火电厂外围设备系统集中监控改造的研究

电力18讯：    
摘要：文章对火力发电厂的外围设备系统由就地控制改造为集中控制进行研究，分析外围设备控制进行这种改造的可行性和必要性，并介绍日照电厂外围设备系统进行集中监控改造的硬件配置，实施过程中的经验和体会。
   关键词：外围设备 集中监控 研究

1. 火力发电厂外围设备控制的现状

   分散控制系统（DCS）在现代火力发电厂大型机组上已经得到广泛应用，它逐渐取代了以前的常规仪表，提高了机组控制水平，许多机组都达到了全自动、全程控功能，可以说目前我国许多大机组的主设备控制已达到国际先进水平，但是外围设备，如：化学补给水系统、废水处理系统、除灰除渣系统、输煤系统、循环水泵、空气压缩机站、制氢站、燃油泵、启动锅炉和综合水泵等，在电厂筹建期间，由于预算高压缩基建投资时往往压的最多的就是外围设备的投资。由于预算低，必然使外围设备选型落后，控制水平低，基本上就是传统的就地继电器回路控制，好一点的控制系统采用PLC控制。这就与主厂房的DCS集中控制形成鲜明对比，主厂房设备控制广泛采用DCS，并达到国际先进水平，而辅助公用系统往往由不同设备制造商提供，采用的设备和控制技术相差很大，有的采用较高档次的可编程序控制器（PLC），并取消了盘台后备控制，实现了全CRT控制；有的则使用常规盘装仪表控制表，致使外围设备的控制室多达十几个，需要的运行值班人员多，设备故障率高、维护量大，且设备故障跳闸后由于没有先进的事件记录功能，导致不能很好地分析事件原因和预防事件的再发生。随着电力体制改革的深入，厂网已经分开，以后各发电商之间的竞争会越来越剧烈，而竞争的核心就是降低发电成本，提高劳动生产率。因此如何利用先进的计算机技术，将相互独立的各个辅助外围系统改造为集中控制或相对集中控制，实现外围控制系统无人值班化或少人值班，不仅可以使外围设备系统控制水平提高，减少设备故障率，而且可以大量减少运行人员，大幅度提高劳动生产率，达到减人增效的目的。这个现实的课题已经摆在了许多电厂人的面前。

2．外围设备控制改造的方案和技术

　　外围系统设备是否需要以及如何改造，要进行综合的技术经济比较才能决定。要计算投入产出比，投入就是全部的改造费用及改造不好带来的遗留问题，产出就是改造成功后设备可以实现远方监控，减少运行维护人员，设备故障率低。

　　现有几种方案可以对外围设备控制进行设计和改造，即全厂外围设备系统只设1个控制点且把这个控制点放在集控室控制，此为单点控制；也可采用相对集中控制，即设立若干个相对集中控制点。根据不同的集中控制方式，可以采用不同的控制技术，如现场总线技术FCS、分散控制系统DCS和可编程控制器PLC等，可产生多种控制方案。何种方案最佳，需依据实际情况而定，不可一概而论。例如：由于输煤系统离主厂房相对较远且控制对象繁多，近期可单独采用PLC控制，在燃料区域设一个控制点，并将输煤控制与D外围其它控制系统联网；启动锅炉房使用的时间很短，可设立单独的简单控制系统，而其它外围辅助系统则可采用两种方式控制：一是扩展主机DCS，利用扩展后的DCS，通过单元机组DCS操作员站实现外围系统控制，该方案可以减少控制设备种类，发挥全能值班员最大潜能，在统一控制系统设备，便于维护管理等方面具有明显的优越性，但是对于投产后的机组，在运行期间进行改造有一定的风险，并且需要较长周期才能干完。但如果措施周密，计划得当，也应该是可以利用检修机会突击成功的；另一方案就是建立外围系统集中控制点，控制点设在集控室（或其它地方），集控室内可设单独的操作员站而与单元机组控制相对独立。这种方案的优点是风险小，可以在机组运行期间施工和调试，只有很少的工作，如循环水泵控制的接入，需要停机进行，缺点是需要增加一套控制系统。

　　在应用技术选择方面，由于外围设备分散，不可把全部控制单元放在集控室，那样需要敷设的电缆太多了。近年来现场总线的大量应用和它的实际可靠性，给现在的外围设备改造提供了理论基础和现场应用的广泛平台。现场总线（FCS）对远方设备控制具有无可比拟的优越性，利用它可以将I/O控制柜放在就地，而把中央控制单元放在主厂房电子间内，从而可以大幅度减少对电缆的使用，进一步提高系统的扩展性，促进系统的组态更加灵活、操作维护方便。缩小电子间，大大减少集中控制设备。

3 日照电厂外围设备控制系统改造

　　日照电厂一期工程2*350MW机组主厂房内的设备利用融资从国外购买，锅炉由西班牙FOSTER-WHEELER供货，汽轮机、发电机和变压器由SIEMENS供货，主设备的控制系统采用了SIEMENS的分散控制系统TELEPERM-XP，主厂房内的凝水精处理控制、吹灰控制系统、除灰控制系统采用西门子生产的S系列PLC，但是外围设备的控制系统如：渣浆泵、燃油泵、循环水泵、工业水泵等还是就地控制，采用的控制设备大部分是常规操作和显示仪表<