电站空冷控制优化设计和研究

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1、电站空冷控制优化设计和研究马占芳（北京国电华北电力工程有限公司，北京100011）摘要：本文介绍了国电电力大同第二发电厂二期工程2X600MW直接空冷机组的空冷系统控制方案，对空冷系统的控制方式、检测仪表设菱、系统运行控制和保护等方面的优化设计进行了分析和探讨，说明电站空冷系统在实现提高效率、降低能耗的控制要点。关键词：空冷控制系统；检测仪表；控制；保护；优化1引言国电电力大同第二发电厂二期工程为2X6OOMW直接空冷机组为国内首台大型空冷机组，是在富煤缺水地区建设的节水示范电厂。机组在空冷设备选型、布置、控制等多方面进行优化设计，设备选型和布置等优化是随着

2、机组的安装完成实现的，而运行控制的优化是在长期的生产运行中实现的，因此也就成为决定系统性能的关键因素。对控制方式、检测仪表设置、系统运行控制和保护等多方面进行的优化设计，确定了满足空冷系统监控的需要的完善的空冷系统热工检测仪表；采用空冷系统控制纳入机组DCS系统的控制方案，保证了机组监控的实时性和可靠性,在控制逻辑、调节和保护等运行控制策略上实现多层次优化控制，设计先进合理，力求通过系统及时准确的运行控制，进一步提髙机组性能。两台机组分别自2005年4月和7月投产以来，经过了夏季满发和冬季防冻的考验，系统运行稳定，达到了预期的设计要求。2系统组成2.1空冷工

3、艺系统直接空冷系统是汽轮机的排汽直接用空气冷凝方式，即冷却空气与蒸汽间进行热交换。空冷凝汽器由椭圆形钢管外套钢翅片的若干个管束组成的。每台机组设置一套直接空冷系统，每排7个冷却单元，共8排，每排配5台顺流风机和2台逆流风机，所有风机采用变频控制。空冷系统主要设备包括：空冷风机、水环真空泵、疏水泵、电动门和调节阀、清洗水泵等设备。抽真空系统采用3台水环真空泵从空冷凝汽器系统中除去不可冷凝的气体。疏水系统设置了热井和凝结水箱用于回收冷凝水，布置在空冷平台上的空冷凝汽器内的冷凝水依靠重力流回到凝结水箱，排汽管道中的冷凝水流到热井水箱中。疏水系统是作用是将收集到热井

4、的凝结水送到凝结水箱。系统设备包括2台疏水泵、泵相应的入口阀和出口阀、最小流量阀、疏水控制阀。2.2空冷控制系统2.2.1空冷系统控制方案优化空冷投标方推荐的控制方案和国内已经建成的中小型空冷机组都是将空冷系统作为独立的辅助系统,采用PLC作为空冷控制系统设备，考虑到空冷系统的运行与机组负荷密切相关，与锅炉、汽轮发电机组以及汽机旁路等各辅助设备的运行监控应协调统一，因此通过优化设计，确定采用将空冷系统的监控纳入机组DCS系统的控制方案，通过单元机组DCS的操作员站实现集中监控，机组实现炉、机、电、空冷统一值班。同时设置便于独立调试、操作的空冷工程师站，当DC

5、S的网络连接出现故障时，此工程师站可作为操作员站对空冷系统进行监控。2.2.2空冷机组DCS网络配置优化空冷系统设备布置在主厂房A列外，为保证系统安全可靠运行，又满足节省电缆降低工程造价的需要，将空冷控制设备布置空冷平台下的空冷就地控制设备间内。在工程通过招标确定了机组DCS系统采用ABB公司的SYMPHONY系统，针对系统特点进行了充分的优化比较分析，确定采用中心环网连接各个控制子环的全新DCS网络配置方案。SYMPHONY系统的常规网络连接方式是采用公用环网连接各个控制子环，并将机组公用设备控制挂接在中心环网上。本工程由于空冷系统的特殊性，DCS系统网络

6、从主控室延伸到主厂房以外，增加了网络故障的可能性，因此采用中心环网专门用于连接各个控制子环，不连接任何控制设备，并设公用控制子环用于机组公用系统控制，这样既能实现空冷机组的集中监控，又解决了当中心环网岀现故障时影响部分控制功能的问题。控制子环包括：1号单元机组子环、2号单元机组子环、机组公用系统子环、1号空冷系统子环、2号空冷系统子环、脱硫系统子环。空冷控制子环的环网接口模件放置在空冷控制机柜内，空冷系统的所有监控信号通过中心环网送至机组DCS操作员站，重要监控信号同时采用硬接线方式连接，空冷风机变频器通过串口通讯将内部监测信号送入DCS。2.2.3空冷控制

7、系统功能和硬件配置空冷DCS完成空冷岛范围内所有设备的监控，包括DAS、SCS、MCS功能。空冷系统的顺序控制（SCS）按功能组、子功能组及驱动级三级设计，保护联锁逻辑能使主辅机在各种运行工况和状态下，自动完成各种事故处理。空冷系统的自动调节系统按全程调节或程序自动投入原则设计。空冷控制系统的硬件设备包括控制机柜和工程师站，配置有3个PCU（包括5对控制处理器BRC100）,5个端子柜。2号模件柜内1号BRC主要控制1号排空冷风机、1号疏水泵、1号水环真空泵、疏水控制阀等被控对象；2号BRC主要控制2号〜7号排的2号和6号空冷风机、2号疏水泵、2号水环真空泵

8、等被控对象。4号模件柜内BRC主要控制2〜7号排的3