超超临界机组sis系统工程实现及应用研究

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1、超超临界机组SIS系统工程实现及应用研究第1章绪论1.1课题背景及其意义随着我电力能源工业的迅猛发展和改革的不断深入，全面信息化已经成为电力工业发展的必然需求，也成为电力企业谋求自身创新发展的必由之路。同时随着厂网分幵、竞价上网政策的落实，五大发电公司、二大电网公司等的成立，发电企业已逐步走向市场。形势的变化对发电企业在各方面提出了新的要求，如何提高设备运行安全性、控制企业运营成本、高效率地全面管理发电过程成为发电企业必须解决的核心问题，在此大背景下，集信息技术、计算机技术、自动控制理论、管理理论等于一体的火力发电厂厂级监控信息系统SIS便应运而生。受

2、资源禀赋等因素制约，我国以煤为主的能源结构在相当长一段时间内都很难改变。而在煤炭消费上，电力又是最大户⑴。因此，不断提高燃煤电厂的效率和环保水平，对全社会的节能减排意义非常重大，而超超临界发电技术是目前世界上高效利用能源的一项技术，在能源利用效率以及C02，S02排放等方面明显优于亚临界和常规超临界参数机组，在国际上已经进入了大规模商业化应用阶段，超超临界技术被公认为是当前解决电力短缺、能源利用效率低和环境污染严重最为现实和有效的途径。2000年，我国将超超临界发电技术列入国家十五科技攻关和863计划，并制定以中方企业为主，引进技术与中外联合设计制造的

3、技术路线，以期加大国产化力度，并最终实现自主设计、制造。截至2012年12月21日,我国投产的百万千瓦超超临界火电机组已有58台，总装机容量达到5800万千瓦。与同容量亚临界火电机组的热效率相比，在理论上采用超临界参数可提高效率2%-2.5%，釆用超超临界参数可提高4%-5%。目前，世界上先进的超临界机组效率已达到47%-49%[2]。1.2国内外研究动态火电厂厂级监控信息系统(SIS)是由我国自动化行业专家侯子良先生在1997年提出的概念，在此之前，国外一些著名控制系统厂商及国内科研院所开发有类似于SIS系统部分功能的优化管理软件产品，如西门子公司开

4、发的集成信息系统Sienergy、ABB公司开发的在线电厂效率软件包Optimax、西安热工研究院开发研制的汽轮发动机组状态监测与故障诊断系统、华北电力大学研制的机组经济性在线监测诊断指导系统等等，这些软件包只是实现了SIS系统部分功能的软件产品，不能单独构成系统，没有从整个电厂信息化整体规划的角度进行考虑[6]。经过近几年SIS系统的发展，SIS系统已成为大型火电厂的标准配置，当前SIS系统所采用的实时历史数据库基本上以国外为主，如采用独有螺旋门压缩技术的美国OSI公司PI数据库、采用无损压缩技术的美国Instep公司eDNA数据库、美国GEFanu

5、c公司iHistorian数据库、美国pa的机组。目前运行的超临界机组运行压力均为24Mpa~25Mpa,理论上认为，在水的状态参数达到临界点时(压力22.129、温度374/C)，水完全汽化会在一瞬间完成，即在临界点时饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽、水共存的二相区存在，二者的参数不再有区别。由于在临界参数下汽水密度相等，因此在超临界压力下无法维持自然循环即不能采用汽包锅炉，直流锅炉成为唯一型式。超超临界直流锅炉由于没有储能作用的汽包环节，汽水容积小，所用余属少，锅炉蓄能小且呈分布特性。一方面，由于蓄能小，负荷调节的灵敏性好，可以实现机组的快速启停和负荷

6、调节：另一方面，由于蓄能小，在外界负荷变动时汽压反映很敏感，因此，机组变负荷性能较差，保持汽压困难。由于循环工质总质量下降，循环速度上升，工艺特性加快，这就要求控制系统的实时性更强，控制周期更短，控制的快速性更好。从汽机一锅炉协调控制的角度分析，要求协调控制更及时、准确。在超超临界直流锅炉中，不同工况下各区段工质的比热、比容、热洽与其温度、压力的关系是非线性的，工质传热特性、流量特性是非线性的[9]。在直流炉工艺结构中，采用直吹式制粉系统，从给煤、制粉、送粉到燃烧环节，具有大的纯迟延和大的滞后特性，因此燃烧系统成为机组的又一个控制难点。在直流炉工艺结构

7、中，从给水泵到汽轮机，汽水直接关联，因此锅炉各参数之间以及汽轮机与锅炉之间具有较强的稱合特性，整个被控对象是一个多输入、多输出的多变量系统。第3章超超临界SIS系统平台设计.........83.1通讯网络配置........83.1.1网络需求分析........83.1.2网络设计原则........83.1.3网络配置方案........93.2实时/历史数据库配置........103.3数据库规范设计........163.4数据采集系统设计........19第4章SIS接口可靠性设计........214.1影响接口可靠性因素分析....

8、....214.2提高接口可靠性方法........224.3接口软件设计........27