600MW機(jī)組發(fā)電機(jī)氫、油、水控制系統(tǒng)改造

一、概述    平圩發(fā)電有限責(zé)任公司#2機(jī)組是1993年投產(chǎn)的600MW機(jī)組，發(fā)電機(jī)采用典型的水氫氫冷卻機(jī)組，原發(fā)電機(jī)氫、油、水控制系統(tǒng)測量儀表、閥門調(diào)節(jié)裝置存在設(shè)備落后、測量精度差、故障率高等諸多問題。參數(shù)顯示、自動調(diào)節(jié)、信號報警等大部分功能均在就地實現(xiàn)，只有少部分信號進(jìn)DEH系統(tǒng)顯示，不利于運行人員監(jiān)視、操作，其功能和可靠性已不適應(yīng)系統(tǒng)的控制要求。2004年11月公司利用DCS改造的機(jī)會，將氫、油、水控制納入到DCS控制系統(tǒng)中，由DCS系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)采集、顯示、報警和過程控制，解決了系統(tǒng)部分功能長期不能投入自動的問題，提高了系統(tǒng)安全性。 二、系統(tǒng)組成    平坪發(fā)電有限責(zé)任公司#2機(jī)組DCS系統(tǒng)，采用FOXBORO公司的I/A series控制裝置，由于裝置采用了控制容錯技術(shù)，通訊冗余技術(shù)和自診斷技術(shù)保證了控制系統(tǒng)的可靠性?？刂葡到y(tǒng)采用開放式，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是按節(jié)點概念來構(gòu)成的，節(jié)點獨立運行，完成自動控制的各種功能。I/A series系統(tǒng)處理機(jī)組件(AP、CP、WP、AW等)通過節(jié)點總線相互聯(lián)接，形成過程控制和管理?？刂铺幚頇C(jī)(CP)是一個容錯站，和相連的現(xiàn)場總線(FBM)一起完成數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測、報警和信息傳遞，可按組態(tài)好的控制方案，實現(xiàn)連續(xù)控制，操作站處理采用WP51系統(tǒng)，它與外部設(shè)備一起，在用戶和所有系統(tǒng)功能之間提供一個操作員接口，用于接受圖形和文本信息，并產(chǎn)生視頻信號，在視頻監(jiān)視器上顯示。平電公司#2機(jī)組DCS氫、油、水控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖見圖1。                氫、油、水控制系統(tǒng)主要有IE23、IE24、IE26機(jī)柜，CP6023、CP6024、CP6026處理機(jī)和S8衛(wèi)星站組成。S8衛(wèi)星站為現(xiàn)場I/0柜，機(jī)柜布置在零米靠近熱工信號和被控對象集中的密封油系統(tǒng)處。衛(wèi)星站內(nèi)部的FBM(Field-BusModule)采用DINFBM(DIN導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場總線組件)系列產(chǎn)品，有數(shù)字量、模擬量等信號類型。現(xiàn)場總線是基于單向控制線路串行數(shù)據(jù)通訊的總線，它采用異步協(xié)議并符合lOBase2接口以太網(wǎng)的常規(guī)要求。該系列現(xiàn)場總線組件包括FBI(現(xiàn)場總線接口)、FCM(現(xiàn)場總線通訊組件)等，F(xiàn)BM為現(xiàn)場傳感器/執(zhí)行器的信號接口，對I/0信號采用變壓器耦合與光電雙重隔離，F(xiàn)CM與冗余的現(xiàn)場總線之間提供接口，通過冗余的光纖與DCS系統(tǒng)相連。該系統(tǒng)的主要功能有:相關(guān)I/0信號采集、A/D  D/A轉(zhuǎn)換、輸入信號判斷、故障處理、參數(shù)變量越限及重要事件報警。 三、具體改造項目    此次改造氫、油、水系統(tǒng)，熱工信號DCS輸入/輸出點數(shù)及受控設(shè)備統(tǒng)計如下:                為了進(jìn)一步提高氫、油、水系統(tǒng)運行的可靠性、穩(wěn)定性，避免由于測量元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的不準(zhǔn)確給控制系統(tǒng)造成不應(yīng)有的障礙，改造施工時將落后、陳舊的設(shè)備進(jìn)行了更新和增補(bǔ)。    1)#2機(jī)組氫、油、水系統(tǒng)中，原壓力、差壓開關(guān)為濕式水銀接點開關(guān)，存在動作定值容易漂移、回差大、不易校驗等缺陷，改造中均用較可靠的SOR機(jī)械開關(guān)替代，有效的克服了以上缺陷。    2)拆除發(fā)電機(jī)氫、油、水就地控制報警盤和定子水導(dǎo)電率、氫氣純度、氫氣濕度、氫氣壓力等無法校驗的信號轉(zhuǎn)換裝置。    