1000 MW超超临界二次再热机组控制系统选型与配置

侯新建，秦 宇（华东电力设计院有限公司，上海 200063）



1000 MW超超临界二次再热机组控制系统选型与配置

侯新建，秦 宇
（华东电力设计院有限公司，上海 200063）

摘要：本文介绍了泰州1000 MW二次再热超超临界机组控制系统范围、选型，以及机组分散控制系统配置（I/ O及控制器等），旨在为工程设计提供参考借鉴。

关键词：1000 MW；二次再热；机组控制系统；选型；配置。

目前国内1000 MW二次再热超超临界机组工程建设已经展开，需要对这种先进的高效率低排放的大机组控制系统选型及配置进行研究。机组控制系统的选型及配置是否合理、先进，关系到机组的安全可靠运行和电厂的自动化水平能否适应管理的需要。本文介绍了泰州1000 MW二次再热超超临界机组（下文简称“本项目”）机组控制系统范围、选型，以及机组分散控制系统配置（控制器及I/O设置等）。

1 主辅机设备概述

锅炉为上海锅炉厂有限公司超超临界变压运行燃煤直流、二次再热、单炉膛、平衡通风、露天布置、全悬吊钢结构、塔式锅炉；采用内置式汽水分离器、带再循环泵的启动旁路系统；制粉系统正压直吹式系统，每台锅炉配置6台中速磨煤机；采用二级烟气余热利用。

汽轮机为上海汽轮机厂超超临界、单轴、二次中间再热、五缸四排汽、10级回热抽汽、凝汽式汽轮机，采用全周进汽方式，设有2个全开全关型超高压主汽门、2个全行程可调超高压调节门、2个全开全关型高压主汽门、2个全行程可调高压调节门、2个全开全关型中压主汽门、2个全行程可调中压调节门，无补汽阀，无调节级。给水系统配2台50%BMCR容量的汽动给水泵；旁路系统由100%BMCR容量的高压旁路、启动工况最大主蒸汽流量加减温水流量的中、低压旁路的三级旁路组成。发电机为上海发电机厂水-氢-氢冷却、无刷励磁发电机。

2 机组控制系统范围

机组控制系统主要由机组分散控制系统（Distributed Control System， DCS）、汽机数字电液控制系统（Digital Electric Hydraulic Control System， DEH）/汽机紧急跳闸系统（Emergency Trip System， ETS）、给水泵汽机电液控制系统（Micro Electro-Hydraulic Control System， MEH）/给水泵汽机紧急跳闸系统（Micro Emergemcy Trip System， METS）等组成。

机组DCS范围包括锅炉及其辅机、汽轮发电机组除了DEH/ETS外的系统及其辅机、厂用电和发变组、循环水泵房、脱硝烟气吸收部分等。DEH/ETS包括汽轮机转速、应力和负荷控制、润滑油系统、顶轴油系统、汽封系统、本体疏水系统、高压抗燃油系统、高排通风阀、抽汽逆止阀、低压缸喷水系统、盘车、以及发电机氢、油、水系统的监测和控制等。MEH/METS包括给水泵汽机的转速等监控，并纳入机组DCS。

3 机组控制系统选型

机组DCS采用北京国电智深控制技术有限公司EDPF-NT PLUS分散控制系统，每台机组配置54对冗余EDPF-DPU控制器，公用系统配置4对冗余EDPF-DPU控制器。

本项目为全新的二次再热机组，汽轮机增加了一个中压缸和两个调门等参与控制，启动和甩负荷等更加复杂，势必增加控制器的负荷率。因此从安全可靠性考虑，DEH/ETS采用了上海汽轮机有限公司配套提供的西门子SPPA-T3000分散控制系统，并配置4对冗余AS414PG控制器、FM458超高性能处理器、ADDFUM快速处理模件。

MEH/METS采用上海汽轮机有限公司配套提供的北京国电智深控制技术有限公司EDPF-NT PLUS分散控制系统，配置2对冗余EDPF-DPU控制器。

4 机组分散控制系统配置

4.1 I/O设置原则

I/O的设置满足以下要求：

（1） 冗余I/O信号配置在不同的I/O模件。

（2） 并列或主/备设置的工艺系统或设备，其各自的I/O信号分别配置在不同I/O模件上。对多层或多台互备设置的工艺系统或设备，其各自的I/O信号分组分散配置到几个I/O模件上。

（3） 几个重要控制回路的I/O信号不配置在同一个I/O模件上。

（4） 控制器之间重要保护及联锁信号为硬接线I/O。

（5） 用于触发机组跳闸保护的输入信号不通过其他控制器处理后送至保护控制器，而直接送入相应的保护控制处理器。

（6） 被控对象I/O点设置。

典型被控对象I/O点设置见表1。

表1 被控对象的I/O设置

4.2 I/O数量

机组DCS的I/O信号数量见表2。

表2 机组DCS的I/O数量

4.3 控制器设置原则

控制处理器的设置满足以下要求：

（1） 机组跳闸保护采用独立的控制处理器完成。

（2） 并列或主/备配置的工艺系统或设备的控制、保护功能设置在不同的控制处理器中；多层或多台互备设置的工艺系统或设备适当分组配置到几个控制处理器中。

（3） 重要模拟量控制回路适当分散配置在不同控制处理器中；影响同一重要参数的控制回路（如主蒸汽一级和二级减温控制），配置在不同的控制处理器中。

（4） 电气发变组和高、低压厂用电源系统设置独立控制器；A、B段厂用电配置在不同的控制处理器中。

4.4 控制器配置

机组DCS控制处理器配置见表3。

表3 机组DCS控制处理器配置

续表3

5 结语

泰州1000 MW二次再热超超临界机组为国内外首台1000 MW二次再热超超临界机组，与1000 MW一次再热超超临界机组相比热力系统有一定变化，机组控制系统I/O、控制器等有一定的增加。在工程设计过程中，机组控制系统的选型及配置应结合二次再热等特点反复论证，既要确保机组安全经济运行，又要具有先进的自动化水平。就现阶段而言，对于汽轮机厂采用专用装置控制的系统，如DEHETS由制造厂配供更为合理，以确保机组的安全可靠性。今后应着力于DEHETS与机组DCS一体化，以进一步优化控制结构。

参考文献：

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［2］ 毕建惠.邹县电厂四期工程1000 MW超超临界机组控制系统配置方案探讨［J］.电力设备，2008（1）.

［3］ 杭莉莉.超超临界机组自动化成套控制系统总体规划设计研究［J］.华东电力，2010（7）.

［4］ 张方炜，等.超临界火力发电机组二次再热技术研究［J］.电力勘测设计，2013（3）.

［5］ Q/DG 1-K004-201，火力发电厂机组分散控制系统设计导则［S］.

中图分类号：TM621

文献标志码：A

文章编号：1671-9913（2016）02-0010-04

* 收稿日期：2016-02-17

作者简介：侯新建（1978- ），男，江苏新沂人，硕士，高级工程师，从事电厂热控设计工作。

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.