黔北電廠4×300MW工程是我國“西電東送”規(guī)劃中的重點工程之一，該工程#3、4機組DCS采用的是我公司SmartPro分布式控制系統(tǒng)。在公司各級領(lǐng)導(dǎo)、專家的關(guān)心指導(dǎo)下，經(jīng)黔北項目組全體工程人員的共同努力，黔北電廠#3機組于2004年3月1日16時順利通過168小時滿負(fù)荷試運行，這標(biāo)志著該機組整體調(diào)試工作已圓滿結(jié)束，達到了交付試生產(chǎn)的條件。3月12日，在黔北電廠現(xiàn)場召開了第二次啟委會，與會的領(lǐng)導(dǎo)和專家一致審議通過將黔北電廠#3機組正式交付試生產(chǎn)。

一、工程概況：

    黔北電廠位于貴州省畢節(jié)地區(qū)金沙縣境內(nèi)，廠址距金沙縣城3公里，距遵義市約90公里，326國道遵義至金沙段從廠址西北側(cè)通過。
    黔北電廠(4×300MW)新建工程，由貴州西能電力建設(shè)有限公司負(fù)責(zé)工程的全面建設(shè)管理，貴州電力建設(shè)二公司承擔(dān)工程的安裝施工，西南電力設(shè)計院承擔(dān)工程設(shè)計，河南立新監(jiān)理公司承擔(dān)主體工程監(jiān)理，黔北電廠負(fù)責(zé)設(shè)備運行，貴州電力試驗研究院負(fù)責(zé)機組整套啟動調(diào)試。
    黔北電廠#3、4機組汽輪機、鍋爐、發(fā)電機分別由東方汽輪機廠、東方鍋爐廠、東方電機廠制造，熱控系統(tǒng)采用北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司生產(chǎn)的SmartPro分散控制系統(tǒng)（DCS）。
主要設(shè)備系統(tǒng)概況：
    鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)：黔北電廠4×300MW工程#3、4機組鍋爐是東方鍋爐廠按照美國福斯特?惠勒能源公司許可證轉(zhuǎn)讓的“W”型火焰鍋爐引進技術(shù)設(shè)計制造的，該鍋爐為亞臨界壓力中間一次再熱自然循環(huán)汽包爐。鍋爐型號為：DG1025/18.2―Ⅱ15，鍋爐為雙拱形單爐膛，燃燒器布置在前后拱上，火焰呈“W”型。鍋爐為倒“U”型布置，尾部雙煙道結(jié)構(gòu)，采用煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫，固態(tài)排渣，全鋼構(gòu)架全懸吊結(jié)構(gòu)，平衡通風(fēng)，露天布置。設(shè)計及校核煤種均為金沙無煙煤。
    過熱蒸汽調(diào)溫采用二級噴水減溫方式；再熱蒸汽調(diào)溫采用煙氣擋板調(diào)節(jié)方式，同時設(shè)有噴水減溫器以備事故時保護再熱器。
    制粉系統(tǒng)配4臺福斯特惠勒技術(shù)生產(chǎn)D-11D型雙進雙出球磨機，構(gòu)成正壓直吹制粉系統(tǒng)，每磨配2臺可稱重和調(diào)速的給煤機，型號為GM-BSC21-26，系沈陽華電電站裝備有限公司引進技術(shù)制造，制粉系統(tǒng)的密封風(fēng)獨立于一次風(fēng)外，采用2臺獨立的密封風(fēng)機供給（一臺運行一臺備用）。
    鍋爐共配有24個按FWEC公司技術(shù)設(shè)計制造的雙旋風(fēng)筒濃淡分離式煤粉燃燒器，錯列布置在鍋爐下爐膛的前、后拱上，每只燃燒器配備一只簡單機械霧化式油槍，單支油槍出力為0.86t/h，燃用#0輕柴油，點火系統(tǒng)采用點火槍及高能點火器，全部24支油槍點燃可帶30%MCR負(fù)荷。  
    送風(fēng)系統(tǒng)采用2臺動葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機，2臺三分倉一、二次風(fēng)分隔回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，2臺離心式一次風(fēng)機。
    煙氣系統(tǒng)采用2臺靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機、2臺雙室三電場靜電除塵器。

