浅谈脱硫DCS系统与DEH控制系统一体化的改造

浅谈脱硫DCS系统与DEH控制系统一体化的改造摘要:设计了用于工业控制的DCS系统,以实现烟气脱硫的自动化控制.本文介绍了DSC脱硫的系统配置和系统改造,详细说明了DSC与DEH系统控制的实现方法.实践表明,该系统参数调整简单方便,完全实现了自动控制,并提高了系统的安全性和工作效率.关键词:ＤＳＣ；自动控制；脱硫前言：该工程DCS控制系统网络建立在客户／服务器模式体系结构通用的以太网上，控制管理网络采用两层结构，星型连接，控制网络双冗余配置；各个分散的控制系统控制层采DP总线方式，便于连接不同的控制智能设备，支持远程IO；各个子系统的系统层采用冗余星形结构，各个子系统的星形相互独立，互不影响。现场控制站中央处理单元DPU采用主频为400MHz的In-tel处理器，带16MB固态盘和128MDRAM，并提供10M以太网双机数据交换端口和双DP通讯收发器，支持ProfiBus－DP主站协议。控制系统软件使用同一个数据库，通过联编自动生成控制站设备程序。上层采用“域”连接技术，定义＃1机组为＃1域，＃2机组为＃2域，公用系统为＃0域，各域共享管理和操作数据，而每个域又是一个功能完整的DCS系统。１、系统改造原因原DCS系统由于使用时间长，控制回路复杂，不够人性化，运行操作人员劳动强度大，操作复杂，为此改为新华的DCS系统。通过立盘的电缆查线，就地到电子间的查线，同时绘制图纸，部分DCS系统逻辑的检查与试验，并负责了TSI系统，部分调门的调试以及0米循泵的就地温度测点IDAS的维护等改造安装。２、原设备系统情况我厂#5机组DCS系统为西仪横河的CENTUM-XL控制系统，汽轮机控制系统为新华的DEH控制系统。机组协调控制系统CCS控制回路原设计为，由值班员指令或中调指令(ADS)与发电机实际功率经机功率调节器(F1-018)处理后，输出到负荷增减A/D转换单元(F1-029)，转换为负荷增(ADSUP)负荷减(ADSDOWN)的脉冲控制信号去DEH，从而形成DEH负荷指令。由于CTM控制系统扫描周期为1秒，DEH控制系统扫描周期为200毫秒。当要改变负荷时，CTM输出一个1秒的脉宽信号到DEH，DEH接受并对这个脉宽信号进行扫描累加5次。既CTM每变一次负荷，DEH就要改变5000KW的负荷。在机组运行中为了稳定负荷，CTM控制系统就要频繁输出负荷增或负荷减的脉冲信号，这样就引起调节系统震荡和过调，从而导致机组实际负荷的摆动，给机组的正常运行埋下安全隐患，我厂#5机组曾多次出现这样的问题。为了既要彻底解决此类问题，又要满足现场控制的需要。故对CCS控制信号由脉冲量控制改为模拟量控制，同时对CTM和DEH控制系统的软硬件进行修改。2.1原控制系统软件设计为：CTM控制系统对值班员指令或中调指令(ADS)与实际负荷经机功率调节器(F1-018)处理后，通过A/D转换单元(F1-029)，发出负荷增(ADSUP)，负荷减(ADSDOWN)的脉宽信号，输出到DEH控制系统软件的累加器单元与RATE(速率)和REFDMD(负荷给定值)进行累加，形成REFTMP(流量给定中间值)，转换成最终的负荷给定值，从而控制机组负荷。具体软件设计如下图所示：CTM控制系统软件原设计为：去DEHDEH控制系统软件原设计为：REFTMPADSUPREFDMDRATEADSDOWN其中：FB-W发电机实际负荷.F1-029负荷增减A/D转换单元.F1-018机功率调节器。SFT切换器单元。当投入协调时,选X1.当撤除协调时,选X2.ADD累加器单元。当投入协调时,对1或-1按扫描周期进行累加。SUM：加法器单元.对RATE(速率)，EFDMD(负荷给定值)，ADSUP（负荷增），ADSDOWN（负荷减）进行相加。3、改进好设备系统内容3.1对CTM控制系统的修改：①CTM系统硬件修改：增加一个模拟量输出通道(4-20MA),用于输出CCS控制指令.增加一个模拟量输入通道(4-20MA),用于接受DEH负荷参考信号.②CTM系统软件修改：在DDC-3回路中修改回路连接。如下图所示：去DEHF1-018PIDHK0004RATIOH/AMAC3M-1-1-03FB-WPVIF1-029ONOFF-GHK0004RATIOF1-018PIDDO00044SUMX1YX2X3SFTX1(0)YX2(1)ZSFTX1(0)YX2(-1)ZADD*1Y*-1DEH负荷参考断开HK0004的OUT与F1-029的SET之间的连接。将原连接HK0004的OUT去MAC3卡的M-1-1-04的连接修改为HK0004的跟踪。对运算式%CL078（DEHLOCALTRK）进行修改原运算式为：1.MV(HK0004)=PV(TB-W)实际功率.2.STOP.修改为：1.MV(HK0004)=PV(DZ-ZT-03)DEH负荷参考.2.STOP.３.２对DEH控制系统做的修改：1）。