火电厂分散控制系统(DCS的应用发展郑慧莉许继刚(中国电力工程顾问集团公司,北京100011关键词:火电厂分散控制系统(DCS应用长期以来,中国的电站建设一直以火电建设为主,火力发电厂的总装机容量占全国电力总装机容量的75%以上。除少数燃气、燃油等其它形式的火电厂外,火电厂的建设又以燃煤电厂的建设为主。在国民经济快速发展的今天,一大批高参数、大容量的燃煤火电机组正在设计和施工。作为机组主要控制系统的分散控制系统(DCS,一方面已在常规燃煤火电机组的控制结构和控制范围上发生了巨大的变化,另一方面随着空冷系统、脱硫系统、脱硝系统、大型CFB锅炉等新工艺的产生也相应发生了变化。本文将围绕DCS与电气控制系统、汽轮机电液控制系统(DEH、汽轮机危急跳闸系统(ETS、空冷控制系统、脱硫控制系统、脱硝控制系统、大型循环流化床(CFB锅炉控制系统等的控制关系,针对国内近期大型燃煤电厂DCS的应用发展进行重点讨论。1电气控制系统与DCS的关系DCS最初在国内燃煤电厂应用时,其功能覆盖范围仅包括数据采集与处理系统(DAS和模拟量控制系统(MCS,然后扩展至顺序控制系统(SCS与锅炉炉膛安全监控系统(FSSS。作为DCS的主要子系统,以上4项功能目前在国内的应用已相当成熟,是原电力规划设计总院颁发的标准G-RK-95-51《火力发电厂分散控制系统(DCS技术规范书》的主要功能子系统。应原国家电力公司的要求,电力规划设计总院组织有关单位对《火力发电厂分散控制系统(DCS技术规范书》进行了修订,在新修订的标准(目前为中国电力工程顾问集团公司技术标准Q/DG1-K401-2004中,经过全国各方面专家的反复讨论,仍然将以上四项功能作为DCS的主要功能子系统。但实际上近几年DCS的应用范围已发生了很大变化,其中最主要的一个方面是电气控制纳入DCS已得到普遍推广应用。大家知道,由于中国采用前苏联的专业分工模式,故在电厂的设计中,热工自动化与电气自动化是两个不同的专业。尽管热工自动化已采用了先进的DCS,但传统的电气控制却仍采用一对一的强电操作。近几年随着电气控制纳入DCS的成功应用,在新版《火力发电厂分散控制系统(DCS技术规范书》的SCS中,已将电气发变组和厂用电系统的控制作为SCS的一部分,这说明电气发变组和厂用电系统的控制纳入DCS已相当成熟可靠。通过DCS,已可以实现单元机组的炉、机、电一体化控制,为全能值班创造了条件。2DEH、ETS与DCS的关系在DCS控制范围上的另一主要变化是DEH电子部件与DCS的软硬件一体化已基本上可以实现。DEH是电厂的另一重要控制系统,传统上都是由汽轮机厂成套提供一套独立的控制系统。为了消除信息孤岛,笔者曾在九十年代初提出了DEH与DCS进行串行通讯的设计方案,该方案得到业内人员的普遍认可并在九十年代的工程设计中得到了广泛应用。随着技术的发展和自动化水平的提高,为了进一步减少控制系统种类,方便电厂运行维护,开始在一些大型项目中试图实现DEH电子部件与DCS的软硬件一体化,但由于种种原因,在工程实施过程当中阻力一直很大,只到近两年,经过各方努力,采取DEH由汽机供货商负责并提供与DCS相同软硬件的方式才逐步实现这一方案。目前,在大型项目的可行性研究报告审查时,电力规划设计总院基本上都要求项目法人在主机招议标时,按这一方式进行操作。DEH电子部件与DCS的软硬件一体化已开始逐步走向成熟。除此之外,作为汽轮机的重要保护系统,ETS的电子部件由传统的可编程序控制器(PLC改由DCS进行控制也已取得成功业绩。电气发变组与厂用电、DEH与ETS等系统成功纳入DCS,标志着通过DCS已可以实现对炉机电整套单元机组的检测、控制、报警和保护等全面的控制。3空冷控制系统与DCS的关系前面就一般常规湿冷机组DCS的功能控制进行了论述。近几年随着国家对自然资源保护意识的加强,北方缺水地区如山西、内蒙等地,新建大容量高参数的发电机组均要求采用空冷机组。早期引进的空冷机组,由于不了解其工艺系统和控制策略,一般都采用仪表与控制系统随工艺系统成套供货的方式,而将空冷岛做为一个独立的辅助车间在空冷岛进行就地控制。在就地进行控制的空冷控制系统多为可编程序控制系统(PLC。随着大同二电厂2X600MW机组等项目的建设,实践证明空冷系统的运行直接与机组密切相关,将空...
