火电
LN2000在赵楼综合利用电厂辅网的应用

    该项目由兖煤菏泽能化有限公司建设管理的赵楼综合利用电厂1×300MW凝汽式汽轮发电机组,位于山东省菏泽市的郓城县与巨野县之间,是与赵楼矿井配套的新建坑口电站。燃用兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿的洗中煤、天然焦、煤矸石及煤泥等燃料,本期建设配1台1025t/h循环流化床锅炉,以及配套除尘及其他相关的附属设施。辅网DCS采用山东国民彩票公司LN2000系统。LN2000系统具有开放化、信息化、智能化、小型化和高可靠的特点,在电厂DCS、DEH已获得广泛应用。本次纳入DCS控制的范围涵盖电厂辅网水、煤、灰的主要车间,以下从设计、优化、实施等方面介绍DCS在辅网控制中的应用。


1辅网DCS简介

    赵楼综合利用电厂一期1×300MW循环流化床机组辅网的控制对象为水、煤、灰及空调等系统,共设28对PU控制站,化水处理2台操作员站,精处理2台操作员站,输煤2台操作员站,除灰2台操作员站,运行人员也可通过集控室辅网3台操作员站对各分系统进行集中控制;电子间配备辅网工程师站、历史站、SIS通讯接口站,工程师站综合水、煤、灰控制逻辑、组态、调试权限,历史站接收和存储辅网运行数据和历史数据查询、接受GPS对时信号对整个DCS系统进行校时,SIS通讯接口站与SIS系统进行数据传输。


2辅网控制系统设计

辅网控制主要特点是各控制单元较为分散,控制距离远近都有,这种分散的控制决定辅网一体化控制对网络的依存度要求比较高,需要有良好的网络冗余结构。

2.1I/O测点分配

辅网的I/O测点数达8700点左右,中间控制点数5000左右,28对PU控制站,30多个机柜包括网络柜、电源分配柜、控制机柜、远程机柜等。测点分配方面化水控制分为锅炉补给水、循环水处理、综合水泵房、取水泵房;输煤控制分为厂内原煤、厂外输煤、煤泥系统、含油废水处理;除灰控制分为气力除灰、布袋除尘器、灰库系统;空调系统。

2.2网络结构

网络结构为星型网络布置,设有水网控制室、除灰控制室、输煤控制室、辅网集控室,A、B网采用百兆全双工冗余以太网布置,节点间采用光纤通讯网络,远程控制柜采用现场CAN总线通信方式。

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辅网网络设计图


2.3电源设置

在化学补给水机柜控制室、除灰机柜控制室、输煤机柜控制室配置电源分配柜,就近对各子系统控制柜和远程I/O柜进行供电管理。电气来双路独立交流220V电源,分供UPS和机柜作为直流电源模块及部分开关量输出的电源。所以当其中一路电源出现故障,系统自动切换至另一路,保证正常工作并发出电源故障报警,以便维护人员及时维修。

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电源分配原理图


2.4系统接地

系统良好的接地能降低信号干扰,保证DCS信号可靠性。设计机柜电磁浮空状态,I/O信号电缆屏蔽单侧接入控制柜接地点,远程机柜就近接地点接地,其他设备不能通过DCS系统地接地。机柜安装就位和系统送电前,必须经过接地电阻和绝缘测试,接地电阻<1Ω对地绝缘电阻>2MΩ,合格后放可送电调试。


3软件设计和分组

合理地进行上位机软件设计,统一上位机监控界面,使各辅助系统具有统一的风格,统一的操作方式,并能合理、灵活地进行切换和调用,将使整套辅助网络控制系统受到电厂的欢迎。辅网LN2000DCS系统完成数据采集、控制、联锁功能,以满足各种运行工况的要求,确保系统安全、高效地运行。整个系统可包括以下子系统:

  • 水系统监控网络

  • 输煤系统监控网络(包括厂外输煤部分)

  • 灰系统监控网络

  • 凝结水精处理系统监控网络

  • 空调系统监控网络

  • 辅助车间集中监控网络

  • 人--机接口(MMI)

  • 数据通讯系统

  • 远程I/O站

  • 与其它控制系统接口

3.1化水控制部分

   设置水点监控网络,在补给水车间控制室设置就地水系统监控点操作员站,构建水网就地集中监控网。水点监控网络通过冗余通讯接口接入辅网。纳入水网的系统有:

  • 锅炉补给水处理系统

  • 循环水石灰处理系统

  • 工业废水处理系统

  • 综合水泵房系统

  • 凝结水精处理系统

  • 厂外取水泵房

本工程共有4个厂外取水泵房,离厂区较远(约15km),采用光纤加远程I/O控制方式,在锅炉补给水控制系统进行监控。

以下为部分控制流程图:

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补给水系统

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综合水泵房系统

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石灰石过滤系统

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凝结水精处理系统


3.2输煤控制部分

设置煤点控制网络,本工程的输煤系统就地监控点设在输煤综合楼输煤程控室。输煤控制系统的控制机柜分别布置在就地设备附近或输煤综合楼控制室内,通过通讯接口与煤网通讯,煤网再与辅助车间集中监控系统通讯,全部实时数据、监视画面送到辅助车间集中监控网络系统,在集控室的辅网操作员站上可对其进行监控。在输煤控制室内设置维护检修、事故处理和调试时使用的就地人机接口设备,完成对输煤系统的监控,最终实现就地无人值班。煤点监控网络通过冗余通讯接口接入辅网。纳入煤点的系统有:

  • 厂外输煤系统

  • 厂内输煤系统

  • 含煤含油废水处理系统

  • 煤泥输送系统

以下为部分控制流程图:

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厂内输煤

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厂外输煤

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煤泥系统


3.3除灰控制部分

设置灰点监控网络,在除灰控制室设置就地灰系统监控点操作员站,构建灰网就地集中监控网。纳入灰网的系统有:

  • 气力除灰系统

  • 布袋除尘系统

以下为部分控制流程图:

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气力除灰系统

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布袋除尘系统


3.4凝结水精处理控制部分

凝结水精处理控制系统包含汽水取样、化学加药的监控。在煤仓间6.3米层凝结水精处理控制室设上位机操作员站。凝结水精处理控制系统通过冗余通讯直接接入辅网,可在精处理操作员站或化水控制室操作。

3.5空调系统控制部分

空调控制系统包括集控室及电子设备间空调系统、主厂房通风、采暖加热站的控制。通过冗余通讯直接接入辅网,可在集控室辅网操作员站进行监控。

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