3)定子冷卻水箱補(bǔ)水電磁閥，由于采用磁浮子式液位開關(guān)作為測量設(shè)備，可靠性差，運行中常發(fā)生誤動、拒動，造成定子水箱補(bǔ)水電磁閥補(bǔ)水不正常，自動功能不能投入，需要運行人員手動補(bǔ)水?，F(xiàn)改為電容式水位變送器，變送器輸出4～2OmADC信號進(jìn)入DCS IE26機(jī)柜，在DCS中設(shè)置定子水箱水位高報警、水位低補(bǔ)水、水位低報警功能，用DCS DO輸出控制補(bǔ)水電磁閥(如圖2)。水箱液位及補(bǔ)水狀況通過集控室CRT顯示。系統(tǒng)改造后，水箱液位補(bǔ)水正常，改造收到了良好的效果。                  4)由化學(xué)儀表直接提供定子冷卻水混床出口PH值、混床出口導(dǎo)電率、定子水箱PH值、定子水箱導(dǎo)電率、氫氣純度、氫氣濕度六路 4～2OmADC信號進(jìn)S8衛(wèi)星站，分別送DEH裝置和DCS系統(tǒng)顯示及參與聯(lián)鎖。原就地顯示儀表、氫氣純度變送器、風(fēng)扇差壓變送器及無法檢驗的純度風(fēng)機(jī)取消。    5)為APS功能新增定子水箱母管壓力變送器，進(jìn)DCS系統(tǒng)顯不及參與APS聯(lián)鎖。    6)定子冷卻水泵A、B自啟動差壓開關(guān)SW2O SW21和密封油備用泵自啟動差壓開關(guān)SW8，由于其重要性，接點信號采用硬接線方式，分別用電纜直接與IE23、IE24、IE26機(jī)柜相連，用DCS控制啟泵相相應(yīng)報警功能。同時拆除運行定值相同的定子冷卻水泵A、B進(jìn)出口差壓低報警開關(guān)SW2OA.SW2lA。    7)氫側(cè)、空側(cè)密封油冷卻器出口油溫調(diào)解閥，取消原有的單回路基調(diào)儀控制，由熱電偶測量油溫進(jìn)DCS控制，DCS輸出4～2OmADC指令驅(qū)動西門子智能定位器控制油溫調(diào)解閥閥位，提高氫側(cè)、空側(cè)密封油出口油溫的調(diào)節(jié)精度和響應(yīng)速度，同時增加了運行人員在異常工況下的人為干預(yù)手段。    8)發(fā)電機(jī)定子線圈斷水保護(hù)邏輯(如圖3)，由發(fā)電機(jī)定子水流量低壓力開關(guān)29GRB和發(fā)電機(jī)定子水流量低低壓力開關(guān)3OGRB接點串聯(lián)，再與發(fā)電機(jī)導(dǎo)電率大于9.5毫歐/厘米"與"，信號采用硬接線至AVR裝置，以實現(xiàn)發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)功能。                   四、改造效果    平電公司#2機(jī)氫、油、水控制系統(tǒng)改造為DCS控制后，運行參數(shù)、過程控制、信號報警均可在集控室監(jiān)視和操作，減少了運行人員勞動強(qiáng)度，也提高了氫、油、水系統(tǒng)的運行可靠性。定子水箱水位測量采用了電容式水位計，克服了磁浮子式液位開關(guān)產(chǎn)生誤動、拒動，實現(xiàn)了目動補(bǔ)水的功能。    由于取消了一部分測量元件、顯示儀表、就地儀表盤，經(jīng)過改造后的盤面整潔、美觀，同時也為檢修人員的維護(hù)工作提供了方便。自2005年2月改造后，至今氫、油、水系統(tǒng)運行狀況良好。 五、尚存缺陷和處理對策    由于遠(yuǎn)程I/0機(jī)柜S8衛(wèi)星站與轉(zhuǎn)接IE機(jī)柜距離較遠(yuǎn)，超過FOXBORO公司同軸電纜180米的傳輸距離，改用冗余A、B光纜與各轉(zhuǎn)接衛(wèi)星站通訊，采用外置光/電轉(zhuǎn)換器進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，光/電轉(zhuǎn)換器需要12VDC外置電源供電，此次改造中FOXBORO公司采用了第三方的電源，因電源質(zhì)量問題，在工作中電壓降低，導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換裝置不能正常工作，發(fā)生幾次S8單纜通訊故障。FOXBORO公司擬利用#2機(jī)停機(jī)機(jī)會，取消外置的光/電轉(zhuǎn)換器，采用FOXBORO公司生產(chǎn)的光/電轉(zhuǎn)換接口卡進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，將徹底解決遠(yuǎn)程I/0機(jī)柜S8衛(wèi)星站的通訊問題。    定子水箱水位計采用的電容插入式水位計測量精確，但校驗需要滿量程的水位進(jìn)行校驗，校驗存在著一定的困難。針對此問題技術(shù)人員查詢了相關(guān)資料，通過有關(guān)資料提供的公式，輸入高低量程的電容值，進(jìn)行離線校驗，投入運行后比對機(jī)械水位計，測量精度完全滿足要求，并且解決了校驗的問題。