电厂热工专业讲课课件

热工专业讲课2012.2一DCS系统系统概述 TCS3000系统结构 TCS3000系统由工业以太网、连接在网上的人机接口站MMI与分散处理单元DPU三大部分组成。 DPU面向被控对象，进行快速数据输入输出处理和闭环控制计算，完成报警检测、接收操作指令和组态修改指令。与第三方设备的通讯采用RTU实现，TCS3000系统的RTU可以理解为通讯功能增强而控制功能弱化的DPU。 MMI包括操作员站OPU、工程师站ENG、历史数据站HSU，面向操作员以流程图、棒状图、曲线、表格、按钮、对话框等方式提供数据，解释操作指令并送到DPU。

一.TCS-3000系统运行条件工作环境应符合以下技术指标： 温度：～25℃ 湿度：10%～95%任何情况下不许结露 温度变化率：≤5℃/Hr 振动：振幅<0.5mm 含尘量：≤0.3mg/m3 大气压：86Kpa～106Kpa 照明：距地面0.8m处照度不低于200LX系统的供电电源品质应符合以下技术条件： 交流供电：220VAC5%，50Hz 直流输出：现场电源模块24V最大负载时压降≤1% 纹波系数：≤1%系统的接地应符合以下技术条件和有关规定： 屏蔽电缆的屏蔽层必须单点接地 接地极以强电放电接地点之间应10m以上距离，接地电阻≤2.5Ω

二、DEH系统

DEH控制所完成的主要功能有:1自动挂闸

2整定伺服系统静态关系

3启动前的控制和启动方式： 自动判断热状态； 高压缸预暖。 启动方式：中压缸启动、高中压缸联合启动4转速控制： 目标转速、升速率、临界转速、暖机、3000r/min定速5负荷控制 并网/升负荷及负荷正常调节： 发电机假并网试验、并网带初负荷、升负荷、暖机、定─滑─定升负荷； 负荷控制方式： 负荷反馈控制、主汽压力反馈控制、一次调频、CCS控制、快卸负荷； 负荷限制： 高负荷限制、低负荷限制、主汽压力限制、阀位限制。6单阀、顺序阀转换。7超速保护 超速限制：甩负荷、103%； 超速保护；8在线试验:喷油试验；超速试验：电气超速试验、机械超速试验；阀门活动试验；高压遮断电磁阀试验； 严密性试验。9控制方式切换汽机自动/手动方式。三热工炉侧主保护1 停两台引风机（电机轴承温度80/90℃，风机轴承温度50/80℃单点动作）2 停两台送风机（电机轴承温度80/90℃，风机轴承温度50/85℃单点动作）3 炉膛压力高2/3：炉膛正压+2000pa,延时3秒4 炉膛压力低2/3：炉膛负压－2000pa，延时3秒5 汽包水位高2/3：测量筒+254mm(三取二)延时5秒（启动前上水法）6 汽包水位低：测量筒－281mm(三取二)延时5秒（停炉时排污法）7 全炉膛灭火、所有火检丧失8 失去全部燃料、1．所有油阀关或速断阀关。2．所有磨煤机停或一次风机停(相与)9 手动“MFT”10 汽轮机打闸11 总风量小于25%延时30S12 两台火检冷却风机均停或火检冷却风压力低(三取二)：延时30秒13 空预器均停(烟温2/6/150℃/160℃)四

热工机侧主保护序号 内容1 OPC电超速保护3090r/min2 DEH电超速保护3300r/min3 TSI电超速保护3300r/min4 轴向位移大≥＋1.2mm；≤－1.65mm5 胀差大≥＋7.5mm；≤－3.5mm6 EH油压低≤7.8MPa7 润滑油压低≤0.06MPa8 真空低≤51.0kPa.abs9 轴振振动≥0.250mm10 发电机内部故障11 锅炉MFT12 DEH故障13 凝汽器水位异常 ≥高Ⅲ值2600mm ≤低Ⅱ值750mm 紧急放水门开到位四自动控制6 风量调节 A送风量调节 B送风量调节 #1磨一次风量调节 #2磨一次风量调节 #3磨一次风量调节 #4磨一次风量调节 #5磨一次风量调节7 风压调节 A引风机炉膛负压调节 B引风机炉膛负压调节 A一次热风压力调节 B一次热风压力调节8 风温调节 #1磨出口风温调节 #2磨出口风温调节 #3磨出口风温调节 #4磨出口风温调节 #5磨出口风温调节四自动控制

9 煤量调节 #1磨给煤量调节 #2磨给煤量调节 #3磨给煤量调节 #4磨给煤量调节 #5磨给煤量调节10 氧量调节11 燃料调节12 锅炉连排扩容器水位调节13 凝汽器水位调节14 凝结水压力15 #1~#3高加水位调节16 轴封蒸汽温度调节17 轴封蒸汽压力调节18 轴封溢流压力调节19 #1~#4低加水位调节20 发电机定冷水温度调节21 除氧器水位调节22 除氧器压力调节(辅助汽源压力)二十五项反措12

