新华XDPS-400+系统在300MW机组中的应用.docx

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1、新华XDPS-400+系统在300MW机组中的应用1机组现状分析*奥华发电有限责任公司#5机组为1987年投产的300MWo其中锅炉型号为SG-1025/16.7型的直流燃煤锅炉,露天布置，一次中间再热，燃烧器为直流式，五层四角布置，切向燃烧。过热汽温采用二级喷水减温调节，再热汽温采用烟气再循环调节方式为主，备有微量喷水开展细调，同时,还有事故喷水保护。空气预热器采用旋转式，送、引风机采用可调轴流式动叶，机组共有3台给水泵，2台为汽动泵，单泵容量均为50%ECRo汽轮机为N300-16.7/537/537型单轴超高压再热凝汽式。(1)该机组DCS系统原采用WDPF(西屋)的一代产品。运行时间已

2、经超过16年，设备老化现象严重，系统故障率日益提高。系统的增容性不强，部分工作站已处于带故障运行状态。(2)该机组调速系统于20*年改为*汽轮机厂的高压纯电调系统，其控制部分采用WDPF(西屋)的OVatiOn系统。系统自改造以来，运行状况良好。(3)锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)采用美科尼公司的AFSTOOO燃烧管理系统。设备同样存在严重老化，备品、备件难以购买的问题。(4)给水泵汽轮机调速系统采用*Foxboro公司的SPE-200模拟量组装仪表，系统可控性较差，不利于开展有效的监视。2设计原则(1)采用新华公司的XDPS-400系统代替原来的WDPF系统机分散控制系统。(2)取消机组原

3、有的机、炉、电辅助控制盘，以先进的分散控制系统1.CD/键盘为机组的监控中心，对机组的控制系统重新开展设计。(3)取消给水泵调速系统原有的SEEC-200模拟量仪表，由分散控制系统实现小汽轮机的控制功能。(4)取消原锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)的AFSToO0,由改造的分散控制系统实现原有功能。(5)将发电机变压器组及厂用电系统的监视控制纳入新改造的分布式控制系统。3设计方案(1) #5、#6机组为容量、性能比较一致的两台300MW机组，其设备现状基本一样，都需要开展升级改造，故在设计方案中。首先设计将两台机组改造为同样的DCS控制系统，在中央控制室的布局上按照两机一控的布置方式，将原来#

4、5、#6机组的控制室合二为一，集中管理。(2)根据机组现状以及设计原则，新华XDPS400CS系统在#5机组应用中，共设计有6000多个I/O点，系统配有22对DPU,按功能划分为FSSS.协调、风烟、锅炉/汽温、制粉/辅汽、凝结水、电泵/给水、汽泵、高加/除氧器、汽机本体/监测/汽机旁路、发电机、ESC、MEH共13个部分，具体分布如图1所示。(3)系统共设计有5个操作员站，因为DEH系统的操作员站需单独放置于控制室，实际有4台操作员站布置在控制室，另外1台布置在工程师室。同时，系统还配置有1台工程师站，1台历史站，2台网关GTW.1台MlS接口站及2台公用系统站。(4)根据设计原则，机组.

5、FSSS系统、MEH系统、ECS系统、旁路系统的主要功能全部由新华XDPS-400系统来实现。(5)为了合理利用资源，节约成本，系统共设置了6个远程I/O站，分别是发电机远程I/O站，汽机本体远程I/O站，锅炉#1远程I/O站、锅炉#2远程I/O站、锅炉#3远程I/O站、灰渣泵房远程I/O站。远程I/O站的设立，不但节约了大量的电缆成本，而且在以后的运行中，使系统增加测点变得更加容易。4系统主要功能新华XDPS-400是一个融计算机、网络、数库、信息技术和自动控制技术为一体的工业信息技术产品。系统具有开放式构造、模块化设计技术，合理的软硬件配置和易于扩展的特点。(1)先进、完善、可靠的数据采集

