单元机组自动化设计技术,从引进美国EBASCO技术以来已有很大提高,这里仅就设计中若干新问题发表一些看法。
1) 控制点日益集中,控制室位置日益多样化
随着自动化技术发展、自动化水平提高,值班人员的职责理念也正在发生变化,机组的运行日益依赖自动化系统。为了便于管理,减少值班人员,控制点可以适当减少,过去有的电厂搞了一机一控方式,那么在技改中就应当改为二机一控,或三机一控方式(全厂三台机组时),甚至四机一控方式,实现全厂高度集中控制,法国人设计的来宾B厂二机一控,但控制室在固定端,控制室与机组距离跟四机一控类似。
控制室位置也日益多样化,有象来宾B电厂那样布置在固定端,在国外还有布置在生产办公楼里或专门的一个小建筑物里,他们认为适当有一点距离不会造成问题,因为控制室值班人员很少,必须坚守值班,而巡视及辅助操作应让给就地巡视人员来进行。这为全厂布置综合优化提供了新思路。
2)控制室设计
a)从人机工程学角度,应降低CRT高度,因此,放CRT的桌面宜低下去一块,特别是当采用特大屏幕显示器时更需要注意这个问题。
b)控制室小型化 这是取消大量后备监控盘台的必然结果。
c)电缆夹层问题,由于采用全CRT监控,后备监控设备很少,因此,控制室主环下面无需设很高的电缆夹层,下面这一块空间可加以利用
d)关于CRT双层布置问题,美国老厂改造工程中,CRT双层布置的情况很多,这主要是因为控制室比较小,值班人员又只有一个人,从缩小监视面角度需要出发形成这种设计方案,这在某些特定情况下,也不失为一种可以借鉴的方案。
DCS一体化实现多种功能,有许多好处,例如,维护方便,备品备件减少,信息共享快速、可靠,人机界面统一等等,DCS功能最早包括DAS、MCS、SCS和FSSS,发展到今天,DCS一体化范围可以进一步扩大。
1) DEH采用DCS系统实现问题,规程中提出二个前提,一是由汽轮机厂负总责,即提
出和审定功能框图和性能要求,并落实与汽机的接口,二是DCS公司有成功应用DCS实现DEH的经验。目前大部分DCS公司已经能满足上述要求了,当然我们仍然不排斥汽轮机厂或DEH专业厂供应专门DEH系统的方案,一般说来,他们经验更丰富一些,当前已经可以方便的解决DCS与DEH间双向冗余通讯,实现用DCS操作员站作为单一人机界面(个别情况下,对于控制信号可以采用硬接线实现)。
2) ETS纳入DCS问题。经历这一段实践DCS可信度大大提高,已有一些工程成功的
将ETS纳入DCS,但必须注意ETS的控制器处理周期不应大于50ms,最好在20-30ms间。另外应采用独立的冗余控制器,以尽可能提高可靠性。最近国家电力公司组织审查《老厂自动化技术改造导则》时,决定宜采用独立控制器改为应采用独立控制器。
3) 自动同期装置(ASS)纳入DCS问题。早期电气控制纳入DCS时,由于缺乏经验,
仅把发变组和厂用电的顺控系统(SCS G/A)纳入DCS,规定自动同期装置(ASS)、自动励磁调节装置(AVR)和发电机保护系统不纳入DCS,经过四、五年实践SCS G/A 纳入DCS无论从管理上和技术上均已成熟,取得成功应用经验。关于ASS装置,目前已有DCS公司有将其纳入DCS的技术,因此,在审查老厂技改导则时,将相关条文改为,当DCS的公司有将其纳入DCS的成功应用经验时,也可将ASS纳入DCS,这充分体现了技术发展时规程也要跟着变化的思想,防止规程成了束缚技术发展的框框。
1、快速切负荷(FCB)保护
FCB指的是当发电机解列或主汽门关闭时,保护立即采取措施,快速打开旁路泄压,同时,锅炉也迅速将负荷降低到接近旁路最大允许负荷,维持短时运行,即人们常说的停机不停炉。FCB的目的是一旦汽轮机或发电机排除故障后,恢复单元机组负荷可以快些,在某些情况下还可由本机维持厂用电。
从系统角度出发,什么情况下机组必须设置FCB功能?这取决于系统对机组要求,它是否肩负责着电网崩溃时,坚持带厂用电运行,以尽快恢复电力系统运行。从这个角度出发,一个电网中应有若干电厂具有这种功能,遗憾的是,目前电网管理部门对此尚未引起注意和适当的规划。
2、 逆功率解列发电机问题
国家电力公司颁发的《防止电力生产重大事故二十五项重点要求》9.1.6条规定"正常停机时,在打闸后,应先检查有功功率是否到零,千瓦时表停转或逆转以后,再将发电机与系统解列,或采用逆功率保护动作解列。严禁带负荷解列。"但二十五条对汽机故障情况的单元机组联锁保护未作说明。
目前的设计技术规程对如何配合3.1.6条要求也尚无明确规定,大都仍按汽机停机(主汽门关闭终端开关闭合)立即解列发电机。按此设计的联锁条件与3.1.6条要求有抵触,因为,正常停机时,关闭主汽门后,只要终端开关闭合,不管主汽门或调速汽门是否关严,也不管是否出现逆功率,早已把发电机解列了。当然在不改变原先规定的联锁条件下,稍加修改也是可以满足3.1.6条要求的,例如,增加一个"正常停机"按钮,当操作该按钮停机时,不立即联锁解列发电机。但是,这容易产生误操作,所以,我认为最好还是根据制订3.1.6条的精神,修改单元机组的保护联锁条件。
我在一次会议上曾经指出,进入21世纪,DCS应当和将要出现质的变化,这时除了DCS结构变化外,主要指的是整个自动化系统的应用软件方面,特别是监控系统优化问题。经过十几年,DCS技术基本成熟,监控系统设计和应用技术尽管还有一些不尽人意之处需要解决,但重心应当转向进一步优化方面,优化出安全、出效益。国外,也正在迅速向这方面发展。希望这一次不要拉开太大差距,甚至在有些方面可以超过它们。
监控系统优化可以有以下几个方面:
1、加强操作指导功能
2、提高自动化水平
3、进一步实现优化控制