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山西煤层气综合利用项目保德燃气(煤层气)热电联产工程的应用

引言

该项目是山西国新集团在建的山西最大的燃气-蒸汽联合循环热电联产发电机组项目,对煤层气有效利用和可持续发展具有里程碑意义。

工程概况

该项目属山西省重点建设项目,工程新建一套“二拖一”方式的燃料为煤层气的燃气-蒸汽联合循环热电联产发电机组。该机组由两台52.5MW西门子SGT-800型燃汽轮发电机组、两台余热锅炉、一台直接空冷汽轮机发电机组组成。工程联合循环机组还负责冬季额定供热任务,供热量均不低于216GJ/h。

该项目DCS系统包括(1)热力系统(2)余热锅炉系统(3)热网站(4)辅机循环水系统(5)汽水取样及化学加药系统(6)锅炉补给水处理系统(7)空压站(8)HVAC系统(包括屋顶风机)(9)综合水泵房(10)发变组和厂用电源系统(11)空冷系统(12)原水预处理系统(13)机组交流不停电系统、全厂220V直流系统、微机保护柜等电气二次设备(14) 汽轮机控制系统(DEH)和汽轮机危急遮断系统(ETS)。

项目规模



总计点数:3870+1860=5730点(联合循环机组DCS及辅控)

系统配置

保德燃气(煤层气)热电联产工程,其分散控制系统的控制范围包括2台余热锅炉、1台蒸汽空冷机组、辅网系统和公用系统。整个DCS系统按照HOLLiAS MACS的网络结构划分为1个域,并且与厂级监控信息管理系统(SIS)、燃机监控系统等留有通讯接口。

奔驰宝马app控制系统具有模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)、电气控制(ECS)、数据采集(DAS)、汽机旁路控制(BPC)、APS、联合循环机组协调控制等系统功能,以满足各种运行工况的要求,确保机组安全高效运行。

DCS控制系统硬件配置示意图如下:

DCS控制系统与第三方硬件配置示意图如下:

DCS网络结构

HOLLiAS MACS分散控制系统,划分为监控层和控制层两个层次。监控层的设备主要包括工程师站、操作员站、通讯站等;控制层的设备主要包括实现各种控制功能的控制站(包括远程控制站和远程I/O站)。工程师站、操作员站和通讯站等与控制站采用P-TO-P结构互连,基于可靠的工业以太网通讯协议,信息传输实时、可靠。控制站内部的数据通讯网络称为控制网(C-NET),控制网采用Profibus现场总线。使用Profibus-DP协议,通讯速率自适应并可调,实现控制器与过程I/O模块的通讯,符合IEC61158国际标准。所有支持Profibus-DP协议的控制器(如PLC)和智能仪表只要提供相应的GSD设备文件,都能作为主控的从站与HOLLIAS MACS系统进行通讯。

HOLLiAS MACS系统的网络结构具有灵活的扩展性,对于距离电子设备间较远的控制现场,可以通过在现场设置远程控制站或远程I/O站的方式接入系统。例如本项目中,在化学水现场设置远程I/O站对化学水进行控制;在循泵房就地设置远程控制站对循泵进行控制等。远程控制站和远程I/O站采用光缆通讯,保证了通讯的速度和质量。

DCS硬件配置

HOLLiAS MACS分散控制系统的硬件设备主要包括控制机柜、工程师站、操作员站、数据服务器、通讯站、大屏幕显示器、激光打印机等。另外,根据DCS合同要求,集控室和工程师站的操作台、紧急跳闸按钮操作盘、UPS电源分配柜(含切换装置)、接地柜等设备也由奔驰宝马app供货。

工程师站是配有系统组态软件的计算机,通过对应用系统进行功能组态,包括操作员站组态和控制器组态进行在线下装和在线调试,是工程师对工程实施各种控制策略和人机交互方式的工作平台。

操作员站是配有实时监控软件和各种可配置的人机接口设备的计算机,负责完成对生产过程和现场参数的实时监视与操作。操作员站可全面完成对现场工艺状况的显示、报警、打印、历史数据记录和再现以及报表等功能。本工程中,DCS的工程师站和操作员站采用DELL工作站, 型号为DELL 5810,运行在基于Windows 7中文版平台之上。数据服务器采用高性能服务器,完成实时数据库及历史数据库的管理和存取,服务器为双冗余配置,并可根据实际工程规模灵活配置。DCS的数据服务器采用DELL服务器,型号为DELL 5810,操作系统为Windows 7系统。HOLLiAS MACS系统中,较复杂的计算和管理任务交给网络上的高性能的数据服务器,频繁与操作员打交道的人机界面等任务交给操作员站。这种体系结构灵活、处理效率高,易于扩充、适应范围广、可维护性强。

制功能

模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)、锅炉安全监视保护(FSSS)、电气控制(ECS)、数据采集(DAS)、汽机旁路控制(BPC)和系统功能。

通讯接口

本期工程的单元机组设有三台通讯站,以实现与电厂SIS系统和机组辅控系统的通讯。