熱電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)與DCS控制系統(tǒng)的整合

沈淵

【摘要】本文結(jié)合浙江衢州巨化集團(tuán)公司熱電廠#10機(jī)組技術(shù)改造項(xiàng)目工程的電氣控制系統(tǒng)構(gòu)建項(xiàng)目，對(duì)工程項(xiàng)目中進(jìn)度管理、質(zhì)量控制和成本分析方法進(jìn)行研究。并從明確合同要求、編制成本計(jì)劃、處理好工程變更等方面加強(qiáng)對(duì)工程成本的分析和控制。

【關(guān)鍵詞】電氣監(jiān)控系統(tǒng)； DCS控制系統(tǒng)； 整合；研究

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，DCS控制系統(tǒng)技術(shù)在我國(guó)熱電廠中廣泛應(yīng)用開(kāi)來(lái)，這不僅提高了熱電廠的自動(dòng)化工業(yè)水平，在與電氣監(jiān)控系統(tǒng)的整合使用中也效果顯著，大大提升了電氣監(jiān)控系統(tǒng)和工藝監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的協(xié)調(diào)性及安全穩(wěn)定性，降低了其投資與維護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)費(fèi)用及人工成本費(fèi)用。

一、熱電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)概況

電氣系統(tǒng)是整個(gè)熱電廠設(shè)備、運(yùn)行系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，其中電氣監(jiān)控系統(tǒng)主要是針對(duì)電站電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的一種應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)，其監(jiān)控的對(duì)象主要主要包含兩大部分，即發(fā)電機(jī)組，變壓器組、廠用電系統(tǒng)。而廠用的電氣監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象主要包含工藝與電氣兩部分，這其中電氣部分包含主廠房廠用電系統(tǒng)和輔助廠房廠用電系統(tǒng)，而工藝部分則主要指的是高壓電動(dòng)、低壓電動(dòng)和成套設(shè)備等[1]。浙江衢州巨化集團(tuán)公司熱電廠#10機(jī)組電氣控制系統(tǒng)的主要控制設(shè)備包含有35kV配電裝置、10#鍋爐、汽機(jī)的發(fā)電機(jī)變壓器部分及6kV廠用電源部分、380V廠用電源部分等（包含通訊接入的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備及規(guī)約轉(zhuǎn)換）。

二、DCS控制系統(tǒng)

DCS控制系統(tǒng)目前采取兩種控制方式，即部分DCS控制方式和完全DCS控方式。部分DCS控制方式是通過(guò)DCS的I/O通道或網(wǎng)絡(luò)通信將控制指令發(fā)送到電氣控制裝置上，從而由DCS控制軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)低層次的電氣邏輯，這種控制方式其控制設(shè)備相對(duì)完全獨(dú)立，即使脫離了DCS系統(tǒng)，各電氣控制系統(tǒng)仍然可以安全運(yùn)行，對(duì)速度功率要求不高的裝置，可以大大減輕DCS的負(fù)擔(dān)。而完全DCS控制方式則是由DCS的硬件與軟件來(lái)完全實(shí)現(xiàn)電氣邏輯，其主要包括發(fā)電機(jī)同期邏輯，廠用電自動(dòng)切換邏輯，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器甚至簡(jiǎn)單的繼電保護(hù)邏輯等，而由于它的控制邏輯都在DCS中實(shí)現(xiàn)，因此電氣控制裝置非常簡(jiǎn)單，組態(tài)靈活，修改邏輯方便，可以適應(yīng)不同的運(yùn)行方式，并且電氣控制裝置與DCS的可靠性完全相同，但具體應(yīng)用起來(lái)這些功能對(duì)速度的要求相對(duì)較高，費(fèi)用太大，對(duì)DCS的負(fù)擔(dān)也較重，甚至有可能影響其他子系統(tǒng)。

在浙江衢州巨化集團(tuán)熱電廠#10機(jī)組中，分別設(shè)置了DCS控制主系統(tǒng)和分系統(tǒng)。其中主系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分：即電氣控制系統(tǒng)，鍋爐控制系統(tǒng)和汽機(jī)控制系統(tǒng)。而DCS控制分系統(tǒng)則主要包含兩個(gè)部分：即爐后脫硫、脫銷、除塵、輸灰等控制系統(tǒng)以及輸煤棧橋控制系統(tǒng)。其主系統(tǒng)與分系統(tǒng)的DCS控制系統(tǒng)均要求采用相同的軟件和硬件，并且為了達(dá)到減員目標(biāo)，主系統(tǒng)與分系統(tǒng)的具體操作員站必須保持統(tǒng)一一致，即在主系統(tǒng)與分系統(tǒng)的任何一臺(tái)操作員站上做到只是畫面的切換就能對(duì)汽機(jī)、電氣、鍋爐等所有設(shè)備以及爐后脫硫脫硝除塵輸灰濕式電除塵和輸煤棧橋等所有設(shè)備進(jìn)行操控和監(jiān)視，而無(wú)需重新登錄或改變環(huán)境。

