漳能2×300MW凝汽式汽輪機(jī)組供熱工程中控制系統(tǒng)改造

華電(漳平)能源有限公司 福建 龍巖 364400

0 引言

華電(漳平)能源有限公司2×300 MW凝汽式汽輪機(jī)組為東方汽輪機(jī)有限公司設(shè)計(jì)制造的亞臨界、一次中間再熱兩缸兩排汽凝汽式汽輪機(jī)。汽輪機(jī)型號(hào)為N300-16.7/537/537。機(jī)組臺(tái)份號(hào)為D300YN1/N2，分別于2011年6月和2012年4月投入運(yùn)行。為了節(jié)能降耗、提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，滿足工業(yè)抽汽的需求，需對(duì)兩臺(tái)300 MW凝汽式汽輪機(jī)組進(jìn)行供熱改造。

1 供熱改造

1.1 供熱改造方案介紹 根據(jù)熱用戶需求單臺(tái)機(jī)組工業(yè)抽汽供熱參數(shù)如下：流量：冷段0～60t/h、熱段0～114t/h，壓力1.79～2.38 MPa，溫度270～360℃。

根據(jù)上述熱用戶需求的供熱參數(shù)東方汽輪機(jī)有限公司對(duì)漳能2X300 MW凝汽式汽輪機(jī)組進(jìn)行供熱改造給出如下方案：抽汽從再熱熱段和再熱冷段打孔抽汽實(shí)現(xiàn)調(diào)整供熱抽汽，經(jīng)減溫減壓后滿足用戶要求。為滿足再熱熱段最大抽汽量114t/h的要求，必須采用汽輪機(jī)中壓調(diào)節(jié)汽閥進(jìn)行參調(diào)的方案，通過(guò)關(guān)小汽輪機(jī)中壓調(diào)節(jié)汽閥，提高高排壓力來(lái)減小高壓級(jí)末級(jí)次隔板和動(dòng)葉片的壓差，保證整個(gè)高壓級(jí)隔板和動(dòng)葉片強(qiáng)度不超限，以確保汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。由于工業(yè)抽汽的工質(zhì)不可回收，必須連續(xù)向汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)中補(bǔ)水。本方案采用東汽膜式噴嘴除氧補(bǔ)水至凝汽器喉部。補(bǔ)水溫度20℃，新增補(bǔ)水量200t/h，改造后要求滿足除氧效果。

1.2 中壓供熱控制方案介紹 當(dāng)機(jī)組帶上70%負(fù)荷并滿足供熱條件后，可投入中壓供熱控制。操作人員可通過(guò)DEH畫(huà)面選擇手動(dòng)或自動(dòng)方式投入供熱，此時(shí)機(jī)組由純冷凝工況切換到供熱工況運(yùn)行。如需將供熱工況切回純冷凝工況運(yùn)行，可使中壓調(diào)節(jié)閥逐漸開(kāi)啟，熱負(fù)荷逐漸減少，各抽汽壓力逐漸減小，當(dāng)中壓調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)，點(diǎn)擊供熱切除按鈕，切除供熱或通過(guò)DCS關(guān)閉抽汽快關(guān)閥和抽汽止回閥，自動(dòng)切除供熱，機(jī)組轉(zhuǎn)入純冷凝工況運(yùn)行。

供熱投入后，供熱控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入供熱手動(dòng)方式，在此方式下，運(yùn)行人員通過(guò)“抽汽壓力增”、“抽汽壓力減”按鈕來(lái)控制中壓調(diào)節(jié)閥開(kāi)度。在供熱手動(dòng)方式下，供熱控制系統(tǒng)對(duì)抽汽壓力不進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，目標(biāo)抽汽壓力跟隨實(shí)際抽汽壓力。在供熱自動(dòng)方式下，運(yùn)行人員通過(guò)目標(biāo)抽汽壓力設(shè)置目標(biāo)值，并設(shè)置抽汽壓力變化率，按壓“進(jìn)行保持”按鈕使?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為“進(jìn)行”后，供熱控制系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算給定抽汽壓力，并與實(shí)際抽汽壓力進(jìn)行比較，按一定規(guī)律開(kāi)大或關(guān)小中壓調(diào)節(jié)閥，最終使抽汽壓力達(dá)到目標(biāo)抽汽壓力，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為“保持”，此后，中壓調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度減小將導(dǎo)致實(shí)際抽汽壓力的增大，中壓調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度增大將導(dǎo)致實(shí)際抽汽壓力的減小，從而阻止抽汽壓力的進(jìn)一步變化。

2 控制方式及控制室布置

2.1 控制方式 新增#5、#6機(jī)組供熱系統(tǒng)抽汽管道測(cè)點(diǎn)和閥門(mén)等的監(jiān)控分別納入#5、#6機(jī)組DCS系統(tǒng)，供熱系統(tǒng)公用部分新增測(cè)點(diǎn)進(jìn)DCS公用系統(tǒng)。運(yùn)行人員在原單元機(jī)組操作員站上對(duì)供熱系統(tǒng)主廠房新增設(shè)備的監(jiān)控。DEH新增測(cè)點(diǎn)在DEH原有操作員站上監(jiān)控。新增鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的控制接入原化水PLC控制系統(tǒng)，在原化水運(yùn)行控制室的操作員站進(jìn)行監(jiān)控。