防止分散控制系统失灵、热工保护拒动事故

为了防止分散控制系统（DCS）失灵、热工保护拒动造成的事故，提出以下重点要求：12.1

分散控制系统配置的基本要求12.1.1

DCS系统配置应能满足机组任何工况下的监控要求（包括紧急故障处理），CPU负荷率应控制在设计指标之内并留有适当裕度。12.1.2

主要控制器应采用冗余配置，重要I/O点应考虑采用非同一板件的冗余配置。12.1.3

系统电流应设计有可靠的后备手段（如采用UPS电源），备用电源的切换时间应小于5ms（应保证控制器不能初始化）。系统电源故障应在控制室内设有独立于DCS之外声光报警。12.1.4

主系统及与主系统连接的所用相关系统（包括专用装置）的通信负荷率设计必须控制在合理的范围（保证在高负荷运行进不出现“瓶颈”现象）之内，其接口设备（板件）应稳定可靠。12.1.5

DCS的系统接地必须严格遵守技术要求，所有进入DCS系统控制信号的电缆必须采用质量合格的屏蔽电缆，且有良好的单端接地。12.1.6

操作员站及少数重要操作按钮的配置应能满足机组各种工况下的操作要求，特别是紧急故障处理的要求。紧急停机停炉按钮配置，应采用与DCS分开的单独回路。12.3

防止热工保护拒动12.3.1

DCS部分的锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）的系统配置应符合12.1条中的要求，FSSS的控制器必须冗余配置且可自动无扰切换，同时FSSS装置应具有在线自动/手动火焰检测器和全部逻辑的试验功能。12.3.2

对于独立配置的锅炉灭火保护装置应保证装置（系统）本身完全符合相应技术规范的要求，所配电源必须可靠，系统涉及到炉膛压力的取压装置、压力开关、传感器、火焰检测器及冷却风系统等外围设备必须处于完好状态。12.3.3

定期进行保护定值的核实检查和保护的动作试验，在役的锅炉炉膛安全监视保护装置的动态试验（指在静态试验合格的基础上，通过调整锅炉运行工况，达到MFT动作的现场整套炉膛安全监视保护系统的闭环试验）间隔不得超过3年。12.3.4

对于已配有由DCS构成的FSSS及含有相关软逻辑的热工保护系统，在进行机、炉、电联锁与联动试验时，必须将全部软逻辑纳入到相关系统的试验中。12.3.5

汽轮机紧急跳闸系统（ETS）和汽轮机监视仪表（TSI）应加强定期巡视检查，所配电源必须可靠，电压波动值不得大于±5％。TST的CPU及重要跳机保护信号和通道必须冗余配置，输出继电器必须可靠。12.3.6

汽轮机超速、轴向位移、振动、低油压保护、低真空等保护（装置）每季度及每次机组检修后起动前应进行静态试验，以检查跳闸逻辑、报警及停机动作值。所有检测用的传感器必须在规定的有效检验周期内。12.3.7

