DCS在余热发电的运用

余热发电工程DCS控制系统技术文件江苏南京热电工程设计院提供者：黄建龙共23页第1页1.范围1.1总则1.1.1本技术条件书是对淄博市淄川区宝山水泥厂5000t/d熟料生产线配套9MW余热发电工程将采用的DCS控制系统提出技术方面和有关方面的要求。1.1.2本技术条件提出的是最低限度要求，并未对所有技术细节做出规定，也未完全陈述与之有关的规范和标准。乙方应提供符合本技术条件书和有关工业标准要求的经过实践的代表当今先进技术的优质DCS控制系统。1.1.3如果乙方未以书面形式对本技术条件书提出异议，则意味着乙方提供的设备和集散控制系统满足了本技术条件书和有关工业标准的要求。如有异议，不管多么微小，都应在报价书中以“对技术条件书的意见和同技术条件书的差异”为标题的专门章节中加以说明。1.1.4乙方提供的合同规定的文件，包括图纸、说明、计算、使用手册等，均应使用国际标准（SI）。所有文件、工程图纸及相互通讯，均应使用中文。若技术手册文件为非中文文字，应同时附中文说明。1.1.5只有甲方有权修改本技术条件书。经甲乙双方协商，最终确定的技术条件书应作为DCS控制系统合同的一个附件，并与合同文件有相同的法律效力。双方共同签署的会议纪要、补充文件等也与合同文件有相同的法律效力。1.1.6乙方的报价书至少应包括下列内容：1.1.6.1DCS控制系统的供货范围，包括所有乙方供货范围内的硬件、软件、有关服务和图纸资料。同时要求甲方提供其具体实施的水泥生产线余热发电工程DCS项目或相似系统项目的软硬件配置、网络结构和相关的工程机柜设计布置图、电气回路接线图等图纸说明。1.1.6.2DCS控制系统的详细说明，包括系统说明、子系统功能、人机接口、系统性能等。同时要求乙方提供其具体实施的水泥生产线余热发电工程DCS项目或相似系统项目的工程实施情况简介和有关验收报告等证明材料。1.1.6.3对本技术条件书的意见和同本技术条件书的差异。1.1.6.4乙方认为有助于提高系统性能的建议和替代方案。1.1.7乙方应建立相应的质量管理和质量保证体系。甲方在制造、设计、安装、指导、调试、投运的全过程中应具有详细的质量文件和质量保证记录。1.1.8合同签订前后，乙方都应按照甲方的时间、内容要求提供乙方所需的设计资料，共23页第2页并紧跟甲方的设计和施工进度。1.2乙方的工作范围乙方应提供满足本技术条件书要求所必须的所有甲方供货范围内的硬件、软件、技术资料、有关的图纸和各项服务。其中包括（但不限于）下列内容：1.2.1按照机组运行要求，本DCS控制系统技术条件书的规定和适用的工业标准，设计并配置集成一套完整的DCS控制系统。1.2.2提供构成DCS控制系统所必须的所有甲方供货范围内的硬件（包含工程师站、操作员站、打印机站、工业以太网通讯系统、UPS电源，各控制站的主控单元、I/O模块、控制柜等）。1.2.3达到本DCS控制系统技术条件书所规定的全部功能要求，进行DCS控制系统软件组态编程和调试，完成整个余热发电的监控。1.2.4按照合同规定的进度要求，按时发运DCS控制系统。1.2.5根据本技术条件书的要求，提供必要的安装详图和安装指导。包括提供DCS控制系统外部回路的接线设计，提供完整的可以现场施工的接线图表，并提供完整的图纸资料，指导所有现场接线和由甲方提供的过程I/O端子柜上的接线工作。现场通电启动和调试服务，直到所提供DCS控制系统能在168小时满负荷运行结束时令人满意的控制机组运行，达到DCS控制系统的全部功能要求，并保证系统的可利用率达到99.9%。1.2.6根据本技术条件书的要求，向甲方提供DCS控制系统优化运行所必须的系统文件，使甲方在接收后能方便地组态、编程、维护、修改和调试DCS控制系统。1.2.7负责培训甲方的运行和维护的工程技术人员，并使这些培训人员能得心应手地操作、维护、修改和调试DCS控制系统。