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神华神东电力河曲2×350MW低热值煤发电机组的应用

引言
20159月28日,国神集团神东电力河曲发电公司2×350兆瓦工程1号机组顺利通过168小时满负荷试运行并正式投入商业运营中。在项目1号机组进入168小时试运期间,机组负荷率达99.9%,机组运行平稳,各项指标优良,达到山西省超低排放指标。
该项目是神华集团投产的首台、世界上投产的第2台350兆瓦超临界,对循环流化床技术的可持续发展具有里程碑意义。
工程概况
该项目属山西省重点建设项目,以资源综合利用、发展循环经济为标志,充分利用当地煤矸石、煤泥等低热值煤及城市中水,具有节能、节水、环保等特点。该项目DCS系统包括两台主机、公用、辅网,实现全厂一体化控制。
项目规模
单元机组和公用系统I/O点:
I/O类型/系统 DAS+MCS+SCS FSSS 电气 合计 公用系统(热控) 公用系统(电气) I/O类型/系统
AI(4~20mA) 470 115 210 795 50 77 AI(4~20mA)
RTD 390 70 20 480 6 7 RTD
TC 330 50   380     TC
DI 2000 900 462 3362 294 342 DI
PI 10   7 17   1 PI
SOE       200     SOE
AO(4~20mA) 250     250 7   AO(4~20mA)
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总计点数:6945*2+970=14860点(两台机组及公用点数)
系统配置
神华神东河曲工程包括#1机组和#2机组,其分散控制系统的控制范围包括单元机组、机组脱硫系统、辅网系统和公用系统。整个DCS系统按照HOLLiAS MACS的网络结构划分为#1机组、#2机组脱硫以及公用系统共四个域,并且与电厂管理信息系统(MIS)、监控信息系统(SIS)等留有通讯接口。
MG真钱网址控制系统具有模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)、锅炉安全监视保护(FSSS)、电气控制(ECS)、数据采集(DAS)、汽机旁路控制(BPC)等系统功能,以满足各种运行工况的要求,确保机组安全、高效运行。
DCS控制系统硬件配置示意图(单元机组和公用系统)如下:

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DCS网络结构
HOLLiAS MACS分散控制系统,可以划分为监控层和控制层两个层次。监控层的设备主要包括工程师站、操作员站、通讯站等;控制层的设备主要包括实现各种控制功能的控制站(包括远程控制站和远程I/O站)。工程师站、操作员站和通讯站等与系统服务器的互连,通过监控网(M-NET)使用以太网协议通讯,通讯速率100Mbps。控制站与系统服务器的互连,通过系统网(S-NET)使用HSIE网络协议,通讯速率10/100M自适应。HSIE网络协议基于可靠的工业以太网通讯协议,信息传输实时、可靠。控制站内部的数据通讯网络称为控制网(C-NET),控制网采用Profibus现场总线。使用Profibus-DP协议,通讯速率500Kbps,实现控制器与过程I/O模块的通讯,符合IEC61158国际标准。所有支持Profibus-DP议的控制器(如PLC)和智能仪表只要提供相应的GSD设备文件,都能作为主控的从站与HOLLIAS MACS系统进行通讯。
HOLLiAS MACS系统的网络结构具有灵活的扩展性,对于距离电子设备间较远的控制现场,可以通过在现场设置远程控制站或远程I/O站的方式接入系统。例如本项目中,在锅炉现场设置远程I/O站对锅炉吹灰器进行控制;在循泵房就地设置远程控制站对循泵进行控制等。远程控制站和远程I/O站采用光缆通讯,保证了通讯的速度和质量。
DCS硬件配置
HOLLiAS MACS分散控制系统的硬件设备主要包括控制机柜、工程师站、操作员站、数据服务器、通讯站、大屏幕显示器、激光打印机等。另外,根据DCS合同要求,集控室和工程师站的操作台、紧急跳闸按钮操作盘、UPS电源分配柜(含切换装置)、接地柜等设备也由MG真钱网址供货。
工程师站是配有系统组态软件的计算机,通过对应用系统进行功能组态,包括操作员站组态和控制器组态进行在线下装和在线调试,是工程师对工程实施各种控制策略和人机交互方式的工作平台。
操作员站是配有实时监控软件和各种可配置的人机接口设备的计算机,负责完成对生产过程和现场参数的实时监视与操作。操作员站可全面完成对现场工艺状况的显示、报警、打印、历史数据记录和再现以及报表等功能。本工程中,DCS的工程师站和操作员站采用DELL工作站,?型号为DELL 7010,运行在基于Windows NT/2000构架的Windows XP中文版SP2平台之上。数据服务器采用高性能服务器,完成实时数据库及历史数据库的管理和存取,服务器为双冗余配置,并可根据实际工程规模灵活配置。DCS的数据服务器采用DELL服务器,型号为DELL T420,操作系统为Windows Server 2003。HOLLiAS MACS系统中,较复杂的计算和管理任务交给网络上的高性能的数据服务器,频繁与操作员打交道的人机界面等任务交给操作员站。这种体系结构灵活、处理效率高,易于扩充、适应范围广、可维护性强。运行人员通过操作员站上的人机界面将请求发给数据服务器,而由高性能的数据服务器完成专门负责数据库的操作和维护,同时把结果返回给人机界面或将指令下传到主控单元。在网络里传输的只有SQL语句和结果数据,提高了整个系统的吞吐量和响应时间。
控制功能
模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)、锅炉安全监视保护(FSSS)、电气控制(ECS)、数据采集(DAS)、汽机旁路控制(BPC)和系统功能。?
通讯接口
HOLLiAS MACS系统具有广泛的开放性,支持TCP/IP、OPC/ODBC、MODBUS?、Profibus等通讯协议,采用RS232/RS422/RS485、以太网络等接口方式,可以通过系统的通讯站实现与其它系统的信息交流,系统间根据需要实现单向或双向通讯。
本期工程的单元机组设有两台通讯站,以实现与电厂SIS系统和机组辅控系统的通讯。
后记
HOLLiAS MACS控制系统在神华神东河曲项目上的成功应用,标志MG真钱网址DCS系统产品有能力承担超大型电站控制工程,MG真钱网址技术人员具有实施大机组控制工程的能力及经验。

HOLLiAS MACS控制系统在350MW超临界循化流化床机组的成功应用,标志着国产DCS系统再次上了一个新的台阶。