大唐國際北京高井熱電廠(chǎng)3號機組為1968年投產(chǎn)的100MW機組,鍋爐為哈爾濱鍋爐廠(chǎng)的高壓燃煤鍋爐,最大連續蒸發(fā)量為410t.h。汽輪機為單軸、雙缸、單抽凝汽式機組,汽機主汽閥前額定壓力為8.83MPa汽機主汽閥前額定溫度為535℃。發(fā)電機為氫冷式發(fā)電機。

　　改造前的機組運行情況

　　高井熱電廠(chǎng)3號機組為20世紀60年代投產(chǎn)的機爐集中控制的燃煤機組,熱控設備較陳舊落后,控制室設計立屏和控制臺,控制設備多,并且大多為手動(dòng)控制,勞動(dòng)強度大。系統數據采集記錄的功能有限,不利于機組的集中監控和對運行工況的分析,并且隨著(zhù)電網(wǎng)對熱工控制儀表技術(shù)和電廠(chǎng)自動(dòng)化水平要求的提高,特別是一次調頻和AGC的要求,原有的常規儀表已經(jīng)遠遠不能滿(mǎn)足機組安全可靠經(jīng)濟運行和在線(xiàn)狀態(tài)分析的要求。

　　改造后的控制系統組成

　　鑒于上述原因,大唐公司及該廠(chǎng)領(lǐng)導決定對3號機組進(jìn)行DCS及DEH改造,經(jīng)過(guò)認真選型,確定DCS控制部分采用和利時(shí)公司新一代的MACS2.控制系統,DEH采用哈爾濱汽輪機廠(chǎng)的高壓抗燃油控制系統。改造后機組將實(shí)現如下功能。機組具有一定的調峰能力。機組非采暖期主要承擔基本負荷, 并具有一定的調峰能力（100%～ 40%范圍）。采暖期滿(mǎn)足供熱負荷要求。機組能在冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)等不同工況下啟動(dòng)。機組應能滿(mǎn)足鍋爐不投油最低穩燃負荷不大于40%B2MCR 條件下, 長(cháng)期安全穩定運行的要求。

　　在集中控制室內,以彩色CRT和鍵盤(pán).鼠標為機組主要監視和控制手段,同時(shí)配以少量必要的常規儀表和后備手操,當DCS局部故障時(shí)能維持機組穩定負荷下短時(shí)安全運行或安全停機,以待排除故障。除啟停階段的部分準備工作需由輔助運行人員在就地手動(dòng)進(jìn)行外,機組的啟動(dòng)、停止、正常運行和異常工況處理均在單元控制室內根據CRT操作指導,由運行人員完成,其中機組的調節、保護及順序控制應由DCS自動(dòng)完成。

　　3號機組控制室與4號機設一個(gè)單元控制室。在單元控制室布置了機組的爐、機、電控制盤(pán);控制盤(pán)上設置有熱工信號光字牌、爐膛火焰監視電視、汽包水位電視和電接點(diǎn)水位計等設備。在控制盤(pán)前面布置機組的DCS操作員站的彩色屏幕顯示器（CRT）鍵盤(pán).鼠標及鍋爐、汽機、發(fā)電機緊急停機、油泵啟動(dòng)、真空破壞門(mén)、緊急放水門(mén)和鍋爐安全門(mén)等按鈕。

　　DCS改造范圍覆蓋機爐控制及電氣輔機控制、電氣模擬量和電氣開(kāi)關(guān)量狀態(tài)采集,系統分為DAS、SCS、MCS、FSSS;DEH系統包括汽輪機調門(mén)控制、超速保護和汽輪機保護系統（ETS）,共5個(gè)操作員站、一個(gè)工程師站、一個(gè)通信站、個(gè)控制站,AI共805點(diǎn),AO共99點(diǎn),DO共793點(diǎn),DI共1300點(diǎn)。并且通過(guò)通信站實(shí)現了DSC與廠(chǎng)化學(xué)、MIS系統、熱網(wǎng)加熱站的通信。