1.2.8DCS系统应与其他供货商供应的控制系统和设备通讯接口相协调，DCS控制系统接口的控制系统和设备是：化水系统、水泥中控室的DCS系统、电力监控系统等。1.2.9乙方须在工程进度要求内完成DCS系统的设备成套和调试。AO、AI、DO等类型的信号若需要隔离，隔离器由乙方配置安装在相应的DCS机柜内。1.2.10DCS系统部件的安装集成、柜内部卡件到端子排内部接线、卡件到隔离器内部接线、各柜间接线、内部通讯线的连接、系统上电、组态编程等工作。在操作台上预留电调装置505的开孔尺寸，操作台内的电源配线、505装置配线均由乙方制作。共23页第3页1.2.11DCS系统工业以太网通讯系统所需网络元件（包括光口交换机、光纤、DP线等）。1.3甲方的工作范围1.3.1DCS系统安装所需的基础、地脚螺栓和灌浆。1.3.2所有的现场接线、电缆敷设和由乙方提供的过程I/O端子柜的接线工作。1.3.3模拟量输入信号（在甲方供货范围内的）设备。1.3.4数字量输入信号接点和脉冲（在甲方供货范围内的）设备。1.3.5DCS系统的机柜、操作台、打印机台尺寸、色标及安装底座尺寸。1.3.6按乙方要求提供DCS控制系统所需要的电源和接地系统及其安装。1.3.7DCS控制系统和DCS系统工业以太网通讯设备装卸和安装所需的劳动力及服务。1.3.8甲方负责提供P&ID图及过程I/O清单、定值清册等编程资料。2.工程主要设备概况2.1本工程为1条5000t/d熟料干法生产线配套纯低温余热发电工程，配置一台AQC余热锅炉、一台SP余热锅炉和一套9MW低品位双压热能利用汽轮发电机组。余热锅炉、发电站及辅助设施均布置在中联淮海水泥有限公司目前生产线附近空余场地。2.2汽轮发电机组主要技术参数如下：汽轮机型式冲动纯凝补汽式汽轮机汽轮机型号BN9-1.05/0.25主汽阀前压力1.05（a）MPa补汽阀前压力0.25（a）MPa主汽阀前温度350℃补汽阀前温度160℃排汽压力：0.007MPa功率9000kW频率50HZ额定转速3000r/min励磁方式静止可控硅励磁系统余热电站运行方式采用并网不上网方式共23页第4页3.DCS控制系统技术要求本余热发电工程配置一套DCS控制系统，包括两台操作员站和一台工程师站，电气系统配置一台操作员站（由电气配），实现炉、机、电同一监控，在主控室内对机组进行运行管理，由三名主操作员和三名辅助操作员来完成。除启动、停止阶段的部分准备工作需辅助运行人员在就地协助检查外，机组的启动、停止、正常运行和异常工况处理均可在集中控制室完成。分散控制系统以21〞彩色液晶显示器、专用键盘、鼠标为单元机组主要监视和控制手段，电子设备间内配有TSI汽机监视系统，主控室内还配置汽包水位工业监视系统、505电调系统等，同时在DCS操作台上还配置了停机等的紧急操作按钮，以保证机组在紧急情况下安全停机。ETS汽机紧急跳闸系统纳入DCS控制系统。根据本期工程的实际情况每条线锅炉与中央控制室相距约200米。3.1DCS控制系统硬件设备要求3.1.1DCS控制系统的供货商应具有对本标书规定的水泥生产线余热发电工程厂进行承包、设计、制造和供货的成功经验。所提供的DCS控制系统至少应具有两套和两套以上在同类型水泥生产线余热发电工程厂中使用两年以上的运行业绩，经实践证明成熟可靠具有良好的性能及质量，乙方应提供有关资料证明。3.1.2DCS系统的控制器模件需冗余配置。3.1.3乙方供给的DCS系统应满足以下指标：系统可用率≥99.9％。系统精确度:输入信号±0.1%(高电平)；输入信号±0.2%(低电平)；输出信号±0.2％。抗干扰能力:共模电压不小于250V,，共模抑制比不小于90dB;串模电压为不小于60V，共模抑制比不小于60dB。数据库刷新周期,模拟量不大于采样周期,一般开关量不大于1秒。液晶显示器画面上数据的刷新周即1秒。从键盘发出指令到通道输出返回2.5~3秒。信号从通道板输入到液晶显示器上显示的总时间2.5~3秒。