1000 MW超超臨界二次再熱機組控制系統選型與配置

侯新建，秦 宇（華東電力設計院有限公司，上海 200063）

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1000 MW超超臨界二次再熱機組控制系統選型與配置

侯新建，秦 宇
（華東電力設計院有限公司，上海 200063）

摘要：本文介紹了泰州1000 MW二次再熱超超臨界機組控制系統范圍、選型，以及機組分散控制系統配置（I/ O及控制器等），旨在為工程設計提供參考借鑒。

關鍵詞：1000 MW；二次再熱；機組控制系統；選型；配置。

目前國內1000 MW二次再熱超超臨界機組工程建設已經展開，需要對這種先進的高效率低排放的大機組控制系統選型及配置進行研究。機組控制系統的選型及配置是否合理、先進，關系到機組的安全可靠運行和電廠的自動化水平能否適應管理的需要。本文介紹了泰州1000 MW二次再熱超超臨界機組（下文簡稱“本項目”）機組控制系統范圍、選型，以及機組分散控制系統配置（控制器及I/O設置等）。

1 主輔機設備概述

鍋爐為上海鍋爐廠有限公司超超臨界變壓運行燃煤直流、二次再熱、單爐膛、平衡通風、露天布置、全懸吊鋼結構、塔式鍋爐；采用內置式汽水分離器、帶再循環泵的啟動旁路系統；制粉系統正壓直吹式系統，每臺鍋爐配置6臺中速磨煤機；采用二級煙氣余熱利用。

汽輪機為上海汽輪機廠超超臨界、單軸、二次中間再熱、五缸四排汽、10級回熱抽汽、凝汽式汽輪機，采用全周進汽方式，設有2個全開全關型超高壓主汽門、2個全行程可調超高壓調節門、2個全開全關型高壓主汽門、2個全行程可調高壓調節門、2個全開全關型中壓主汽門、2個全行程可調中壓調節門，無補汽閥，無調節級。給水系統配2臺50%BMCR容量的汽動給水泵；旁路系統由100%BMCR容量的高壓旁路、啟動工況最大主蒸汽流量加減溫水流量的中、低壓旁路的三級旁路組成。發電機為上海發電機廠水-氫-氫冷卻、無刷勵磁發電機。

2 機組控制系統范圍

機組控制系統主要由機組分散控制系統（Distributed Control System， DCS）、汽機數字電液控制系統（Digital Electric Hydraulic Control System， DEH）/汽機緊急跳閘系統（Emergency Trip System， ETS）、給水泵汽機電液控制系統（Micro Electro-Hydraulic Control System， MEH）/給水泵汽機緊急跳閘系統（Micro Emergemcy Trip System， METS）等組成。

機組DCS范圍包括鍋爐及其輔機、汽輪發電機組除了DEH/ETS外的系統及其輔機、廠用電和發變組、循環水泵房、脫硝煙氣吸收部分等。DEH/ETS包括汽輪機轉速、應力和負荷控制、潤滑油系統、頂軸油系統、汽封系統、本體疏水系統、高壓抗燃油系統、高排通風閥、抽汽逆止閥、低壓缸噴水系統、盤車、以及發電機氫、油、水系統的監測和控制等。MEH/METS包括給水泵汽機的轉速等監控，并納入機組DCS。

3 機組控制系統選型

機組DCS采用北京國電智深控制技術有限公司EDPF-NT PLUS分散控制系統，每臺機組配置54對冗余EDPF-DPU控制器，公用系統配置4對冗余EDPF-DPU控制器。

本項目為全新的二次再熱機組，汽輪機增加了一個中壓缸和兩個調門等參與控制，啟動和甩負荷等更加復雜，勢必增加控制器的負荷率。因此從安全可靠性考慮，DEH/ETS采用了上海汽輪機有限公司配套提供的西門子SPPA-T3000分散控制系統，并配置4對冗余AS414PG控制器、FM458超高性能處理器、ADDFUM快速處理模件。

