0　引　言　　

　　合肥二電廠(chǎng)有350 MW燃煤發(fā)電機組2臺，選用哈鍋廠(chǎng)HG1 156／17．4－YM1型自然循環(huán)汽包爐、配3臺雙進(jìn)雙出鋼球磨和正壓直吹式制粉系統，汽輪機、發(fā)電機均由德國ABB公司生產(chǎn)。

　　機組控制系統為德國ABB的PROCONTROLP分散控制系統，完成對機組的數據采集、自動(dòng)調節、順序控制和聯(lián)鎖保護等功能，并包含了對部分電氣系統的監視、操作和控制。

1　系統概述

1．1　系統結構
　　PROCONTROLP是PRO（cess）CONTROL和P（rogrammable）的組合，即可編程過(guò)程控制系統。這是ABB公司于近年推出的數字式過(guò)程控制系統，功能豐富且可靠性高。

　　PROCONTROLP系統是由過(guò)程級網(wǎng)絡(luò )和管理級網(wǎng)絡(luò )組成的2級網(wǎng)絡(luò )集散控制系統。過(guò)程級網(wǎng)絡(luò )采用光纖通信的高速遠程總線(xiàn)，即FDDI總線(xiàn)（Fibre－optic Distributed Data Interface），由FDDI總線(xiàn)將分布于現場(chǎng)的各個(gè)過(guò)程站連接起來(lái)。為保證過(guò)程級網(wǎng)絡(luò )的可靠性，遠程總線(xiàn)配置成冗余方式，FDDI傳輸速度為100 Mbit／s。管理級網(wǎng)絡(luò )采用的是以太網(wǎng)，網(wǎng)上掛有服務(wù)器、工作站、打印機等，以太網(wǎng)數據傳輸速度為10 Mbit／s。管理網(wǎng)上的服務(wù)器、工作站協(xié)同工作，實(shí)現過(guò)程的監視、控制、報警、信息的管理和維護工作。2級網(wǎng)絡(luò )之間通過(guò)接口模件（87TS50，87TS01）和服務(wù)器連接，以實(shí)現信息交換。

    系統結構示意圖見(jiàn)圖1.

1．2　系統硬件

　　主要包括：工程、文件和服務(wù)系統EDS，EDS服務(wù)器，過(guò)程操作站POS（1～6），POS服務(wù)器OMS1，OMS2，廠(chǎng)管理系統PMS，控制診斷系統CDS，值長(cháng)站SHIFT ENGINEER，事故追憶站MIPSSY，在線(xiàn)壽命計算系統OPTIMAX，網(wǎng)絡(luò )控制器PDC，路由器HUB（1～5）以及機柜等。其中主要機柜及其功能如表1所示。

2　系統優(yōu)點(diǎn)

2．1　開(kāi)放性

    PROCONTROLP系統是開(kāi)放型控制系統，主要體現在：在通信硬件中采用了商業(yè)化的單元模塊；在通信軟件中嚴格遵守國際標準；為第三方系統提供數據；用戶(hù)程序可以直接掛到處理器系統中；是個(gè)標準組件系統，它的過(guò)程控制和通信規?？梢圆皇芟拗频刂苯訑U展，而不會(huì )影響現有的模塊；采用基于FDDI標準的光纖遠程總線(xiàn)，有利于各種控制元素和系統通訊、數據交換；連接在遠程總線(xiàn)上的各個(gè)站具有信號預處理以及二進(jìn)制和模擬量控制功能，每個(gè)站模件中有各自的處理器，構成獨立的單元。過(guò)程和自診斷數據按廣播原則傳送，所有過(guò)程變量對遠程總線(xiàn)上所有站都是有效的。

