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浅谈DCS在火力发电使用中存在的问题及处理对策

0前言分散控制系统(DCS)于上世纪七十年代问世,经过三十年的应用、发展和完善,在工业过程控制领域占据了举足轻重的地位。我国自

0 前语
  涣散操控体系(DCS)于上世纪七十年代面世,通过三十年的运用、开展和完善,在工业进程操控范畴占有了无足轻重的位置。我国自上世纪八十年代中后期在成套引进发电机组上运用DCS以来,绝大多数发电企业尤其是大机组的出产进程操控,均选用了各型进口或国产DCS,为电力出产的安全、经济运转作出了很大奉献。
1 存在问题和处理方法
 尽管DCS选用先进技能,功用强大,但实践运用中,包含规划、设备、操作、办理和维护等环节,还存在许多问题。
 材料显现,因为DCS(包含DEH)原因引起热控维护误动而形成的机组跳闸在悉数热控维护误动中占很大份额,且跟着DCS许多运用有逐步增加之势。如我省100 MW以上机组2001年共产生热控维护误动41次,其间DCS原因为19次,占热控维护误动总数的46.3%;2002年在计算的24次热控维护误动形成机组跳闸中,DCS原因为13次,占热控维护误动总数的54.2%;2003年在计算的44次热控维护误动形成机组跳闸中,DCS原因为25次,占热控维护误动总数的56.8%。
 当时电力供应严峻,剖析并处理DCS在运用中呈现的各种问题关于确保机组安全、经济运转尤为重要。以下结合实例试进行讨论,希望能供给有利的学习。
  1.1 DCS自身原因
  1.1.1 早些投产而没有通过晋级改造的DCS功用不完善,有些DCS供货商或协作商或被吞并,或某类型停产而无法持续供给备件,形成DCS单个设备不可控或部分失效,这种状况有必要进行体系晋级或进行技能改造。
  1.1.2 DCS设备(包含配套设备)存在质量问题。
  1.1.2.1 硬件质量问题
 某300MW机组,正常运转中发电机出口开关、励磁开关跳闸,“调理器A柜退出运转”、“调理器B柜退出运转”报警信号宣布,机组解列。对ECS查看实验,发现操控A、B柜调理器的主操控器离线,与之冗余的操控器重启。剖析发现操控器主板晶振存在问题,联络制造厂予以悉数免费替换。

  要注重DCS的FAT工厂测验,派有经历的技能人员参加DCS出厂的功用测验和检验,争夺及早发现并处理问题,尽量防止在运转中产生问题。

 再如某300MW机组,运转中一切磨煤机跳闸,MFT动作,机组跳闸。剖析发现毛病原因是DCS选用集线器上的总通讯板毛病,导致与其通讯的一切操控器一起切换至备用。切换进程中,FSSS功用三个操控器误发磨煤机跳闸信号,后用CISCO集线器替换。

 关于DCS供货商在配套设备上的选型应提出要求或许规则产品类型,防止选用行将筛选或非主流产品。
 1.1.2.2 软件问题
  软件毛病一般较难发现,但软件引起的问题假如不能及时发现,不只会影响体系的作业,乃至会导致体系的瘫痪。
 
  某350MW机组,正常运转时9个操控器顺次发NTP报警,在尔后的七个半小时内,相继因操控器离线形成三台磨煤机跳闸和一台引风机动叶封闭。经剖析,是体系时钟误差堆集到必定程度后导致主、备时钟不同步,引起体系时钟紊乱,终究导致操控器离线,然后导致整个操控体系瘫痪。找制造商将软件晋级后正常。

 某200MW机组DCS选用UNIX操作体系,每台操作员站运转一段时间后都会产生因资源耗尽而死机,有必要定时查看体系资源,定时重启操作员站主机,影响机组正常运转。查看发现内存资源计数器不能自行复位,由DCS供货商为晋级运用程序后正常。