3.1.4系统裕度要求：3.1.4.1最繁忙时：主控制装置控制器CPU负荷率不大于60%；操作站CPU负荷率不共23页第5页大于40%；内部存储器占用容量不大于50%；外部存储器占用容量不大于40%。3.1.4.2I/O点裕量≥20％；I/O插件裕度≥10~15%；电源负荷裕量≥30~40%；通讯总线负荷率≯30~40%。3.1.5系统通讯要求：DCS系统预留与水泥窑中控室、化水系统配套的PLC通讯接口，电力监控系统等通讯的通讯接口。由乙方负责此DCS与原水泥生产线的DCS系统进行数据通讯，相互共享部分数据（具体数据量在技术联络会上商定），乙方负责本系统硬件和软件的实现（甲方给予必要的配合）。3.2人机接口人-机接口应包括操作员站，手动控制装置（M/A操作器，开关，按钮等）和工程师站。3.2.1操作员站3.2.1.1操作员站的基本功能如下：监视系统内每一个模拟量和数字量显示并确认报警显示操作指导建立趋势画面并获得趋势信息打印报表控制驱动装置自动和手动方式的选择调整过程设定值和偏置等3.2.1.2整个系统设置：DCS系统配置两个操作员站互备用。每个操作站都应具有独立组态并能互相切换而完成相同功能，以实现冗余配置，提高监控系统的可用率。操作员站应设计成控制台形式，其电子部件安装在操作员站内。操作控制台和操作系统应满足人性化设计。每台操作员站设置拟配置一套服务器，规格为：CPU:IntelPentium4以上；主频：2.8GHz/1M；处理器缓存：2.0GBECCDDR-2；硬盘：≥73GB(SCSI)内存≥512MB；光驱：DVD-ROM16XMAX；显示器:21英寸液晶显示器分辩率不小于1600x1200像素；工程师键盘、光电鼠标、工作台。配备专用操作员薄膜键盘。键盘上应不少于32个可自定义的操作键，MICROSOFTWINDOWS2000SERVER(5用户)标准版；一台黑白打印机（兼共23页第6页硬拷贝功能）。3.2.2工程师站3.2.2.1应提供一套台式工程师站，用于程序开发、系统诊断、控制系统组态、网络性能监测、程序的在线修改和无干扰上传下载、数据库和画面的编辑及修改。工程师站应能调出任一已定义的系统显示画面。在工程师站上生成的任何显示画面和趋势图等，均应能通过通讯总线加载到操作站上，操作员站要和工程师站功能操作实现实时同步更新。3.2.2.2工程师站应能通过通讯总线，既可调出系统内任一控制处理单元的系统组态信息和有关数据，还可使甲方人员将组态数据从工程师站上下载到各个集散处理单元和操作员站。此外，当重新组态的数据被确认后，系统应能自动地刷新其内存。3.2.2.3工程师站应包括站用处理器、图形处理器及能容纳系统内所有数据库、各种显示和组态程序所需的主存贮器，工程师站应提供光盘刻录设备作为数据备份手段，还应提供系统趋势显示所需的历史趋势缓冲器。3.2.2.4工程师站设置拟配置一套服务器，规格为：CPU:IntelPentium4以上；主频：2.8GHz/1M；处理器缓存：2.0GBECCDDR-2；硬盘：≥73GB(SCSI)内存≥512MB；光驱：DVD-ROM16XMAX；显示器:21英寸液晶显示器分辩率不小于1600x1200像素；工程师键盘、光电鼠标、工作台。配备专用操作员薄膜键盘。键盘上应不少于32个可自定义的操作键，MICROSOFTWINDOWS2000SERVER标准版；一台彩色打印机（兼硬拷贝功能）。3.3系统输入/输出通道3.3.1系统输入/输出通道数量,估计如下表（不含化水系统）。乙方可根据自己工作经验、根据冗余度进行考虑并可提出建议,供甲方参考。I/O测点清单测点类型主厂房窑头AQC远程I/O站窑尾SP远程I/O站TOTALAI(4～20mA)903020140AO(4～20mA)26412RTD602264TC10101030DI2447480398DO1101626152SOE1010TOTAL526138142806共23页第7页上列I/O数量包括工艺过程点数，不包括备用点、I/O分配产生的剩余点以及D