6、功能。新华XDPS-400系统每个DPU可同时挂载8个I/O站，每个I/O站最大可管理12个I/O模块，DPU与I/O之间采用高速I/O总线，I/O总线为冗余设置。硬件设备安全可靠，负载能力强，可支持最大模拟量I/O点为536点，开关量为3072点的远程I/O站。(2)高性能DPU及强大的功能模块。XDPS-400系统核心控制器具有高速、高可靠性、负载能力强的特点。每个DPU有2个独立的网络通讯接口，通讯速率高达100Mbps。DPU算法功能块简单、实用，具有各种专用模块。同时，系统还具有强大的宏功能控制模块,例如：带前馈的PlD模块、模糊控制模块等。用户还可以根据自身需要，利用高级编程语言开

7、展功能块组态。通过标准总线和网络，串行口使用不同的I/O驱动，可连接不同型号的I/O卡件和现场智能仪表。同时，XDPS-400还支持虚拟DPU功能,使XDPS-400能适应各种控制应用场合。(3)人性化的人机操作界面。XDPS-400系统采用WindoWS2000操作系统平台，可以直接、实时获得生产过程中的相关数据，易于操作和管理。(4)强大的历史记录功能。xDPS-400系统能够提供系统所有点的实时趋势显示，每个实时趋势曲线包括600个历史趋势值。除了提供所有I/O点、过程点的历史趋势外,运行操作记录及功能块参数变化等都可以得到有效监控。(5)先进的报表生成系统。XDPS-4004,可以按照

8、不同用户的不同需求，制定周期性报表、事件性报表、触发性报表及小指标报表。(6)安全、快速、稳定的通讯系统。XDPS系统主干网采用双环、冗余、容错的快速以太网，称为RTFNET,负责实时信息的广播、报警等，非实时信息的快递、文件打印等也采用快速以太网，称为INFNET。同时，系统还有DPU与I/O之间的通讯网络，RTFNET与远程控制之间的通讯网络，所有网络均采用冗余配置。RTFNET作为XPPS-400系统的核心主干网，其核心的部件交换机采用德国Hirchmann工业以太网交换机，通过交换机上的监测开关来控制节点的开、关状态。由于采用双环构造，每个环上的交换机都独立工作，并支持全双工模式。5使

9、用效果分析该公司#5机组DCS控制系统改造为新华XDPS-400以来，机组安全性以及效率都得到了很大的提高，系统运行稳定，各控制功能运行正常，运行人员的操作大大减少，为机组减员增效提供了有力保障。(1)机组自动化水平大大提高。系统改造前，自动调节系统投入率只能到达96%,改造后的自动投入率到达了100%,实现了机组一次调频、AGC,为电网的安全运行提供了保障。(2)机组顺控(SCS)功能得到了加强。除了功能级以及辅机的顺控可以有效投人外，一些机组级的顺控也开展了成功的调试。切分这一直流锅炉启动过程中的复杂操作也在机组级顺控中开展了有效的调试。(3)系统运行稳定，大大减少了维护工作量。改造后的系

10、统硬件质量、网络通讯可靠，软件组态方便，给设备维护带来了便利，使机组运行更加稳定、安全。(4)完善的历史记录功能给机组的事故分析带来了很大的便利。改造后的系统不但可以对所有的I/O点和中间点开展历史数据分析，还有完善的操作员记录功能以及组态记录功能，对DCS系统出现的一些细微变化都可以开展有效的监控。(5)运行操作方便、直观，便于培训。采用Windows2000中文版作为系统的操作平台，可以使运行人员结合个人PC机开展操作培训，大大增加了培训效果。6存在问题由于改造过程中时间比较仓促，设计方案的审查投入人力不够。系统改造后还存在以下问题：(1)机组级的顺序控制系统因为机组停运时机较少,没有开展完整的试验，对可能存在的问题还没有开展有效的检查。(2) DEH系统没有与DCS系统实现通讯，两个系统之间的连接全部由硬接线完成，造成了DCS系统操作员站的资源过剩，不利于系统以后的升级改造。(3) RTENET环形网络的交换机过于分散，不利于系统日常的设备巡查。RTFNET环形网络分布于距离较远的DPU机柜，给维护人员日常巡查带来不变。