2．2　可靠性、有效性和經(jīng)濟性

　　控制系統中的主要過(guò)程部件以冗余方式配置，對隔離輸入、處理、輸出作了雙備份，對可靠性和安全性要求高的汽輪機控制和鍋爐保護功能，也由PROCONTROLP系統來(lái)執行；將電廠(chǎng)系統劃分成獨立控制、組控制級和廠(chǎng)控制級，每個(gè)級別都能直接操作處理，充分保證了整個(gè)電廠(chǎng)控制系統的有效性；模塊廣泛應用于各種場(chǎng)合，80％以上的控制任務(wù)只采用2種類(lèi)型的模塊（如81EU01，81ET03）就可以滿(mǎn)足要求。系統可實(shí)現各種運算和控制功能，這些功能以各自種子程序形式存在，存儲于模件的EPROM中，用戶(hù)對其進(jìn)行編程、設定參數以完成控制任務(wù)。用戶(hù)組態(tài)程序存于EEPROM中，計算機取出程序并調用相應模塊，系統使用RAM保存輸入輸出信息，總線(xiàn)從中取得數據并送往外部設備以完成對過(guò)程的控制。

2．3　圖形技術(shù)

　　在程序測試、控制和通信系統的文件中廣泛使用了圖形技術(shù)。操作員通過(guò)POS上的顯示單元VDU來(lái)監視和控制系統，POS配備了良好的人機交互接口，操作員可以利用模擬圖、標準顯示畫(huà)面、附加顯示畫(huà)面及SOE顯示等對正常和非正常運行的系統進(jìn)行直觀(guān)監視、控制和分析。

2．4　方便性

　　使用上具有以下優(yōu)點(diǎn)：系統的所有功能格式唯一；簡(jiǎn)單直觀(guān)的結構易于掌握和操作；完全符合安全性、有效性和過(guò)程設備商業(yè)化的要求；對所有數據的操作并不復雜；系統的修改和擴充不會(huì )影響已存在的模塊；采用了先進(jìn)的信息處理技術(shù)，在監視和操作中，極少出現操作錯誤；基于計算機的文件生成和管理；自我監視和診斷功能。

3　系統功能　　

　　合肥二電廠(chǎng)分散控制系統除包括數據采集與處理系統（DAS）、模擬量控制系統（MCS）、順序控制系統（SCS）、鍋爐爐膛安全監控系統（FSSS）、汽輪機控制與保護系統、給水泵汽機控制系統、汽機旁路控制系統等，實(shí)現對鍋爐和汽機系統設備的狀態(tài)監視、自動(dòng)調節、順序控制、聯(lián)鎖保護等功能外，還將部分電氣系統監測與控制納入DCS系統，較好地利用了DCS系統的資源和優(yōu)勢。以下是機組的一些主要控制系統。

3．1　燃燒控制系統

　　包括燃料量調節、風(fēng)煙調節。其中燃料量調節系統主要包括鍋爐主控系統、磨煤機一次風(fēng)量調節、磨煤機煤位調節、磨煤機進(jìn)出口溫度調節、旁路風(fēng)溫控制、旁路風(fēng)流量控制。由于采用雙進(jìn)雙出鋼球磨，磨煤機的煤位調節通過(guò)控制給煤機轉速來(lái)滿(mǎn)足，控制策略有磨煤機電流、電耳和給煤機流量控制3種。磨煤機的負荷調節由控制進(jìn)入磨煤機的一次風(fēng)量實(shí)現，磨煤機暖磨過(guò)程中控制進(jìn)口風(fēng)溫，正常運行中控制磨煤機出口溫度。鍋爐主控系統作為機組級控制系統的一部分，主要是形成鍋爐負荷指令和進(jìn)行運行方式切換等。風(fēng)煙控制系統，包括爐膛壓力調節系統，送風(fēng)調節系統，一次風(fēng)調節系統，爐前二次風(fēng)調節系統。