鍋爐主要參數(shù)如下：
                               ECR工況       MCR工況
過熱蒸汽流量（t/h）：            900.7          1025
過熱蒸汽壓力（MPa）：            17.27          17.4
過熱蒸汽溫度（℃）：             540            540
再熱蒸汽流量（t/h）：            754.1          851.3
再熱蒸汽進口壓力（MPa）：        3.38           3.808
再熱蒸汽出口壓力（MPa）：        3.22           3.632
再熱蒸汽進口溫度（℃）：         315.8          331.4
再熱蒸汽出口溫度（℃）：         540            540
汽包壓力（MPa ）：               18.31          18.8
給水溫度（℃）：                 270.2          280
熱風(fēng)溫度（一次/二次）（℃）：     325/336        327/340
排煙溫度（修正前/修正后）（℃）： 124/117        127/120 
鍋爐效率（低位發(fā)熱量）（%）：     91.68          91.47

    汽輪機設(shè)備及系統(tǒng)：黔北電廠#3、4機組汽輪機采用的是東方汽輪機廠生產(chǎn)的N300-16.7/537/537-8型亞臨界一次中間再熱，單軸雙缸雙排汽，高、中壓合缸，低壓缸對稱分流式凝汽式汽輪機。
    采用兩級串聯(lián)旁路系統(tǒng)，旁路裝置容量為30%鍋爐MCR流量。
    高壓給水系統(tǒng)為單元制，3臺高壓加熱器采用大旁路，每臺機組設(shè)置2臺50%容量的汽動給水泵和1臺50%容量的電動調(diào)速給水泵（給水泵小汽機為東汽廠產(chǎn)品，給水泵為沈陽水泵廠產(chǎn)品）,給水系統(tǒng)主管路上不設(shè)調(diào)節(jié)閥，采用給泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)給水量，另設(shè)20%BMCR容量的給水旁路調(diào)節(jié)閥，供啟動時和低負(fù)荷時使用。
    回?zé)岢槠到y(tǒng)采用八級非調(diào)整抽汽，一、二、三級抽汽分別供三個高加，四級抽汽供除氧器和汽動給水泵小汽機，五、六、七、八級抽汽供四臺低加，其中二、四級抽汽各引一汽源到輔助蒸汽聯(lián)箱。

汽機主要參數(shù)如下：
ECR工況        MCR工況
功率（MW）：                        300             330
主汽門前蒸汽壓力（MPa ）：          16.7            16.7
主汽門前蒸汽溫度（℃）：            537             537
再熱蒸汽進汽閥前壓力（MPa ）：      3.181           3.422
再熱蒸汽進汽閥前溫度（℃）：        537             537
主蒸汽流量（t/h）：                 899.6           973.8
再熱蒸汽流量（t/h）：               750.8           808.625
排汽壓力（kPa ）：                  5.8             5.8
冷卻水溫（℃）：                    22              22
給水溫度（℃）：                    271.4           276.4
熱耗（kJ/kWh）：                    7891            7890
排汽量（t/h）：                     545.569         582.995
轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向（從機頭看）：          順時針方向
發(fā)電機轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速（r/min）：   1370
低壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速（r/min)：     1688
高中壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速（r/min)：   1750
發(fā)電機轉(zhuǎn)子二階臨界轉(zhuǎn)速（r/min）：   3517
低壓轉(zhuǎn)子二階臨界轉(zhuǎn)速（r/min)：     3654

小汽輪機主要參數(shù)如下：
型號：              G3.6-0.78(8)-1
型式：              單軸、單缸、新汽內(nèi)切換、凝汽式汽輪機
鉻牌功率：          3600 kW
額定功率：          3392 kW（對應(yīng)主機額定工況，配KSB系列給水泵）
額定轉(zhuǎn)速：          5337 r/min
進汽壓力：          0.786MPa；進汽溫度：339℃
排汽口壓力：        7.06 kPa
主機凝汽器壓力：    5.8kPa
新蒸汽壓力：        16.67MPa
新蒸汽溫度：        537℃
調(diào)速范圍：          3000-5337 r/min

