1000 MW超超臨界二次再熱機(jī)組控制系統(tǒng)選型與配置

侯新建，秦 宇（華東電力設(shè)計(jì)院有限公司，上海 200063）

?

1000 MW超超臨界二次再熱機(jī)組控制系統(tǒng)選型與配置

侯新建，秦 宇
（華東電力設(shè)計(jì)院有限公司，上海 200063）

摘要：本文介紹了泰州1000 MW二次再熱超超臨界機(jī)組控制系統(tǒng)范圍、選型，以及機(jī)組分散控制系統(tǒng)配置（I/ O及控制器等），旨在為工程設(shè)計(jì)提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：1000 MW；二次再熱；機(jī)組控制系統(tǒng)；選型；配置。

目前國(guó)內(nèi)1000 MW二次再熱超超臨界機(jī)組工程建設(shè)已經(jīng)展開，需要對(duì)這種先進(jìn)的高效率低排放的大機(jī)組控制系統(tǒng)選型及配置進(jìn)行研究。機(jī)組控制系統(tǒng)的選型及配置是否合理、先進(jìn)，關(guān)系到機(jī)組的安全可靠運(yùn)行和電廠的自動(dòng)化水平能否適應(yīng)管理的需要。本文介紹了泰州1000 MW二次再熱超超臨界機(jī)組（下文簡(jiǎn)稱“本項(xiàng)目”）機(jī)組控制系統(tǒng)范圍、選型，以及機(jī)組分散控制系統(tǒng)配置（控制器及I/O設(shè)置等）。

1 主輔機(jī)設(shè)備概述

鍋爐為上海鍋爐廠有限公司超超臨界變壓運(yùn)行燃煤直流、二次再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、露天布置、全懸吊鋼結(jié)構(gòu)、塔式鍋爐；采用內(nèi)置式汽水分離器、帶再循環(huán)泵的啟動(dòng)旁路系統(tǒng)；制粉系統(tǒng)正壓直吹式系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐配置6臺(tái)中速磨煤機(jī)；采用二級(jí)煙氣余熱利用。

汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)廠超超臨界、單軸、二次中間再熱、五缸四排汽、10級(jí)回?zé)岢槠?、凝汽式汽輪機(jī)，采用全周進(jìn)汽方式，設(shè)有2個(gè)全開全關(guān)型超高壓主汽門、2個(gè)全行程可調(diào)超高壓調(diào)節(jié)門、2個(gè)全開全關(guān)型高壓主汽門、2個(gè)全行程可調(diào)高壓調(diào)節(jié)門、2個(gè)全開全關(guān)型中壓主汽門、2個(gè)全行程可調(diào)中壓調(diào)節(jié)門，無補(bǔ)汽閥，無調(diào)節(jié)級(jí)。給水系統(tǒng)配2臺(tái)50%BMCR容量的汽動(dòng)給水泵；旁路系統(tǒng)由100%BMCR容量的高壓旁路、啟動(dòng)工況最大主蒸汽流量加減溫水流量的中、低壓旁路的三級(jí)旁路組成。發(fā)電機(jī)為上海發(fā)電機(jī)廠水-氫-氫冷卻、無刷勵(lì)磁發(fā)電機(jī)。

2 機(jī)組控制系統(tǒng)范圍

機(jī)組控制系統(tǒng)主要由機(jī)組分散控制系統(tǒng)（Distributed Control System， DCS）、汽機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)（Digital Electric Hydraulic Control System， DEH）/汽機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)（Emergency Trip System， ETS）、給水泵汽機(jī)電液控制系統(tǒng)（Micro Electro-Hydraulic Control System， MEH）/給水泵汽機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)（Micro Emergemcy Trip System， METS）等組成。

機(jī)組DCS范圍包括鍋爐及其輔機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)組除了DEH/ETS外的系統(tǒng)及其輔機(jī)、廠用電和發(fā)變組、循環(huán)水泵房、脫硝煙氣吸收部分等。DEH/ETS包括汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、應(yīng)力和負(fù)荷控制、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、頂軸油系統(tǒng)、汽封系統(tǒng)、本體疏水系統(tǒng)、高壓抗燃油系統(tǒng)、高排通風(fēng)閥、抽汽逆止閥、低壓缸噴水系統(tǒng)、盤車、以及發(fā)電機(jī)氫、油、水系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和控制等。MEH/METS包括給水泵汽機(jī)的轉(zhuǎn)速等監(jiān)控，并納入機(jī)組DCS。

3 機(jī)組控制系統(tǒng)選型

機(jī)組DCS采用北京國(guó)電智深控制技術(shù)有限公司EDPF-NT PLUS分散控制系統(tǒng)，每臺(tái)機(jī)組配置54對(duì)冗余EDPF-DPU控制器，公用系統(tǒng)配置4對(duì)冗余EDPF-DPU控制器。

本項(xiàng)目為全新的二次再熱機(jī)組，汽輪機(jī)增加了一個(gè)中壓缸和兩個(gè)調(diào)門等參與控制，啟動(dòng)和甩負(fù)荷等更加復(fù)雜，勢(shì)必增加控制器的負(fù)荷率。因此從安全可靠性考慮，DEH/ETS采用了上海汽輪機(jī)有限公司配套提供的西門子SPPA-T3000分散控制系統(tǒng)，并配置4對(duì)冗余AS414PG控制器、FM458超高性能處理器、ADDFUM快速處理模件。