3．2　汽溫控制系統

　　包括過(guò)熱汽溫一、二級，再熱汽溫及事故噴水，噴燃器擺角控制。在鍋爐負荷超過(guò)50％MCR時(shí)，過(guò)熱器、再熱器出口汽溫按曲線(xiàn)控制。過(guò)熱器一級噴水在分隔屏入口，為粗調；二級噴水在后屏與末級過(guò)熱器之間，為細調。設計噴水總容量為10％BMCR蒸汽流量，前者占2／3，后者占1／3。再熱汽溫采用改變燃燒器傾角進(jìn)行調節，噴水控制作為保護手段，以汽溫高于額定值5℃為噴水調節的設定值。

3．3　給水控制系統

　　機組配置了2臺50％BMCR的汽泵和1臺30％BMCR的電泵。給水控制系統包括給水泵汽機控制與保護（由WOODWARD 505調速器加上DCS控制系統實(shí)現）、電泵控制與保護等。

　　在啟動(dòng)時(shí)，給水用單沖量控制方式，僅接受汽包水位信號。汽包水位通過(guò)30％旁路調節閥來(lái)控制，給水壓力通過(guò)給水泵的轉速來(lái)控制。

　　當給水流量及主蒸汽流量大于100 kg／s并延時(shí)180 s，且有1臺汽泵的控制器在遙控位，且給水母管壓力與省煤器進(jìn)口壓差小于1 MPa，此時(shí)給水控制方式由單沖量自動(dòng)切換到三沖量，主給水電動(dòng)閥開(kāi)啟，30％旁路調節閥關(guān)閉。通過(guò)對給水泵轉速的控制來(lái)實(shí)現汽包水位的自動(dòng)調節。

　　機組正常運行時(shí)，2臺汽泵并列運行，電泵處于備用方式，其出口電動(dòng)閥全開(kāi)，電泵勺管開(kāi)度在70％，且在自動(dòng)位。

　　當給水流量及主汽流量小于80 kg／s，延時(shí)300s，30％旁路調節閥自動(dòng)開(kāi)至45％，主給水電動(dòng)閥關(guān)閉，給水由三沖量切換至單沖量調節。

3．4　汽機主要控制系統

　　包括汽機控制、汽機保護、潤滑油和液壓油系統控制、高旁控制、低旁控制與保護等。

　　汽機控制器（TT6）包括基本控制器、自動(dòng)控制器、閥門(mén)定位器、標準化接口。在自動(dòng)控制器功能出現故障時(shí)，汽機控制可以平穩地轉移給基本控制器。

　　基本控制器有2個(gè)，一用一備，主要由一轉速控制器和主控制閥的位置控制器組成。能完成以下功能：手動(dòng)操作啟動(dòng)、加速限制、同步、熱應力的鑒別、帶負荷運行、全周和部分進(jìn)汽方式切換、閥門(mén)特性線(xiàn)性化、手動(dòng)高壓／中壓進(jìn)汽微調、初始壓力降低限制、中調門(mén)的控制等；自動(dòng)控制器主要由一升速程序和一負荷程序組成，來(lái)自升速程序的轉速設定點(diǎn)被直接送往基本控制器，而來(lái)自負荷程序的負荷設定點(diǎn)在送往基本控制器前要受限制器的最低輸出限制。其功能有：

　　a．自動(dòng)升速（升速率由TBRBOMAX熱應力鑒視器計算，臨界轉速范圍編入升速程序，由自動(dòng)同步器與電網(wǎng)同步，運行人員僅可在任何不在臨界轉速范圍內的轉速下切斷升速程序）；