MEH/METS采用上海汽輪機有限公司配套提供的北京國電智深控制技術有限公司EDPF-NT PLUS分散控制系統，配置2對冗余EDPF-DPU控制器。

4 機組分散控制系統配置

4.1 I/O設置原則

I/O的設置滿足以下要求：

（1） 冗余I/O信號配置在不同的I/O模件。

（2） 并列或主/備設置的工藝系統或設備，其各自的I/O信號分別配置在不同I/O模件上。對多層或多臺互備設置的工藝系統或設備，其各自的I/O信號分組分散配置到幾個I/O模件上。

（3） 幾個重要控制回路的I/O信號不配置在同一個I/O模件上。

（4） 控制器之間重要保護及聯鎖信號為硬接線I/O。

（5） 用于觸發機組跳閘保護的輸入信號不通過其他控制器處理后送至保護控制器，而直接送入相應的保護控制處理器。

（6） 被控對象I/O點設置。

典型被控對象I/O點設置見表1。

表1 被控對象的I/O設置

4.2 I/O數量

機組DCS的I/O信號數量見表2。

表2 機組DCS的I/O數量

4.3 控制器設置原則

控制處理器的設置滿足以下要求：

（1） 機組跳閘保護采用獨立的控制處理器完成。

（2） 并列或主/備配置的工藝系統或設備的控制、保護功能設置在不同的控制處理器中；多層或多臺互備設置的工藝系統或設備適當分組配置到幾個控制處理器中。

（3） 重要模擬量控制回路適當分散配置在不同控制處理器中；影響同一重要參數的控制回路（如主蒸汽一級和二級減溫控制），配置在不同的控制處理器中。

（4） 電氣發變組和高、低壓廠用電源系統設置獨立控制器；A、B段廠用電配置在不同的控制處理器中。

4.4 控制器配置

機組DCS控制處理器配置見表3。

表3 機組DCS控制處理器配置

續表3

5 結語

泰州1000 MW二次再熱超超臨界機組為國內外首臺1000 MW二次再熱超超臨界機組，與1000 MW一次再熱超超臨界機組相比熱力系統有一定變化，機組控制系統I/O、控制器等有一定的增加。在工程設計過程中，機組控制系統的選型及配置應結合二次再熱等特點反復論證，既要確保機組安全經濟運行，又要具有先進的自動化水平。就現階段而言，對于汽輪機廠采用專用裝置控制的系統，如DEHETS由制造廠配供更為合理，以確保機組的安全可靠性。今后應著力于DEHETS與機組DCS一體化，以進一步優化控制結構。

參考文獻：

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［2］ 畢建惠.鄒縣電廠四期工程1000 MW超超臨界機組控制系統配置方案探討［J］.電力設備，2008（1）.

［3］ 杭莉莉.超超臨界機組自動化成套控制系統總體規劃設計研究［J］.華東電力，2010（7）.

［4］ 張方煒，等.超臨界火力發電機組二次再熱技術研究［J］.電力勘測設計，2013（3）.

［5］ Q/DG 1-K004-201，火力發電廠機組分散控制系統設計導則［S］.

中圖分類號：TM621

文獻標志碼：A

文章編號：1671-9913（2016）02-0010-04

* 收稿日期：2016-02-17

作者簡介：侯新建（1978- ），男，江蘇新沂人，碩士，高級工程師，從事電廠熱控設計工作。

Selection and Configuration of Control System in 1000 MW Ultra-supercritical Second Reheat Units

HOU Xin-jian， QIN Yu
（East China Electric Power Design Institute Co.， Ltd.， Shanghai 200063， China）

Abstract:This paper introduces Taizhou 1000MW double reheat ultra supercritical unit control system range，selection， as well as units distributed control system configuration （I/O and controller， etc.）， in order to provide references in engineering design.

Key words:1000 MW； double reheat； unit control system； selection； configuration.