    小汽機有高低壓兩個汽源，兩個汽源可自動逐漸切換，正常汽源為主機的四段抽汽，當(dāng)負(fù)荷低于40%時開始切換用新蒸汽，到負(fù)荷低于20%時低壓汽源全關(guān)；另有高溫輔助蒸汽聯(lián)箱來的輔助汽源供調(diào)試用。
    發(fā)電機設(shè)備及系統(tǒng)：黔北電廠#3、4機組發(fā)電機為東方電機廠生產(chǎn)的 QFSN-300-2-20B 型三相兩極同步汽輪發(fā)電機組，其冷卻方式為水-氫-氫。每臺發(fā)電機配一臺370000kVA/500kV升壓變壓器，型號為SFP-370000/500，由常州東芝變壓器有限公司生產(chǎn)。500kV開關(guān)為西門子公司生產(chǎn)的六氟化硫斷路器。500kV線路直接送到鴨溪變電站。發(fā)電機出口不設(shè)斷路器，用主變高壓側(cè)SF6斷路器與系統(tǒng)并列。機組同期方式采用帶閉鎖裝置的自動準(zhǔn)同期和手動準(zhǔn)同期。
    發(fā)電機勵磁系統(tǒng)采用自并勵方式，由東電控制分公司提供自動勵磁調(diào)節(jié)裝置，型號為SAVR-2000。
    6kV廠用電系統(tǒng)每臺機組設(shè)置一臺高壓廠用變壓器，其低壓側(cè)兩個分裂繞組分別供6kV兩個分段的工作母線。啟動變壓器的兩個低壓分裂繞組分別供給工作A、B段的母線作為備用電源。
    保安電源采用一臺500kW的柴油發(fā)電機組。為了保證熱控電源的可靠性，還采用了一臺75kVA的交流不停電電源（UPS）。

#3、4機組公用一套高壓啟/備變系統(tǒng)，配有專用的變調(diào)壓裝置。
發(fā)電機主要參數(shù)如下：                    
額定功率（MW）：                      300
最大功率（MW）：                      353
額定功率因數(shù)：                       0.85
額定電壓（kV）：                      20
額定電流（kA）：                      10.189
頻率                                 50HZ
相數(shù)                                 3
效率（%）：                           ≥98.9
冷卻方式:                            水-氫-氫
額定氫壓                             0.25MPa
定子接線                             2-Y
出線端子數(shù)                           6
絕緣等級                             F(溫升按B級考核)
短路比：                             ≥0.6
漏氫（保證值）（m3/d）：                ≤10
充氫容積（m3）：                       72
發(fā)電機轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速（單跨計算值）（r/min）：
                               一階   1370                                               
                               二階   3645
    發(fā)-變組保護采用許繼集團的WFB-100系列微機發(fā)變組保護裝置，500kV線路保護采用北京四方公司光纖分相差動保護及南瑞公司線路微機保護，母線保護采用許繼集團WMH-800型微機母線保護和南瑞公司的BP-2型微機母線保護裝置、失靈保護是南瑞公司的LFP921型，啟動變保護采用許繼集團的WFB－122型微機變壓器保護，南瑞NS-2000計算機監(jiān)測系統(tǒng)做為對升壓站的監(jiān)視。
    熱控設(shè)備及系統(tǒng)：黔北電廠#3、4機組采用北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司生產(chǎn)的SmartPro分散控制系統(tǒng)（DCS）作為電廠熱工自動化的主要控制系統(tǒng)。DCS中包括模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、鍋爐（燃燒器）管理系統(tǒng)（FSSS）、輔機順控系統(tǒng)（SCS）、電氣順控系統(tǒng)（ECS）、汽機旁路控制系統(tǒng)（TBC）等六個子系統(tǒng)，汽輪機數(shù)字電液調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)（DEH）、小汽輪機數(shù)字電液調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)（MEH）電控部分為東方汽輪機廠引進的北京ABB貝利公司Symphony分散式控制系統(tǒng)。
    黔北電廠4×300MW工程#3、4機組DCS項目是和利時公司獲得的第一個大容量（300MW及以上）火電新建機組DCS項目。當(dāng)前火電DCS項目市場中，火電改造機組DCS項目的市場份額已越來越小，火電新建機組DCS項目的市場份額正越來越大，并向大容量高參數(shù)機組DCS項目發(fā)展，目前全國電力系統(tǒng)新建、擴建火力發(fā)電機組項目很多，近年每年都有幾十臺300MW及以上大型火電機組獲準(zhǔn)上馬。面對這廣闊的市場前景，為力爭在貴州黔北電廠做成一個和利時公司300MW火電新建機組DCS項目的樣板工程，我公司的各級領(lǐng)導(dǎo)、專家也給予了一定重視和極大的關(guān)注。