2.2 控制室布置 集控室增加一個(gè)廠外供熱數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的操作臺(tái)和一臺(tái)上位機(jī)。#5、#6機(jī)組鍋爐電子設(shè)備間內(nèi)備用位置各增加一面DCS機(jī)柜，DCS機(jī)柜尺寸與原有保持一致。新增#5、#6機(jī)DCS系統(tǒng)工程師臺(tái)布置于SIS室，靠墻布置。

3 熱工自動(dòng)化系統(tǒng)

3.1 分散控制系統(tǒng)(DCS) 供熱改造新增DCS系統(tǒng)采用南自美卓MAX-DNA系統(tǒng)，每臺(tái)單元機(jī)組設(shè)置一面DCS機(jī)柜和一套工程師站。供熱系統(tǒng)公用部分測(cè)點(diǎn)進(jìn)原TCS3000公用系統(tǒng)。#5、#6機(jī)新增DCS系統(tǒng)各增加1面機(jī)柜，各帶一對(duì)DPU，并各配一塊SCM通訊模塊，與原TCS3000系統(tǒng)通訊，實(shí)現(xiàn)在TCS3000系統(tǒng)對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行控制。

3.2 汽機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH) DEH采用的是OVATION系統(tǒng)，為了滿足抽汽要求，采用了中壓調(diào)節(jié)閥進(jìn)行抽汽調(diào)節(jié)的方案，增加中壓供熱控制部分邏輯及畫(huà)面。原中壓調(diào)節(jié)閥伺服卡及LVDT由單支改為雙支，因此本次供熱改造引起的DEH系統(tǒng)的改造需要對(duì)原機(jī)柜內(nèi)部分卡件位置進(jìn)行調(diào)整并配套增加兩塊AI卡和兩塊VP卡。

3.3 鍋爐補(bǔ)給水處理控制系統(tǒng) 新增鍋爐補(bǔ)給水處理控制系統(tǒng)由湖南先步信息股份有限公司負(fù)責(zé)，新增鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的控制接入原化水PLC控制系統(tǒng)，在原有化學(xué)處理車(chē)間值班室的操作員站進(jìn)行監(jiān)控，新增控制部分采用擴(kuò)展的遠(yuǎn)程IO接入原化水PLC控制網(wǎng)絡(luò)。新增PLC機(jī)柜與原化水電子設(shè)備間內(nèi)的機(jī)柜并列布置，新增2面PLC機(jī)柜。

3.4 化水工業(yè)電視系統(tǒng) 新增工業(yè)電視采用獨(dú)立的前端、后端設(shè)備，根據(jù)需要，新增的攝像頭可以送到原化水工業(yè)電視后端顯示器上顯示。鍋爐補(bǔ)給水處理車(chē)間設(shè)置3個(gè)攝像頭，化水電子設(shè)備間設(shè)置1個(gè)攝像頭，新增攝像頭視頻信號(hào)接入原水區(qū)域閉路電視機(jī)柜，新增攝像頭的電源從原水區(qū)域電源控制箱7引接。4個(gè)攝像頭都采用數(shù)字高清攝像頭，后端設(shè)置客戶端主機(jī)和顯示器。

4 儀控設(shè)備選型

儀控設(shè)備的選型盡可能與電廠現(xiàn)有同類(lèi)設(shè)備選型一致，便于全廠統(tǒng)一維護(hù)、管理和減少備品備件。

4.1 儀表選型

(1)就地溫度檢測(cè)選用型號(hào)WSS-581雙金屬溫度計(jì)。

(2)就地壓力檢測(cè)統(tǒng)選擇型號(hào)Y-150彈簧管壓力表。

(3)就地液位測(cè)量采用磁翻板液位計(jì)。

(4)熱電偶統(tǒng)一選擇K分度熱電偶，熱電阻選擇Pt100熱電阻。

(5)壓力、差壓變送器選用智能系列變送器。

(6)抽汽流量、供汽母管流量檢測(cè)選用平衡式流量計(jì)配差壓變送器。

(7)減溫水、凝汽器補(bǔ)水流量及化水所有流量采用孔板式流量計(jì)配差壓變送器。

4.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型 調(diào)節(jié)閥和開(kāi)關(guān)型電動(dòng)閥門(mén)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)都采用智能一體化執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

5 結(jié)束語(yǔ)

漳能2×300 MW凝汽式汽輪機(jī)組供熱改造，符合國(guó)家“節(jié)能減排”政策。目前漳能公司供熱系統(tǒng)已投運(yùn)，投運(yùn)后機(jī)組的綜合經(jīng)濟(jì)效益提高，有利于節(jié)能降耗，并能滿足漳平市工業(yè)園區(qū)的供汽需求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。