MEH/METS采用上海汽輪機(jī)有限公司配套提供的北京國(guó)電智深控制技術(shù)有限公司EDPF-NT PLUS分散控制系統(tǒng)，配置2對(duì)冗余EDPF-DPU控制器。

4 機(jī)組分散控制系統(tǒng)配置

4.1 I/O設(shè)置原則

I/O的設(shè)置滿足以下要求：

（1） 冗余I/O信號(hào)配置在不同的I/O模件。

（2） 并列或主/備設(shè)置的工藝系統(tǒng)或設(shè)備，其各自的I/O信號(hào)分別配置在不同I/O模件上。對(duì)多層或多臺(tái)互備設(shè)置的工藝系統(tǒng)或設(shè)備，其各自的I/O信號(hào)分組分散配置到幾個(gè)I/O模件上。

（3） 幾個(gè)重要控制回路的I/O信號(hào)不配置在同一個(gè)I/O模件上。

（4） 控制器之間重要保護(hù)及聯(lián)鎖信號(hào)為硬接線I/O。

（5） 用于觸發(fā)機(jī)組跳閘保護(hù)的輸入信號(hào)不通過其他控制器處理后送至保護(hù)控制器，而直接送入相應(yīng)的保護(hù)控制處理器。

（6） 被控對(duì)象I/O點(diǎn)設(shè)置。

典型被控對(duì)象I/O點(diǎn)設(shè)置見表1。

表1 被控對(duì)象的I/O設(shè)置

4.2 I/O數(shù)量

機(jī)組DCS的I/O信號(hào)數(shù)量見表2。

表2 機(jī)組DCS的I/O數(shù)量

4.3 控制器設(shè)置原則

控制處理器的設(shè)置滿足以下要求：

（1） 機(jī)組跳閘保護(hù)采用獨(dú)立的控制處理器完成。

（2） 并列或主/備配置的工藝系統(tǒng)或設(shè)備的控制、保護(hù)功能設(shè)置在不同的控制處理器中；多層或多臺(tái)互備設(shè)置的工藝系統(tǒng)或設(shè)備適當(dāng)分組配置到幾個(gè)控制處理器中。

（3） 重要模擬量控制回路適當(dāng)分散配置在不同控制處理器中；影響同一重要參數(shù)的控制回路（如主蒸汽一級(jí)和二級(jí)減溫控制），配置在不同的控制處理器中。

（4） 電氣發(fā)變組和高、低壓廠用電源系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)立控制器；A、B段廠用電配置在不同的控制處理器中。

4.4 控制器配置

機(jī)組DCS控制處理器配置見表3。

表3 機(jī)組DCS控制處理器配置

續(xù)表3

5 結(jié)語

泰州1000 MW二次再熱超超臨界機(jī)組為國(guó)內(nèi)外首臺(tái)1000 MW二次再熱超超臨界機(jī)組，與1000 MW一次再熱超超臨界機(jī)組相比熱力系統(tǒng)有一定變化，機(jī)組控制系統(tǒng)I/O、控制器等有一定的增加。在工程設(shè)計(jì)過程中，機(jī)組控制系統(tǒng)的選型及配置應(yīng)結(jié)合二次再熱等特點(diǎn)反復(fù)論證，既要確保機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，又要具有先進(jìn)的自動(dòng)化水平。就現(xiàn)階段而言，對(duì)于汽輪機(jī)廠采用專用裝置控制的系統(tǒng)，如DEHETS由制造廠配供更為合理，以確保機(jī)組的安全可靠性。今后應(yīng)著力于DEHETS與機(jī)組DCS一體化，以進(jìn)一步優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 金黔軍.1000 MW超超臨界機(jī)組熱控設(shè)計(jì)特點(diǎn)［J］.中國(guó)電力，2006（3）.

［2］ 畢建惠.鄒縣電廠四期工程1000 MW超超臨界機(jī)組控制系統(tǒng)配置方案探討［J］.電力設(shè)備，2008（1）.

［3］ 杭莉莉.超超臨界機(jī)組自動(dòng)化成套控制系統(tǒng)總體規(guī)劃設(shè)計(jì)研究［J］.華東電力，2010（7）.

［4］ 張方煒，等.超臨界火力發(fā)電機(jī)組二次再熱技術(shù)研究［J］.電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2013（3）.

［5］ Q/DG 1-K004-201，火力發(fā)電廠機(jī)組分散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)則［S］.

中圖分類號(hào)：TM621

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-9913（2016）02-0010-04

* 收稿日期：2016-02-17

作者簡(jiǎn)介：侯新建（1978- ），男，江蘇新沂人，碩士，高級(jí)工程師，從事電廠熱控設(shè)計(jì)工作。

Selection and Configuration of Control System in 1000 MW Ultra-supercritical Second Reheat Units

HOU Xin-jian， QIN Yu
（East China Electric Power Design Institute Co.， Ltd.， Shanghai 200063， China）

Abstract:This paper introduces Taizhou 1000MW double reheat ultra supercritical unit control system range，selection， as well as units distributed control system configuration （I/O and controller， etc.）， in order to provide references in engineering design.

Key words:1000 MW； double reheat； unit control system； selection； configuration.