摘要：本文介绍了某2X12MW生物质发电项目全厂DCS一体化控制系统的设计。对该项目的主要工艺系统，控制系统规模、系统配置及全厂控制方式做了介绍，该项目两台机组及公用系统共用一套机组DCS，水、灰、燃料等辅助系统共用一套辅助系统DCS。并将全厂DCS一体化控制与常规电站辅助系统采用PLC设计的优缺点进行了分析比较，为常规电站控制系统一体化设计提供了设计思路。
关键词：DCS；一体化控制；生物质电站
1 项目介绍
1.1主机设备及参数
本工程建设规模为2×12MW、空冷抽凝式、循环流化床机组，配置2×65t/h中温次高压、循环流化床锅炉，锅炉为露天布置，固态排渣，燃料为稻壳。
锅炉：次高压中温循环流化床锅炉，全钢构架；炉前四点给料；两台高温绝热型旋风分离器；床下风道点火器点火。
汽机：次高压中温抽汽凝汽式汽轮机。
发电机：额定功率为15MW，额定转速为3000r/min，直流励磁系统。
1.2 主要工艺系统介绍
①给料系统：
本系统采用炉前一级给料，设2个料仓，每个料仓对应2台无轴式螺旋给料机，每台锅炉共4台给料机。
②一、二次风、高压流化风、播料增压风系统：
每台炉设一台一次风机、一台二次风机、两台用于返料装置的高压流化风机，和一台播料增压风机。
③烟气系统：
每台锅炉配一台引风机和一台布袋除尘器。
④点火及助燃油系统：
每台锅炉设置两只床下风道点火燃烧器。
⑤主给水系统：
给水系统设置三台容量各为最大给水量110%的电动给水泵，正常情况下，两台运行，一台备用。
⑥凝结水系统：
每台机组设置两台容量110%的卧式电动凝结水泵，一台运行，一台备用。
⑦补水系统：
化学除盐水直接补入大气式除氧器。
1.3 辅助系统介绍
助系统热工控制范围包括: ① 水系统:化学补给水处理控制系统、汽水取样加药、工业废水处理控制系统、综合泵房控制系统、补给水泵房等控制系统 ②灰系统:除灰除渣控制系统、空压站控制系统、除尘控制系统、燃料输送控制系统③循环水控制系统、燃油控制系统等。
2控制方案介绍
2.1控制系统规模
本项目采用全厂DCS一体化的设计方案，全厂机、炉、电、辅助系统采用DCS集中控制。各辅助系统全部采用DCS控制，实现真正意义上的全厂DCS一体化，既提升了全厂的自动化水平，又方便了全厂的运行、维护和管理，节省备品备件。本项目全厂控制点规模如表一所示。
本项目控制系统网络结构具有以下特点。
①全厂分别设置一套机组DCS网络及一套辅助系统DCS网络，完成全厂的监视与控制功能。
② 机组及公用系统设置11对冗余DPU，分别为1#锅炉2对， 1#汽机1对，1#DEH 1对，1#电气系统1对，2#锅炉2对， 2#汽机1对，2#DEH 1对，2#电气系统1对，循环水及燃油泵房等公用系统1对。辅助系统设置3对DPU，分别为空压机、除灰系统、燃料输送1对，化补水、综合泵房、工业废水、汽水取样1对。由于补给水泵房距离厂区较远，也设置1对DPU。
③汽机数字电液控制系统(DEH)由同品牌DCS实现。
2.3 系统冗余设计
为了保证全厂控制系统的稳定运行，机组DCS网络及辅助系统DCS网络均采用冗余设计，各DPU同步接入控制网络，实现无扰切换。
机组控制系统及辅网控制系统采用冗余交换机，即冗余交换机完成整个
电厂数据的采集，转发和存储。在上层环网的就地操作员站各配置两块以太网卡，并分别接入冗余的主交换机，构成上一层完整的监视控制系统。
2.4 监控点的设计
全厂设置一个集中控制室，集控室内共设置9台操作员站用于机组及辅助车间的集中监控，操作员站分别为1#锅炉、1#汽机、1#电气、2#锅炉、2#汽机、2#电气、公用系统、1#辅助系统、2#辅助系统。各辅助系统不再设就地控制室及就地值班人员，辅助系统的控制机柜、电源柜等设备放在相应车间的电子设备间内。在工程建设阶段，由于各辅助系统安装、调试、投运的进度计划相差较大，不可能同步实现在集中控制室的控制，因此在化学补给水处理、输灰及燃料输送等设备较集中的车间的电子设备间设置必要的临时调试操作员站兼工程师站，作为启动调试初期使用，在生产运行阶段也可作为事故后备操作手段。
3 优势
在常规火电站设计中，辅助车间仍习惯采用PLC+组态软件的方式，并按水、燃料、灰区域设置就地值班人员。这样就会导致辅助系统控制设备多样化，备品备件增多，运行人员要熟悉多种品牌的控制设备，加大了运行难度。在不同的区域设置就地值班人员，也增大了企业的人力成本，同时辅助系统互相独立，彼此间相互联系不够，也会增大电厂管理人员的调度难度。
全厂DCS一体化的设计能提高全厂自动化水平，便于运行管理、员工培训、减少配件品牌数量。由于采用同一控制平台，能减少不同控制系统间的通讯接口，有利于数据共享和系统扩展。随着DCS的迅速发展，国产DCS参与市场竞争，导致DCS成本不断降低。在控制设备的招评标过程中发现，与辅助系统采用PLC相比，全厂DCS一体化方案更能节约投资成本。 而就地不设控制室及值班人员，在集控室实现统一监控管理，能极大地精简值班人员，为企业减少运行成本。
4结束语
全厂DCS一体化的设计方案能实现全厂控制系统的统一，优化网络结构。能减少备品备件，便于后期运行管理和维护，提高自动化水平。全厂DCS一体化具有安全性、经济性、可扩展性强的特点，可以预见一体化的设计方案在发电设计中将是发展趋势。
参考文献
[1]DCS安装、调试中经常出现的问题及改进措施[J]. 张烈. 电力建设. 2004(05)
论文作者:刘莉华
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/26
标签：全厂论文; 系统论文; 控制系统论文; 锅炉论文; 一台论文; 汽机论文; 机组论文; 《基层建设》2017年5期论文;