二、DCS功能簡介：

    黔北電廠4×300MW工程#3、4機組DCS采用我公司的SmartPro分散控制系統(tǒng)，整個系統(tǒng)分為#3機組、#4機組及#3、4機組的公用系統(tǒng)3個相對獨立的控制區(qū)域。公用系統(tǒng)配置2個現(xiàn)場控制站46個I/O模塊，分別用于監(jiān)控兩臺機組的電氣公用部分和機、爐公用部分；#3、4機組硬件配置完全相同，各配置13個現(xiàn)場控制站525個I/O模塊，監(jiān)控電動轉(zhuǎn)機88臺，各類閥門、加熱器等設(shè)備441個，調(diào)節(jié)設(shè)備165個，斷路器、快切裝置等電氣設(shè)備67個，并可通過通訊控制88個吹灰器和7個電動門等。
黔北電廠#3機組及公用系統(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)圖見下：

    此套DCS監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集處理（DAS）、事件順序記錄（SOE）、歷史數(shù)據(jù)存儲和檢索（HSR）、輔機順序控制（SCS）、模擬量控制（MCS）、電氣控制（ECS）、鍋爐爐膛安全監(jiān)控（FSSS）及機爐協(xié)調(diào)控制（CCS）、自動發(fā)電控制（AGC）等等控制功能。該套DCS系統(tǒng)以其良好的開放性、擴展性順利實現(xiàn)了與其他7個系統(tǒng)的通訊任務(wù)，分別為DEH/MEH監(jiān)控系統(tǒng)、爐管泄漏報警裝置、鍋爐吹灰控制系統(tǒng)、發(fā)電機勵磁裝置、廠用電監(jiān)控系統(tǒng)、溫度數(shù)據(jù)采集前端（IDAS）及廠級監(jiān)控系統(tǒng)(SIS)等。并與大屏幕EOS主機配合，實現(xiàn)了兩個大屏幕獨立于操作員站之外即可雙屏分別顯示又可合為一屏顯示的功能。
    其中SCS功能主要完成機組輔機、加熱器及各種閥門的操作、聯(lián)鎖、保護及程控等控制功能。FSSS功能主要包括鍋爐自動吹掃邏輯、油檢漏試驗程控邏輯、MFT動作及首出邏輯、OFT動作及首出邏輯、冷卻風(fēng)系統(tǒng)的保護聯(lián)鎖和24個油角的點火程控啟、停等等，各功能均有專用的操作、指示面板。ECS功能除了完成對60個斷路器的控制外，還對廠用電切換裝置、機組勵磁裝置及同期裝置等電氣設(shè)備進行操作控制。
    其中MCS功能主要完成對165個調(diào)節(jié)設(shè)備的控制和50多套自動調(diào)節(jié)回路。其中主汽溫度采用3級PID控制，為使閥門開度與流量線性化特增加了一級流量控制PID；送風(fēng)風(fēng)量設(shè)定單獨采用了一個PID，通過參數(shù)設(shè)置實現(xiàn)風(fēng)煤交叉功能；給水設(shè)計為全程控制，低負(fù)荷（〈14%ECR〉時用給水旁路閥調(diào)節(jié)汽包水位同時給水泵調(diào)節(jié)給水壓力，負(fù)荷14~20%ECR時采用給水泵進行單沖量控制，高負(fù)荷（）20%ECR）時采用給水泵進行三沖量控制。對于自動調(diào)節(jié)功能系統(tǒng)不僅給運行人員提供了清晰明了的操作界面，也為熱工維護人員繪制了類似SAMA圖式的調(diào)試界面，見下圖（為給水全程控制調(diào)試畫面）：