DEH系统硬件修改：增加一个模拟量输出通道(2-20MA),用于输出DEH负荷参考信号.增加一个模拟量输入通道(2-20MA),用于接受CCS控制指令.2）。DEH系统软件修改,如下图所示：CCSKZREFTMPRATEADSREFDMDVM2V-1-8-02EH1DZ-ZT-03PVICCSKZTQYX56RATLMTXYPLNLSFTX1(60)YX2(10000)ZSFTX1(-60)YX2(10000)ZADDHLLMTXYH（305）L（170）SFTX1(0)YX2(1)Z其中：CCSKZ信号为CTM输出的控制指令。TQ品质监测单元。用于当CCSKZ信号异常时报警。HLLMT限幅单元。用于控制调节范围。RATLMT速率限制单元。用于限制CCSKZ的变化速率,已防止CCSKZ的速率变化过快。ADD加法单元。SFT切换单元。当协调投入时，ADS为1选X1。当协调切除时，ADS为1选X2。用于人为限制CCSKZ控制信号的变化速率。对系统修改后，CTM控制系统对值班员指令或中调指令（ADS）与实际负荷经机功率调节器（F1-018）处理后，通过HK0004输出到DEH控制系统形成CCSKZ信号，再经过限幅单元,速率限制单元进入切换单元,输出REFTMP流量指令中间值,形成DEH负荷给定值，从而控制机组负荷。总之，对回路修改后,#5机组协调控制系统经过几个月的运行,彻底消除了因CCS指令频繁动作而引起负荷摆动的问题，提高了控制系统的控制精度,为ADS的投入打下基础。4、DEH系统DEH系统完成汽轮机从开始冲转－并网带负荷－正常运行调节全部过程，汽轮机通常采用定－滑－定启动模式。汽轮机启动阶段，锅炉燃烧率维持不变。汽轮机所需的启动蒸汽压力由旁路系统控制，维持不变。蒸汽温度由锅炉温控系统控制，维持不变（约30％负荷）。机组并网带负荷且旁路阀全关后，逐渐增加锅炉燃烧率，蒸汽升温、升压，滑参数加负荷（约30～90％负荷）。正常运行期间（90％负荷以上），由锅炉压控系统维持蒸汽压力不变；锅炉温控系统维持蒸汽温度不变；由汽机功控系统通过改变调门开度，以满足电网对发电机功率的要求。由于超临界锅炉的蓄能较小，在汽机调整电功率的同时，需要兼顾限制蒸汽压力的波动幅度。汽轮机采用高压主汽门冲转、高中压联合启动方式。汽轮机刚启动时高压调节阀及中压主汽门全开，600r／min以下IV控制进汽，600～2950为TV－IV控制进汽，2950以上为GV－IV控制进汽。并网后为GV－IV控制进汽。中压调节阀的开度比高压的大3倍，在整个正常调节过程中不节流，只是在超速限制、保护动作时才起节流作用。４.１DEH系统电液伺服阀的故障分析及维护电液伺服阀是DEH系统中非常重要的电液转换元件，其性能的优劣将直接影响到DEH系统的运行。电液伺服阀在运行过程中存在的主要问题是堵塞、卡涩、内泄漏量增大等，主要表现为伺服阀不受控，阀门自行全开或全关、调节缓慢、系统振动以及系统压力降低等，直接影响机组的安全稳定运行。４.２采取的技术方案及措施①对EH油管路所经之处的设备保温严格检查，仔细隔离。尤其是汽缸和阀门附近的保温重新包裹。②对EH油管路和油箱全面冲洗，更换EH油。在更换或添加新油时必须用过滤器进行过滤36h以上，以确保工作油液的清洁度达到NAS7—8级③定期进行油质化验，加强化学监督，随时跟踪掌握EH油质情况，对水份、酸质和颗粒度偏离正常值的要及时进行滤油，定期更换EH油箱干燥器中的干燥剂，保证其去湿效果。④将阀门开度和波动量纳入巡检内容。定期进行阀切换以及阀门活动试验，确保油动机及电液转换器工作正常。⑤加强对伺服阀的管理。根据机组DEH系统要求，尽量选用原机组中同规格型号的伺服阀，做好备品计划；充分利用停机间隙，更换伺服阀并通过专用的试验设备对伺服阀的性能参数调整及清洗，使伺服阀始终处于最佳工作状态，防患于未然。４.３效果及作用经过全面的整改后，电液伺服阀的故障问题得到彻底解决。节省了大量开支和人力，保证了机组的安全稳定运行。作为DEH系统的关键部件，加强对伺服阀的管理，对新购伺服阀进行检测与参数调整，运行中的伺服阀定期检测，今后还将继续从各个方面提高电液伺服阀的稳定性和可靠性。５、结束语随着继电保护技术的快速发展，越来越多的的新技术应用与继电保护领域。系统功能安全技术在实际工业的自控已经成为不可或缺的一部分。［参考文献］［１］赵上林，吴在军，胡敏强，窦晓波．分布式发电对重合器模式馈线自动化的影响［Ｊ］．２００９，２９（１０）：５５～５８［２］万家震，钱丹丹，金莉．配电网中重合器预分段器、熔断器的合理配置［Ｊ］．吉林电力，２００１（３）：２８～３２［３］刘健，程红丽，李启瑞．重合器与电压－电流型开关配合的馈线自动化［Ｊ］．电力系统自动化，２００３，２２（２７）：６８～７１［４］赵海应．重合器与分段器配合实现中小城市配电网自动化［Ｊ］．工业技术，２０１０（１９）：１３２［５］张钊．配电网故障定位的通用矩阵算法［Ｊ］．电力自动化设备，２００５，２５（５）：４０～４２