后，并再次進(jìn)行測(cè)試DPU恢復(fù)正常，在主控DPU正常運(yùn)行過程沒有再出現(xiàn)自動(dòng)切換的情況。

通過本次改造后，DCS控制系統(tǒng)基本能夠?qū)?00MW機(jī)組進(jìn)行全方位控制，顯著提高了機(jī)組的運(yùn)行效率，大幅度減輕了維護(hù)工作量，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。值得注意的是，DCS控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)異常，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)會(huì)對(duì)機(jī)組運(yùn)行造成一定影響。為此，必須針對(duì)這些異常問題采取相應(yīng)的處理措施加以解決。下面簡(jiǎn)要介紹一下DCS控制系統(tǒng)的異常處理措施。

2.3 DCS異常處理措施

當(dāng)DCS發(fā)生異常時(shí)，可借助SYSMgmt來查找故障點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)處理，具體內(nèi)容如下：

1）操作站單臺(tái)系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)情況。此類異常發(fā)生后，可由現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員在其它操作站上進(jìn)行操作監(jiān)控，如果情況緊急，也可在現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人的監(jiān)護(hù)下由操作員進(jìn)入到工程師站進(jìn)行監(jiān)控。此時(shí)維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)死機(jī)的系統(tǒng)進(jìn)行重啟處理，以便使系統(tǒng)快速恢復(fù)正常。

2）當(dāng)工程師站發(fā)生死機(jī)并重啟后，還應(yīng)對(duì)DEH至DCS的通訊程序也進(jìn)行重啟，啟動(dòng)后應(yīng)選擇SoftMnt→VT100進(jìn)入到系統(tǒng)終端的仿真界面當(dāng)中，并鍵入：

3）當(dāng)值班站發(fā)生死機(jī)時(shí)，可根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重啟方式進(jìn)行相應(yīng)處理，即同時(shí)鍵入Ctrl+Alt+Del。若是此操作無法實(shí)現(xiàn)，則可通過主機(jī)上的冷啟動(dòng)按鈕Reset進(jìn)行重啟。

[1]劉武林.石門電廠300MW機(jī)組DCS系統(tǒng)改造的調(diào)試[A].全國(guó)發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)與廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)研討會(huì)論文集[C],2009(6).

[2]韓慶民.劉雙寶.王迎東.鐵嶺發(fā)電廠300MW機(jī)組DCS改造及協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)投入[J].吉林電力,2008(5).

[3]趙化勇.300MW機(jī)組高低加液位引入DCS控制的實(shí)現(xiàn)方法[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2007(3).

[4]王凱.付云云.DCS在2×300MW機(jī)組中的組成與應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2012(15).

[5]劉正強(qiáng).陳世軍.王毓學(xué).300MW機(jī)組循環(huán)泵出口閥實(shí)現(xiàn)DCS控制的研究[A].全國(guó)火電300MW級(jí)機(jī)組能效對(duì)標(biāo)及競(jìng)賽第四十屆年會(huì)論文集[C],2011(6).