用新华XDPS-400改造西屋WDPF的原因和经验

　　各位领导、各位专家：
　　
　　广州珠江电厂#1机组在2001年初，利用机组大修的时间完成了DCS一体化改造，取得了满意的效果。现在我就#1机组DCS改造情况向大家作一简要汇报：
　　
　　1．改造前设备状况
　　
　　广州珠江电厂装机4×300MW燃煤汽轮机发电组，#1机组1993年3月投入运行，三大主机由哈尔滨三大动力厂提供。采用亚临界中间再热自然循环汽包炉，单轴亚临界再热凝汽式汽轮机，中速磨正压直吹制粉系统，两台50%MCR汽动给水泵，一台50%MCR电动给水泵和40%高低压二级旁路。
　　
　　控制系统为八十年代中期水平，分散控制系统采用美国西屋公司WDPF-II系统，包括机/炉/电数据采集（DAS）、机/炉模拟量控制（MCS）功能，机/炉顺序控制（SCS）功能只能实现CRT/KB的远方控制，但所有的主辅机的联锁保护，程序控制等功能由常规继电器硬接线完成。FSSS系统采用美国福尼公司AFS-1000系统。DEH系统采用上海新华公司提供的DEH-III型高压抗燃油数字纯电调，DEH和DCS之间的联络信号采用硬接线。MEH系统也由上海新华公司提供。旁路控制系统采用瑞士苏尔寿公司AV6系统。汽轮机监视系统采用美国本特利公司的TSI-3300系统。国产ETS系统和定排、吹灰、空预器漏风、除灰、排渣、胶球清洗等程控系统由常规继电器或PLC硬接线完成。发-变组及厂用电电气设备的监控方式采用常规监控设备，部分参数进DCS作数据采集。
　　
　　2．改造的原因
　　
　　2.1备品配件费用可观
　　
　　由于控制系统由多家公司提供，软硬件均不能通用，造成备品配件的数量和品种较多。随着设备运行时间日益的增长，设备逐步老化引起的故障逐年增加，每年均需花费大量的人力物力进行设备系统的维护，设备返修费用高，每年的维护费用有不断增加的趋势。
　　
　　2.2由于原控制系统由几家设备构成，售后服务存在差距。
　　
　　2.3由于设计的控制系统技术水平不高，整体化程度差，各系统间未能很好解决数据通讯问题，采样数据不能共享。以现有的设备技术状况将很难甚至不可能实现大范围变负荷快速调峰时的机组自动协调控制，也不可能实现机组的自动启停控制。严重制约了自动控制系统调节水平的进一步提高。为适应当前电力市场竞争竞价上网以及电厂创"*"的要求，控制系统升级改造十分必要。
　　
　　项目立项后，我厂经过近一定的调研，决定采用"新华控制工程有限公司生产、开发的XDPS-400硬件及2.0版应用软件系统"来实现珠江电厂#1机组DCS系统一体化改造。
　　
　　3．改造的范围及目标
　　
　　3.1改造的范围
　　
　　#1机组的DCS一体化改造包括了热控的主要控制系统：CCS、BMS、DAS、ETS、DEH、MEH、SCS（含锅炉吹灰、定排、连排、空预器漏风控制、汽机二次滤网、小机就地盘、zui小流量阀、胶球清洗等程控系统）；原36套基地调节仪纳入DCS系统；取消原温度巡测仪，信息进入DCS；电气ECS系统（包括了电气220kV系统的监视和6kV和380V厂用电源系统的操作和监视）；集控室内设备全部改造：取消BTG盘、操作员站，设置大屏幕显示系统，两台工业电视和9个硬接线操作按钮，设置了语音报警系统。
　　
　　原现场一次仪表及元件除基地式调节系统执行器的气动阀门定位器改为电/气阀门定位器外，基本不变，维持原有状况。
　　
　　3.2改造的目标
　　
　　DCS系统达到机组级程控分阶段启停水平，通过Aus（AutoUnitSequence）顺控系统，根据机组不同工况（冷态，热态，极热态）采用相应的顺序控制逻辑，实现从系统清洗，锅炉上水，建立风烟，锅炉点火，给水旁路和主路互相切换，单冲量和三冲量的互相切换，汽机自动冲转升速，阀切换自动并网带负荷，厂用电切换，小机自启停、高、低加自投入等自动控制。