　　b．由負荷程序自動(dòng)加載（運行人員可調節目標負荷及負荷梯度，但熱應力對負荷梯度進(jìn)行限制）；

　　c．選定疊加控制（有初壓控制器，負荷控制器，協(xié)調負荷控制器，調節級壓力控制器4種）；

　　d．自動(dòng)限制（有新蒸汽壓力限制器，熱應力限制器，輔機故障快速減負荷，但初始壓力和梯度限制器不在自動(dòng)控制器內）；

　　e．自動(dòng)高壓／中壓微調功能（高壓排汽溫度控制，高壓排汽溫度限制，高壓排汽冷卻速度限制，中壓熱應力限制，最低熱再壓力限制）。

　　汽輪機保護系統（S90）包括超速、鍋爐跳閘、發(fā)變組跳閘、密封油與氫氣差壓低、空側密封油液位低、安全油壓低、潤滑油壓低、金屬溫度高、軸承振動(dòng)大、高缸鼓風(fēng)損失保護、低缸鼓風(fēng)損失保護、凝汽器水位高、潤滑油箱油位低、無(wú)循環(huán)水泵運行、高缸排汽溫度高、發(fā)電機氫氣溫度高、低缸排汽壓力高、汽機軸向位移大、TT6內部通訊故障、TT6控制器跳閘以及就地或控制室手動(dòng)跳機等。

　　潤滑油和液壓油系統控制通過(guò)相應的功能組實(shí)現，保證供油安全可靠，高低壓旁路的壓力控制和噴水減溫控制配合機組的運行需要，一直處于自動(dòng)運行狀態(tài)，以便在啟動(dòng)、正常運行以及停機過(guò)程中發(fā)揮調節和保護作用。

3．5　機組級控制系統

　　包括汽機跟隨、鍋爐跟隨和協(xié)調汽機跟隨、協(xié)調鍋爐跟隨4種方式，可選擇任一種方式投入，4種方式可通過(guò)調節器之間的跟蹤實(shí)現無(wú)擾切換。旁路系統能快速安全地動(dòng)作，協(xié)助維持汽壓及鍋爐燃燒穩定，保證機組安全運行。正常運行時(shí)，機組采用“定—滑—定”方式，即在30％負荷以下采用定壓方式，在30％～70％負荷之間采用滑壓方式，在70％負荷以上采用定壓方式。機組控制系統根據負荷能自動(dòng)平滑地完成運行方式改變。

　　機組設計了輔機故障快速減負荷功能，包括1臺引風(fēng)機跳閘、1臺送風(fēng)機跳閘、1臺空預器跳閘、1臺汽泵跳閘且電泵自啟時(shí)、1臺汽泵跳閘且電泵不在備用時(shí)、1臺一次風(fēng)機跳閘時(shí)的RB，并考慮了機組100％，75％，50％和30％BMCR工況下，汽機跳閘甩負荷和發(fā)電機主開(kāi)關(guān)跳閘帶廠(chǎng)用電運行的FCB功能。在各項RB性能試驗中，1號、2號爐不需投油穩燃，而是直接減少燃燒量，充分利用雙進(jìn)雙出鋼球磨負荷響應快的特點(diǎn)，可靠地實(shí)現了各項RB功能。其獨特的RB功能設計與可靠實(shí)現，有效地保證了機組運行的安全穩定性。

3．6　電氣量監控系統

　　包括220 kV開(kāi)關(guān)站開(kāi)關(guān)狀態(tài)監視；發(fā)電機、主變、高廠(chǎng)變、低廠(chǎng)變、啟備變、220 kV主開(kāi)關(guān)的狀態(tài)監視；發(fā)電機、變壓器保護系統的監視（電流、電壓、有功、無(wú)功、頻率、功率因數，無(wú)功電度）；直流系統（220 V，110 V，24 V DC）監視；所有廠(chǎng)用電開(kāi)關(guān)的高速切換（4組）；380 V備用電源自投；保安電源（柴發(fā)）的控制；同期并網(wǎng)的控制；勵磁控制；220 kV主開(kāi)關(guān)的跳閘操作；與調度系統的信號交換；有載調壓等。

4　結　語(yǔ)　
　
　　合肥二電廠(chǎng)350 MW機組分散控制系統包括225個(gè)控制功能組和104套自動(dòng)調節系統，基本實(shí)現了對機組的全程自動(dòng)操作、控制和保護。1號機組在2001年2月21日至3月23日完成30 d可靠性運行，于6月18日移交生產(chǎn)，分散控制系統工作正常，為機組的連續安全運行提供了可靠保證。