浅谈火电及核电DCS

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1、浅谈国内火电DCS与核电DCS的异同企业：北京广利核系统工程有限公司日期：2012-03-05领域：DCS点击数：4852摘要：DCS控制系统是随着现代工业生产H动化的不断发展和H动化控制需求不断捉高应运而生的综合控制系统。不论是火力发电厂还是核能发电厂随着DCS系统的不断完善，基本在上世纪末期普遍采用DCS控制系统取代了传统的模拟仪表控制系统及PLC等控制系统。核电DCS与火电DCS由于控制对彖的不同而各冇特点。关键词：DCS；超临界机纽；压水堆1引言1975年美国Honeywel1公司推出了

2、第一套DCS系统：TDCS-2000。经过多年的发展，当前全球约冇数百家厂商推出了千余种DCS系统，广泛应用于电力、石化、冶金等工控领域。lit界上第一座火力发电厂是1875年在法国巴黎建成的，距今冇130多年的历史。第一朋核电诂是奥布尼斯克(Obninsk)核电站，于1954年在前苏联卡卢加州开始运行，距今冇50多年的历史。到上世纪末期DCS系统逐渐成熟后，火电厂和核电厂的仪控系统开始普遍采用DCS。火力发电厂生产过程：煤等化石燃料在锅炉炉膛中燃烧加热水冷壁里的水使之变为蒸汽，锅炉产生的蒸汽进

3、入汽轮机，汽轮机旋转带动发电机发电。核能发电厂(压水堆)的生产过程：反应堆中的核燃料经过核裂变反应产生热量來加热一冋路的水，一NI路的给水在蒸汽发生器中将热量传给二I叫路的给水使Z转化为蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动，从而带动发电机发电。这个过程与火力发电厂相似，因此核反应堆也被称为“核锅炉”。由于燃煤锅炉与核锅炉冇着不同的能暈转换特性，也就注定了火电DCS与核电DCS冇着不同的特点。2DCS系统的基本特点2.1高可靠性山于DCS将系统控制功能分散在不同的计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此菜一台

4、讣算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，町以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机,从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。2.2开放性DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统小各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，町将新増计算机方便地连入系统通信网络或从网络屮断开，几乎不影响系统其他计算机的工作。开放性另一方面表现在，当前主流的DCS产品几乎都町以通过组态直接无缝集成第三方系统和设备

5、，无需更改系统程序。2.3灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软锁件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系，从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基木图形组成所需的各种监控利报警呦面，从而方便地构成所需的控制系统。2.4易于维护功能单一的小和或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个讣算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。2.5协调性各工作站Z间通过通信网络传输各种数据，整个系统信息共享，协调T作，以完成控制系统的总体功能和

6、优化处理。2.6控制功能齐全控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，町实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并町方便地加入所需的特殊控制算法。3火电DCS的侧重点以超临界百万火电机组为代表进行介绍。水的临界状态参数为22.12MPa,374.15°C,当机组主蒸汽压力参数高于这一临界状态参数时，通常称为超临界参数机组。对于超超临界参数，日前国际上尚无标准明确界定是多少，国内863课题把机组主蒸汽压力为25MPa以上、主蒸汽温度达580°C以上时，称其为超超临界机组。截止

7、到2010年10月份，国内已经商运的百万超临界火电机组就达到了64台,这些机组的热控系统采用了四个厂家的DCS,其中采用西屋OVATION系统的44台、采用函门了SPPA-T3000系统的18台、采用和利时1lOLLiASMACS系统的1台、采用国电智深EDPF-NT+系统的1台。综合以上四家的仪控系统，总结出当前国内百万火电机组DCS系统具有以下特点。3.1管控一体化成趋势常规火电厂按工艺生产流程分为单元机组部分、机组公用部分、电厂辅网部分，与Z配套的传统DCS也主要应用于这三块主要生产流程上

8、。而近年來，随着计算机网络技术、数据安全利容错技术、模型仿真技术、实时数据库技术不断捉窩和电厂经营管理需求的不断提鬲，火电厂DCS系统已经从单纯的生产过程控制系统逐渐演变为以集生产过程控制系统(DCS)、生产管理系统、经营管理系统于一体的火电厂数字化系统，暨管控-•体化系统，如图1所示。在当前的火电DCS市场上，除了最基本的生产过程监控系统之外，DCS厂商述要提供客户集生产管理、经营管理、资产管理等于一身的全方位一体化控制系统（或留有与厂级数字网的通讯接口）。火电I管捽体化示堆图丫产TfBfM过