前言:
電力工業(yè)是技術(shù)和資金密集型行業(yè),建設(shè)周期長,安全性要求高,對新技術(shù)的應(yīng)用有很大的拉動效果。與發(fā)達國家相比,我國的發(fā)電裝備處于較低的水平。以火電機組為例,我國火電機組普遍效率低,污染嚴重。雖經(jīng)多年努力,發(fā)電煤耗已降至396g/kwh,但仍比發(fā)達國家高70~80g/kwh,這與我國以煤為主的能源資源結(jié)構(gòu)極不相稱。
電力工業(yè)開發(fā)和應(yīng)用新技術(shù),并實施技術(shù)的自主化,不僅對發(fā)展我國電力工業(yè),而且對于提高我國綜合國力,應(yīng)對國際緊張局勢,保障我國的經(jīng)濟發(fā)展,社會的穩(wěn)定和能源的安全都十分有重要的作用。
和利時以雄厚的技術(shù)開發(fā)實力為后盾,不斷的推陳出新,每次產(chǎn)品都是以技術(shù)進步、系統(tǒng)安全為目標,迎合國際工控領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展潮流,給企業(yè)發(fā)展留下寬闊的空間。自95年(長山電廠200MW機組)成功進入封閉的電力行業(yè)以來,日思進取,已經(jīng)非常成功的在電力行業(yè)自動控制領(lǐng)域進行了四代DCS產(chǎn)品的應(yīng)用。和利時的品牌在電力系統(tǒng)中越來越備受關(guān)注,這也得益于和利時的產(chǎn)品在近十年的時間里,控制著總裝機容量為1500萬KW的機組(100~300MW機組,不含核電站和裝機容量100MW以下機組)。
單元機組在運行過程中,爐機電之間的相互聯(lián)系密切,整個機組已成為一個較獨立的有機運行整體。因此,在控制上必須把爐機電作為一個整體進行監(jiān)視和操作。鍋爐和汽機共同適應(yīng)電網(wǎng)負荷指令的要求,共同保證有關(guān)運行參數(shù)的穩(wěn)定。但是鍋爐與汽機的生產(chǎn)過程各有其特點,它們的動態(tài)特性有很大差異,鍋爐是一個熱慣性較大的調(diào)節(jié)對象,相對于汽機而言,它的調(diào)節(jié)過程是相當遲緩的。而且鍋爐在適應(yīng)負荷調(diào)節(jié)的同時,也要保證主蒸汽溫度、壓力,給水流量、爐膛負壓等參數(shù)滿足要求。同樣,汽輪機在適應(yīng)負荷要求的同時,也有它自身的一些參數(shù)值要滿足要求。從這一方面來看,在單元機組內(nèi)部存在著兩個相對獨立的對象,它們既有相互關(guān)聯(lián)的一面,又有相互獨立的一面。因此,機爐必須采用協(xié)調(diào)控制方式。
隨著蒸汽參數(shù)的提高和機組容量的增大,整個機組的結(jié)構(gòu)也愈加復雜。從安全和經(jīng)濟的角度出發(fā),對機組的運行調(diào)節(jié)也愈來愈高。電廠的負荷決定于用戶的需要,隨時變動的負荷將影響機組的穩(wěn)定工作,這種來自外界的干擾稱為外擾。在整個電力系統(tǒng)中,即使部分機組在一段時間內(nèi),可以帶一定的固定負荷運行,但它們的工況也不可能完全沒有變動,而任何工況的變動又都會引起某些運行參數(shù)的變化。機組調(diào)節(jié)的任務(wù)就是對其運行工況進行及時的調(diào)整,使它們盡快地適應(yīng)外界負荷的需要,又使機組所有運行參數(shù)都不超出各自的容許變動范圍,亦即在各種擾動的條件下,總要求保證安全和經(jīng)濟地運行。
現(xiàn)代大型機組采用集散控制系統(tǒng),以執(zhí)行監(jiān)視、檢查和調(diào)節(jié)的任務(wù),自動控制策略是以正確的了解機組的運行特征為基礎(chǔ),運行特性包括靜態(tài)特性和動態(tài)特性兩個方面。當機組運行中發(fā)生某些擾動時,哪些方面將受到影響、哪些參數(shù)發(fā)生變化,以及其變化的方向和最終的變化幅度如何,這類問題都是由機組的靜態(tài)特性所決定。至于在變化的過渡過程中參數(shù)的變化速度和波動幅度,亦即參數(shù)變量與時間的關(guān)系,則屬于動態(tài)特性研究的問題。在自動調(diào)節(jié)技術(shù)中,則要求對機組特性有定量的數(shù)字描述,亦即建立機組的數(shù)學模型。
和利時在多年的火電工程實施過程中,根據(jù)不同的對象特性,完備了爐機電一體化控制策略和方案,建立了過程對象的特征模型。根據(jù)機組的靜、動態(tài)特性在Hollias-MACS系統(tǒng)上應(yīng)用豐富的基本算法模塊完成諸如:給水、減溫、燃燒、汽壓、協(xié)調(diào)、轉(zhuǎn)速等等控制過程。同時,在自主的仿真系統(tǒng)平臺上,能夠?qū)Σ煌瑢ο筮M行全過程的監(jiān)視、操作和自動控制方案仿真。
Hollias-MACS在大型火力發(fā)電機組中實現(xiàn)的控制功能
一、鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)
FSSS功能包括:燃燒器控制系統(tǒng)(BCS)和燃料安全系統(tǒng)(FSS),F(xiàn)SSS設(shè)計按照NFPA85C,85F