若发生热工保护装置（系统、包括一次检测设备）故障，必须开具工作票经总工程师批准后迅速处理。锅炉炉膛压力、全炉膛灭火、汽包水位和汽轮机超速、轴向位移、振动、低油压等重要保护装置在机组运行中严禁退出；其他保护装置被迫退出运行的，必须在24h内恢复，否则应立即停机、停炉处理。定期试验项目定期试验项目序号 项目 1 油枪试验 2 电泵试验 3 引、送、一次风机、磨煤机油泵联动试验 4 空预器马达联动试验 5 真空泵、交、直流密封油泵、定冷水泵、辅机冷却水泵、火检冷却风机联动试验 6 引、送、一次风机挡板试验 7 炉膛负压、二次风压试验 8 停炉、停机按钮试验 9 机、电、炉联锁试验 序号 项目 10 汽机油系统各油泵联动试验 11 汽机轴系传感器试验 13 DEH系统阀门校验 小修标准项目小修标准项目热控设备的小修周期与主机小修周期同步，小修的标准项目如下：4.6.1所有热控装置电源检查、卫生清扫4.6.2所有接线端子紧固及一次件密封4.6.3风压、风量管路吹扫4.6.4所有阀门、变送器连接头严密性检查4.6.5所有标志补齐4.6.6台盘信号、按钮检查4.6.7主要仪表定期校验4.6.8主要设备联动试验4.6.9所有调整门开度校对4.6.10所有恒温箱、接线盒卫生清扫，接线整理4.6.11机、炉保护、信号整定定值，传动试验4.6.12主要辅机程序、保护定值抽查传动4.6.13主要设备电缆绝缘检查4.614调节系统信号回路检查4.6.15油枪控制系统检查、试验4.6.16程控、保护系统校验4.6.17DCS系统电源、插件检查4.6.18DEH系统试验4.6.19ETS系统试验4.6.20TSI系统检查4.6.21火焰摄像机检查4.6.22氧量表回路检查4.6.23DCS系统事故追忆、报警打印传动4.6.24安全门控制系统检查，压力开关校验4.6.25FSSS保护回路检查4.6.26循环泵房控制系统检查4.6.27燃油泵房控制系统检查4.6.28空压机房设备检查4.6.29所有标准仪器、仪表校验4.6.30所有液动门检查、试验4.6.31仪表及台盘清扫4.6.32缺陷处理防止非停措施1、防止DCS系统故障造成机组非停的措施1.1DCS系统配置应能满足机组任何工况下的监控要求，DCS操作员站应设置专门监视DCS设备运行状况的画面和各分散控制单元功能说明的帮助画面，以便于运行人员在控制系统局部故障时，准确判断故障对控制和保护功能的影响情况，采取正确的处理措施。1.2加强对DCS的总电源系统、DPU控制器及机柜风扇的工作电源的工作状态的日常检查，对电源柜内各送电开关、DPU控制器的两路电源开关的状态检查，是否有跳断的开关，发现有异常状况，及时汇报，采取正确的措施排除故障后，恢复到正常工作状态。1.3加强对I/O模块的24V电源系统的日常检查，对冗余配置的两路电源模块保险要进行检测，同时对系统电源故障报警装置进行检查，发现电源系统有异常状况，要及时汇报并采取正确的措施安排处理。1.4加强对DCS的网络传输系统、DPU、控制模块工作状态的日常检查，发现网络离线、控制器故障、模块异常等现象及时汇报，采取正确的措施排除故障后，恢复到正常工作状态。1.5加强对DCS采取冗余配置的DPU控制器及I/O模块的日常检查，发现冗余的控制器其中之一故障时，应迅速对故障的部件进行更换，重新下载软件，软件下载正常后以备用方式投运；发现I/O模块故障时，应迅速对故障的部件进行更换，恢复正常后，仍需安排专人加强定期巡检。1.6加强对DCS的系统接地点的检查，查看屏蔽电缆的屏蔽层是否按要求单点接地，接地阻值是否在要求范围之内。1.7加强对DCS的系统历史站的检查。检查事件顺序记录及追忆功能是否正常，为及时、准确地分析、查找、排除故障点提供可靠的依据。1.8规范DCS软件的管理。软件的修改、更新、升级必须履行审批授权、责任人及监护人制度。做好对软件备份工作。DCS系统的外部接口应封闭，与DCS通讯的其它控制系统应有可靠的安全措施。同时要严禁在DCS系统内进行非法拷贝，以防病毒侵入。1.9部分操作员站（可用操作员站2台以上）死机或脱网时，应该在一小时以内恢复，如不能恢复应该以最快的速度用停用机组的操作员站或工程师站替代。1.10对DCS电子间空调应每日进行检查，对电子间的温度控制在15℃～30℃、湿度控制在45%～80%，任何情况下不许结露。2、防止热工保护拒动、误动造成机组非停的措施2.1汽轮机紧急跳闸系统（ETS）和DEH系统应加强定期巡视检查，所配电源必须可靠，电压波动值不得大于±5%。并利用停机或大小修启动前做静态传动试验，检查报警、跳闸逻辑、以及停机动作定值，在运行中的保护装置具备定期试验应做定期试验，并做好试验记录。DCS系统输出继电器必须动作可靠。重要保护电源要冗余配置，故障切换时间要满足要求。要建立完善的热工保护装置报警、动作定值清册，存档备查，确保保护定值准确、动作可靠。2.2热工保护必须动作可靠、定值准确。对于锅炉灭火保护应完全符合技术规范的要求，系统涉及到的炉膛压力取样装置，压力开关、火检探头、传感器及冷却风系统设备必须处于完好的状态。要定期进行保护定值的核实及取样管路的吹扫，利用大小修或停机机会做灭火保护的静态及动态传动试验，并做好记录。2.3热工保护装置不允许随意投退。不能随意解除运行中的保护装置，若发生热工保护装置故障，必须办理工作票并经总工或生产经理批准后方能解除并迅速处理。对于锅炉灭火保护、水位保护，汽轮机超速、串轴、低真空、低油压、振动等重要保护装置，在机组运行中严禁退出，其他保护装置被迫退出运行时，必须在24小时内恢复，否则立即停机、停炉处理。对灭火保护的火检探头、放大器、主机柜电源等设备要每日进行重点检查，对菲利蒲保护系统护主机柜内卡件及就地检测探头、前置器等要每日进行重点检查，发现异常状况要及时汇报，做好措施后组织安排处理。2.4做好运行机组定期维护工作，对热工定期工作要按月度、季度合理安排，不发生丢项、拉项，定期工作期间要组织得当，实施专业升级监护制度，保证定期工作安全、高效、高质完成。2.5加强对空冷系统的检查，特别是对影响机组安全稳定运行的A7阀、A103、A104等主要阀门控制系统利用机组大小修、临修机会要加大检查力度，要对控制系统的电源工作状态、电缆绝缘、接线、接触器、继电器等方面进行检查测试，以保证系统稳定可靠的运行。3、防止热工主要自动系统失灵造成机组非停的措施3.1重要的热工自动装置和监视表计，以及跳辅机的温度、压力等