    機組DCS具備機爐協(xié)調(diào)控制功能，CCS采用DEB直接能量平衡法即P1*Ps/ Pt=P1+dPD/dt（P1為調(diào)節(jié)級壓力；Pt為機前壓力；Ps為機前壓力設(shè)定；PD為汽包壓力），使汽機側(cè)的能量需求與鍋爐側(cè)的能量供給達到平衡，以快速響應(yīng)機組負(fù)荷指令的變化。CCS負(fù)荷管理中心對設(shè)定負(fù)荷指令進行限速、限幅、閉鎖增減等處理后得出實際負(fù)荷指令。同時也可實現(xiàn)RB、一次調(diào)頻、風(fēng)煤交叉等功能。自動發(fā)電控制（AGC）以機爐協(xié)調(diào)控制方式為基礎(chǔ)，可接受電網(wǎng)發(fā)來的負(fù)荷指令，快速響應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷的需要。
    下圖為機組協(xié)調(diào)控制面板：（圖上顯示參數(shù)為機組滿負(fù)荷運行時參數(shù)）

系統(tǒng)其他功能在此不再贅述。

三、現(xiàn)場調(diào)試進度大事記錄：

2003年9月下旬，#3機組DCS系統(tǒng)設(shè)備運抵現(xiàn)場；
2003年10月中旬，#3機組DCS系統(tǒng)受電成功；
2003年11月3日，#3機組用DCS系統(tǒng)倒送廠用電完成；
2003年11月17日，#3機組用DCS操作進行鍋爐水壓試驗獲得一次成功；
2004年1月15日下午，#3機組鍋爐首次點火，開始煮爐酸洗；
2004年1月25日下午，#3機組鍋爐開始點火吹管，歷時5天完成；
2004年2月13日，第一次啟委會召開宣布#3機組進入整套啟動試運行，成功沖至3000轉(zhuǎn)；
2004年2月16日0點50分，#3機組首次并網(wǎng)帶負(fù)荷；
2004年2月23日16點整，#3機組達到滿負(fù)荷試運條件，并進入168小時試運行
2004年3月1日16點整，#3機組圓滿完成168小時試運；
2004年3月12日，第二次啟委會召開，正式審議通過#3機組交付試生產(chǎn)。

四、辛勤的勞動，滿意的結(jié)果：

    在項目建管處、設(shè)計單位、建設(shè)單位、調(diào)試單位、檢理單位及其他參建單位的共同努力下，黔北電廠4×300MW工程#3機組的分部試運和整套啟動工作緊張有序，機組整個試運過程僅用時不到4個月。自于2004年2月13日進入整套啟動試運行，2月23日16：00達到滿負(fù)荷試運條件并進入168小時試運行，至3月1日16：00圓滿完成168小時試運，歷時僅17天。在168小時試運行期間，機組連續(xù)帶滿負(fù)荷運行時間為 136小時，機組連續(xù)平均負(fù)荷為300.3MW，平均負(fù)荷率為100.1％，平均廠用電率5.28%，熱控自動投入率95%，熱工保護投入率100%，熱控、電氣儀表投入率均為100%，電氣自動投入率100%，汽機各軸振、瓦振均達到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，汽機真空嚴(yán)密性試驗優(yōu)良（48Pa/min），發(fā)電機漏氫量7.08Nm³/d，補水率10.6%，汽水品質(zhì)各項指標(biāo)合格。這是在啟委會、試運指揮部的正確領(lǐng)導(dǎo)下，各參建單位干部、技術(shù)人員高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求、技藝精湛、團結(jié)協(xié)作的必然結(jié)果，也是機組所選設(shè)備、系統(tǒng)等性能優(yōu)良的集中體現(xiàn)。
    3月12日黔北電廠#3機組召開第二次啟委會，審議通過將該機組正式移交試生產(chǎn)。目前，黔北電廠#3機組經(jīng)幾天的停機消缺后已正式投產(chǎn)發(fā)電，機組DCS運行穩(wěn)定正常系統(tǒng)各項功能均投入了使用，黔北電廠對工程的進度和質(zhì)量是滿意的，在此我們也衷心地祝愿黔北電廠#3機組穩(wěn)發(fā)滿發(fā)！