　　
　　改造后，DCS系统通过以太网与MIS系统相接。DCS所有测点都可送进MIS系统，MIS系统可通过浏览器方式显示实时测点信息。单元控制室内布置大屏幕显示器及新操作员站。火焰工业电视与水位电视采用纯平彩色CRT独立显示。汽包电接点水位计信号直接进入DCS在CRT上显示。大屏幕具有操作员站所有画面显示功能，包括流程图显示、趋势显示，报警等，还可显示水位、软报警光字牌等。
　　
　　4．精心组织，精心施工
　　
　　整个DCS系统的改造工程由上海新华公司技术负责，广东省电力设计院设计，电厂负责施工过程的总协调和控制电缆敷设、机柜等设备的拆装施工以及控制系统的调试。由于工作量大且时间紧张，我们采取向兄弟电厂借技术施工人员的方式来解决这个问题。同时，从规范管理的角度考虑，我们聘请了淮南中发电力有限公司作为质量监理单位，为整个工程提供质量监督。
　　
　　珠江电厂#1机组DCS一体化改造从2001年2月1日开始，至2001年4月6日机组大修完工，历时65天，4月9日机组启动一次并网成功，转入自动控制系统的调试投运工作。4月25日协调控制系统投入运行。5月21~22日，DEH试验测定汽机阀门流量曲线，24日，根据实测的曲线修正参数后做阀门切换试验，效果理想。5月30日完成5台磨煤机跳闸1台的变工况试验。6月1日完成5台磨煤机跳闸2台的变工况试验。6月5日完成单台汽动给水泵跳闸的扰动试验。10月25日，通过运行、机务检修、热控等各方共同努力，燃烧器摆角自动成功投入。
　　
　　自此在系统功能上，保护已经全部投运，投入率；自动调节系统共100套，投入率；DAS测点全部投入，投入率。*阶段的功能目标已经全部实现。下一阶段将要进行RB工况和AUS系统（即机组级程控分阶段自动启停系统）逻辑的试验以及调节性能进一步优化与性能计算的完善。
　　
　　5．DCS系统运行情况评价
　　
　　自4月9日开机以来，机组运行情况基本正常，控制系统稳定，整个调试期间没有发生过由于系统或调试原因引起的跳机故障。通过近一年多的运行，我们认为XDPS-400系统和原系统相比具有以下特点：
　　
　　5.1各子系统采用相同的软硬件平台，联接在同一条信息高速公路上，简化了各子系统之间的接口，可以方便地实现各子系统之间的信息共享，这样就省去了大量的系统内部电缆，不仅节省了接口硬件的费用，也方便了维护。
　　
　　5.2取消了原来分散在BTG盘上的硬把手操作，采用相同的人机接口站，将工艺流程显示在CRT上，设备在工艺系统中的位置及状态一目了然，所有操作都可在CRT上用软手操完成，方便了运行人员对机组的集中监控。
　　
　　5.3原系统的SCS控制是由继电器搭成的硬逻辑，系统接线复杂，且逻辑修改困难；如设备发生跳闸，原因也很难查找，系统维护不便。改造后，设备所有的状态信号及联锁、跳闸条件都可由计算机记录，便于事故分析。由于是采用计算机组态，控制逻辑修改简便，无需增加任何硬件费用。
　　
　　5.4电气的控制纳入DCS系统，增加了对这些设备的监控手段，也使得机组级的程控启停成为可能。
　　
　　XDPS-400系统在我厂运行的这段时间里也出现了一些问题，有一些还有待解决，比如：运行中DPU初始化、DPU掉站、OPU在无人操作的情况下出现画面缩小等。我厂今年3月份完成的#3机组DCS系统改造中，采用了新华公司2.05R版软件，新华公司承诺可以解决以上问题，实际效果有待进一步观察。RB工况和AUS系统（即机组级程控分阶段自动启停系统）逻辑的试验以及性能计算等功能还没有实现，调节性能还需进一步优化。由于时间短，可能有些问题还没有暴露，但是，从整体上看，#1机组DCS改造还是成功的，使我厂自动化水平向前提高了一步。