 任何软件即便通过测验也十分有或许存在各种BUG,据计算,初度编出的软件均匀每100-4000条指令就会呈现一个过错,这些过错需求在调试、试运,乃至到运转时才干连续被发现和改正。在平常的运转维护中,要仔细查看记载并剖析DCS相关的各种反常和缺点,发现与软件相关的问题后当即与供货商取得联络,将状况反应并加以处理。
  1.2 设备原因
  DCS进行设备时没有严厉按规程要求进行,技能上有缝隙,特别是体系接地、电缆(信号电缆和通讯电缆)敷设方面。
  1.2.1 体系接地欠好形成设备损坏
  某热电厂DCS在6月投用,夏日两次因为打雷损坏数块I/O模件端子板。查看电源体系均正常,后丈量DCS接地电阻,发现比调试时的记载数据大许多,再查看发现DCS接地至电气接地网的接线螺丝因为设备问题形成松动,处理后正常。
 
 要注重设备检验评定作业,在按要求完结各项设备目标测验和验评的一起,作好技能数据的记载、收拾、归档便于今后剖析比照。在现在用电严峻的状况下,许多项目在赶进展,更要抓好设备质量。
  1.2.2 电缆引进搅扰
 某200MW机组锅炉选用煤粉浓度作为热量调理反应信号,DCS改造后发现煤粉浓度信号有高频搅扰,形成给粉机主动调理不稳定,影响机组安全经济运转。经查看发现煤粉温度热电偶补偿导线没有运用屏蔽电缆,且与给粉机变频器电缆并行。后在小修中运用数采设备会集收集,用数字通讯方法通过屏蔽双绞线传输信号,改动走向,彻底消除了搅扰。

许多机组操控体系是改造为DCS的,对DCS呈现的反常状况应全面剖析,不能忽视外围设备的影响。
  1.3 DCS规划运用原因
  1.3.1 因为前史原因,某些体系规划仅用来代替惯例外表,资金投入少,难以发挥DCS技能优势,使机组安全性水平不高。
  某200MW机组DCS改造时因节省资金选用现场I/O,锅炉一切阀门电动设备接至长途I/O柜。因为一味考虑本钱,成果选用的长途I/O无法完结主操控器毛病冗余切换,使得锅炉电动阀门在单个操控器毛病或操控器切换时无法操作,存在较大安全危险,有必要花更多的资金来改造。

  在挑选DCS时,不但要调查DCS软硬件技能水平的先进性,更要调查体系装备的牢靠性,尽力使其满意机组安全运转的条件。
  1.3.2 对DCS不熟悉形成规划装备上的不合理
 如后备手操,一般DCS后备手操的装备有以下几种(见图1 ):

  (1) 在操作员站上进行手动操作,要求操作员站、通讯接口、主操控器、I/O模件都正常,具有必定的局限性。
  (2) 用后备手操通过I/O模件进行操作,所通过的环节较少,但依然要求I/O模件正常作业。
  (3) 用后备手操直接操作,后备手操直接输出信号去操控执行机构,即便I/O模件产生毛病依然能够操作。
  第1种为软手操,第3种为硬手操,而2种介于两种手操之间。重要设备应考虑后备硬手操,确保在DCS瘫痪时也能进行正常操作,有必要选用第3种方法,但许多电厂选用第2种方法,并不牢靠。
  此外,有些DCS工程技能人员在体系装备,I/O分配以及逻辑组态时,没有合理规划,形成操控器、网、操作员站负荷率较高,在运转中产生通讯阻塞而影响机组安全出产。
  1.3.3 规划过于粗豪,不切合实践,不能适应新的电力出产局势要求,乃至影响机组牢靠性和经济性。
  许多机组DCS的软件组态包含联锁维护逻辑、顺控逻辑以及主动操控战略照本宣科,生搬硬抄。因为设备状况、人员装备、运转方法等方面的差异,往往需求结合实践状况对操控思维和组态进行修正和优化。这种状况在选用进口DCS对国产机组改造时较为杰出。现在DCS规划特别是机组的监控逻辑一般由DCS供货商来完结,技能上更要严厉把关。
  1.3.3.1 机组维护逻辑规划组态存在危险
  某300MW机组运转带70%ECR负荷,因为炉内焚烧工况不稳定运转人员点油枪助燃,使炉膛压力高Ⅲ值引起MFT动作,机组跳闸。从现象初看为操作不妥,但剖析显现:焚烧不稳时有一台磨煤机呈现“层无火”而一向没有跳闸,随后另两台磨煤机也一起呈现了严峻焚烧不稳“层无火”现象,且都没有跳闸,使得炉膛在焚烧弱小状况下许多焚烧物集合。当投入油枪,当即引起锅炉爆燃,形成炉膛压力高Ⅲ值MFT动作。

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