　　改造方案的具體實(shí)施

　　包括所有主、輔機如壓力、溫度、電流等信號的采集處理（輔機電流信號考慮到系統的完整性,部分加入SCS系統）。DAS系統具有如下功能:顯示機組所有參數的當前值和狀態(tài),有參數的報警、記錄、提示和打印,主要參數的事實(shí)曲線(xiàn)顯示和打印,SOE點(diǎn)的記錄、提示與打印,事故追憶和打印,報表的生成和打印,二次計算和性能計算等功能。

　　改造后的機組實(shí)現了事故追憶的全程管理和查詢(xún), 為在事故發(fā)生以后還能夠提供多種有效的手段, 展開(kāi)事故調查分析, 為及時(shí)準確地查明事故原因起到了極大的作用。

　　拆除原滅火保護主機,12個(gè)煤火檢及6個(gè)油火檢信號經(jīng)數據采集分別進(jìn)入相應的放大器板件進(jìn)行信號放大處理作為火焰監測及爐膛無(wú)火判斷用,將危險進(jìn)行分散。引、送風(fēng)機停運和爐膛壓力高信號也都做了分散處理,將信號分布在不同的板件上。FSSS系統設計了爐膛滅火保護、主燃料失去、爐膛負壓保護、吸送風(fēng)機跳閘和水位高等保護、首出記憶、爐膛吹掃管理和燃油控制以及高能點(diǎn)火控制等功能,實(shí)現了爐膛燃燒及保護的控制管理。

　　SCS 系統覆蓋了機爐輔機的啟?？刂?、電動(dòng)門(mén)和遠操門(mén)的控制及聯(lián)鎖保護, 以及電氣設備的控制, 并對所有設備的狀態(tài)檢測及對設備的操作進(jìn)行記錄。

　　根據該廠(chǎng)的實(shí)際情況,MCS 系統共設計10多套自動(dòng)調節系統, 所用過(guò)程量均采用三取二或二取平均, 且經(jīng)過(guò)不同卡件采集, 大大增加了自動(dòng)控制系統的可靠性。所有自動(dòng)系統均可以實(shí)現手自動(dòng)無(wú)擾切換。

　　此次改造的汽輪機為哈爾濱汽輪機有限責任公司生產(chǎn)的C100213.24.535.535型、二缸二排汽抽凝式汽輪機。與該機組配套的數字電液調節系統（DEH）液壓部分采用了高壓抗燃油裝置,工作壓力為12～14MPa;電子部分采用北京和利時(shí)公司開(kāi)發(fā)的MACS2II分布式控制系統,控制站采用冗余配置;對重要的模件冗余配置。每個(gè)調節閥配備一個(gè)獨立的伺服執行機構;高.中壓自動(dòng)關(guān)閉器采用了開(kāi)關(guān)式高壓抗燃油機構;保護采用OPC超速保護和AST跳閘裝置,保留傳統的透平油危急遮斷裝置,并通過(guò)薄膜閥與高壓抗燃油系統相連。實(shí)現高壓抗燃油型DEH的全部功能。并且對于重要的信號采取硬接線(xiàn)的方式,大大提高了系統的可靠性。

　　改造后的效果

　　此次改造,取得了一次上電成功、一次點(diǎn)火成功、一次開(kāi)機成功、一次并網(wǎng)成功的好成績(jì)。機組自2003年11月7日正式啟動(dòng)運行至今,DCS、DEH系統運行穩定良好,一次調頻、MCS系統和各保護、聯(lián)鎖回路均投入且運行良好,為機組的安全提供了很好的保障,同時(shí)大大提高了機組的自動(dòng)化水平,大大減輕了運行人員的勞動(dòng)強度。將為該廠(chǎng)的熱電聯(lián)產(chǎn)創(chuàng )造出更大的經(jīng)濟效益。同時(shí)也對熱工的維護人員提出了更高的要求。