燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組增壓機(jī)控制系統(tǒng)改造概述

陳建偉

摘 要 本公司現(xiàn)有兩套燃?xì)鈾C(jī)組，對(duì)進(jìn)氣螺桿增壓機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，拆除原有PLC控制系統(tǒng)，采用與主機(jī)一致的DCS控制系統(tǒng)，并重新調(diào)節(jié)增壓機(jī)排氣壓力控制，優(yōu)化控制策略，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)冗余控制，增加機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性。

關(guān)鍵詞 螺桿增壓機(jī);分散式控制系統(tǒng);一體化

1工程概述

1.1 系統(tǒng)介紹

我公司目前投產(chǎn)的兩臺(tái)燃機(jī)為GE LM6000航改型燃?xì)廨啓C(jī)，對(duì)進(jìn)氣壓力要求為4.6Mpa±0.05Mpa.而天然氣調(diào)壓系統(tǒng)供氣只有3.0Mpa，目前采用螺桿壓縮機(jī)增加機(jī)組進(jìn)氣壓力。螺桿壓縮機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，連續(xù)的氣體容積被限定于兩個(gè)轉(zhuǎn)子及殼體組成的封閉空間內(nèi)，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)封閉的氣體容積減小，氣體壓力升高。

在建設(shè)初期，控制系統(tǒng)采用廠家配套的PLC控制系統(tǒng)，控制程序封閉，隨之設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，技術(shù)人員無(wú)法對(duì)自動(dòng)控制進(jìn)行優(yōu)化，并且通過(guò)通信方式接入主機(jī)系統(tǒng)，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)全部功能，數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性不足[1]。

針對(duì)以上情況，需要對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，重新調(diào)節(jié)優(yōu)化自動(dòng)控制，減小機(jī)組進(jìn)氣壓力波動(dòng)，減少壓縮機(jī)設(shè)備不穩(wěn)定運(yùn)行造成的設(shè)備機(jī)械損耗。

1.2 改造內(nèi)容

將原有的PLC控制器和卡件拆除，更換為與主機(jī)相同的南自維美德MAX DNA 控制器DPUMR，以及配套I/O卡件。

解讀原有控制程序，根據(jù)現(xiàn)有發(fā)電廠控制要求，對(duì)控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化。使用主機(jī)DCS工程師站進(jìn)行新控制系統(tǒng)的下位和上位組態(tài)，使用模塊與主機(jī)保持一致。

2實(shí)施和優(yōu)化

2.1 故障保護(hù)和控制優(yōu)化

原有控制系統(tǒng)聯(lián)鎖停機(jī)信號(hào)中的油氣壓差保護(hù)使用單點(diǎn)信號(hào)，控制優(yōu)化后實(shí)現(xiàn)信號(hào)三取二保護(hù);原有系統(tǒng)供油溫度PID控制中使用簡(jiǎn)單的油溫三取中信號(hào)，新系統(tǒng)使用復(fù)雜取中，當(dāng)其中一路信號(hào)丟失后，自動(dòng)計(jì)算合格的兩個(gè)信號(hào)的平均值，即增加了信號(hào)質(zhì)量的判斷;增加電機(jī)定子和軸承溫度的速率保護(hù)功能。增加了增壓機(jī)啟動(dòng)允許條件和首出的顯示。

增加了啟機(jī)和停機(jī)的順控程序，做好上下步的聯(lián)鎖控制，不再出現(xiàn)之前的設(shè)備粗放式運(yùn)行。

排氣壓力控制回流閥的PID控制中，使用了更加穩(wěn)定可靠地控制回路，實(shí)現(xiàn)無(wú)擾切換，防止出現(xiàn)控制模式切換時(shí)的擾動(dòng)，增加了回流閥輸出和反饋誤差大報(bào)警和設(shè)定值和目標(biāo)值偏差大報(bào)警。

通過(guò)對(duì)回流閥開(kāi)度的調(diào)節(jié)，控制增壓機(jī)排氣壓力，回流閥的開(kāi)度去控制滑閥裝置，對(duì)進(jìn)氣流量進(jìn)行持續(xù)調(diào)節(jié)和無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。

2.2 冗余設(shè)置

新控制系統(tǒng)采用A/B兩路冗余網(wǎng)絡(luò);電源采用一路廠用電220VAC，一路保安電源220VAC，同樣實(shí)現(xiàn)了冗余電源設(shè)計(jì);使用主輔兩個(gè)DPU控制器，當(dāng)一個(gè)控制器出現(xiàn)故障，另一個(gè)自動(dòng)投入使用，不會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行[2]。

2.3 實(shí)施安全及調(diào)試措施

兩臺(tái)機(jī)組增壓機(jī)的控制柜相鄰，一臺(tái)機(jī)組控制柜改造時(shí)另一臺(tái)機(jī)組正在運(yùn)行，需做好工作范圍警示，做好設(shè)備停電工作，電子間禁止明火和金屬粉塵。

解讀邏輯需要和設(shè)備廠家確認(rèn)，防止遺漏必要的故障保護(hù)信號(hào);項(xiàng)目專人管理，做好單個(gè)工程和整個(gè)機(jī)組檢修任務(wù)的協(xié)調(diào)工作，確保順利實(shí)施;組態(tài)程序提前進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)，防止錯(cuò)誤程序 導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)。

DCS系統(tǒng)接地（屏蔽地、電源地、機(jī)柜地）獨(dú)立接到總接地樁。

模擬量信號(hào)測(cè)試合格，閥門單體測(cè)試（含滑閥、回流閥、油溫控制閥）測(cè)試合格。

軟件邏輯按照原PLC系統(tǒng)邏輯組態(tài)，信號(hào)測(cè)試正常，整體控制邏輯測(cè)試合格。

3改造成果

在主機(jī)集控室，可以對(duì)增壓機(jī)系統(tǒng)全面操作。當(dāng)機(jī)組啟停及運(yùn)行后，增壓機(jī)排氣壓力穩(wěn)定，回流閥和滑閥開(kāi)度波動(dòng)達(dá)到運(yùn)行理想狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1] 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠設(shè)計(jì)規(guī)定：DLT 5174-2016[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

[2] 董建朋，崔猛，王宏偉，等.火力發(fā)電廠全廠DCS一體化實(shí)施方案的探討[J].河南電力，2009（3）：55-57.