三、電氣監(jiān)控系統(tǒng)與DCS控制系統(tǒng)的整合方式

在一般情況下，電氣監(jiān)控系統(tǒng)中接入DCS控制系統(tǒng)的方式主要有四種：

第一種DAS方式。第二種是硬接線方式。第三種則是硬接線與通信方式聯(lián)合的方式。第四種是全通信方式。

以浙江衢州巨化集團(tuán)公司熱電廠#10機(jī)組為例，其電氣控制系統(tǒng)與DCS控制體系統(tǒng)的整合方式主要分為兩部分。第一部分主系統(tǒng)，即主廠房電氣設(shè)備的控制（包括380V廠用電源、6kV廠用電源及備用電源、發(fā)電機(jī)斷路器、35kV主變斷路器、35kV升壓站及35kV聯(lián)絡(luò)線等）由DCS控制系統(tǒng)控制（采用大量硬接線與少量通信方式相聯(lián)合的方式）。而二次保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置及通訊裝置由電氣專業(yè)來(lái)做，控制部分與主廠房汽輪機(jī)、鍋爐的控制融合在一起，共同由DCS來(lái)控制。第二部分分系統(tǒng)，爐后環(huán)保系統(tǒng)（脫硫、脫硝、布袋除塵、濕法電除塵、輸灰等）與輸煤棧橋系統(tǒng)合起來(lái)，由DCS來(lái)控制（主要采用硬接線方式），而原來(lái)爐后環(huán)保系統(tǒng)（脫硫、脫硝、布袋除塵、濕法電除塵、輸灰等）、輸煤棧橋系統(tǒng)的控制是由電氣專業(yè)用PLC來(lái)做而實(shí)現(xiàn)控制的，現(xiàn)在用DCS來(lái)做從而實(shí)現(xiàn)控制。分系統(tǒng)與主系統(tǒng)有通訊聯(lián)絡(luò)，主系統(tǒng)能看到分系統(tǒng)的運(yùn)行情況，但主系統(tǒng)暫時(shí)不能操作分系統(tǒng)設(shè)備。

四、整合后的成效

在巨化集團(tuán)中，由于#10機(jī)組（園區(qū)熱電廠）設(shè)置一臺(tái)全廠單元長(zhǎng)站，并且采用相同的控制系統(tǒng)，從而能更全面地了解全廠的安全生產(chǎn)情況，即主系統(tǒng)（機(jī)、電、爐）的DCS控制系統(tǒng)、分系統(tǒng)（爐后脫硫脫硝除塵輸灰、輸煤棧橋）DCS控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)最終都整合到一臺(tái)上位機(jī)上，在單元長(zhǎng)站上能夠監(jiān)視全廠機(jī)電爐、脫硫脫銷除塵輸灰和輸煤棧橋的所有生產(chǎn)運(yùn)行情況。兩種系統(tǒng)相合整合后的成效具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.可以對(duì)設(shè)備質(zhì)量進(jìn)行有效控制

主廠房原先電氣設(shè)備的控制、保護(hù)、自動(dòng)裝置、通訊等是由電氣專業(yè)自己來(lái)做的，獨(dú)立性很強(qiáng)；而現(xiàn)在控制由DCS來(lái)完成，電氣專業(yè)只提供保護(hù)自動(dòng)裝置、通訊等，而且爐后環(huán)保、輸煤棧橋的設(shè)備控制也改由DCS控制系統(tǒng)來(lái)完成，這樣整合使用后各設(shè)備之間協(xié)調(diào)性增強(qiáng)，操作起來(lái)更為流暢簡(jiǎn)單，而且安全性穩(wěn)定性以及可靠性都比較高。

2.可以對(duì)項(xiàng)目工程成本進(jìn)行有效控制

通過(guò)電氣控制系統(tǒng)與DCS控制系統(tǒng)的整合使用，對(duì)工程項(xiàng)目中的進(jìn)度管理、成本控制方面可以進(jìn)行有效地研究分析，對(duì)工程造價(jià)可以進(jìn)行有效地估價(jià)預(yù)算，在操作人員的安排利用上也可以做到節(jié)省人力資源，從而使項(xiàng)目工程成本得到精確的分析與控制。

3.可以對(duì)項(xiàng)目工程的變更進(jìn)行有效地控制

通過(guò)兩種系統(tǒng)的整合使用，由于其良好的協(xié)調(diào)性，在項(xiàng)目工程的具體建設(shè)中，對(duì)一些工程變更的處理方式可以實(shí)行有效地控制，使其處理方式靈活多變，并且對(duì)相關(guān)合同協(xié)議的具體內(nèi)容要求可以明確地編制規(guī)劃，最終使其變更時(shí)更為快捷，縮短時(shí)間，使成本得到更加有效地控制。

結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)電力工程的大力發(fā)展，熱電廠未來(lái)電氣控制自動(dòng)化技術(shù)將得到廣泛推廣應(yīng)用，其中電氣控制與DCS控制的整合使用意義重大，浙江衢州巨化集團(tuán)公司熱電廠#10機(jī)組中，兩種系統(tǒng)技術(shù)的整合使用使整個(gè)熱電廠控制水平大幅度提高，效果顯著，為企業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]葛倍勇.熱電廠電氣系統(tǒng)淺論[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，12：99.