1000MW超超临界机组DCS系统国产化三步走

　　一、消化、创新、推进三步走战略

　　国电智深公司在实现1000MW超超临界机组DCS系统国产化这一重大目标上采取了三步走战略，即泰州北仑工程服务、龙山庄河奠定基础、谏壁项目实现国产化。具体地说，通过承担泰州和北仑电厂1000MW超超临界机组DCS系统工程技术服务，深入研究超超临界机组的控制对象特性和控制技术，了解掌握超超临界机组对DCS系统性能指标、功能和规模上的要求;与此同时，采用自主化DCS系统实现龙山600MW亚临界直接空冷机组和庄河600MW超临界机组的控制，从而在系统平台上为超超临界机组DCS系统的国产化打下坚实基础;最终在谏壁1000MW超超临界机组上，实现超超临界火电机组DCS系统的国产化。

　　目前泰州电厂1号机组已投运商业运行，2号机组即将完成168小时试运，北仑项目已开始现场调试;采用国电智深自主化DCS系统的龙山600MW直接空冷亚临界机组已于2007年1月投运，成为首批成功在600MW机组上使用的国产DCS系统;采用国电智深自主化DCS系统的国家发改委“十一五”国家技术进步示范工程——庄河600MW超临界机组已于2007年8月成功投运，实现了国产DCS在600MW超临界机组上的历史性突破;谏壁1000MW超超临界机组DCS系统项目合作协议已签订，并列为国家863项目《火电行业重大工程自动化成套控制系统》的示范工程。可以说，国电智深在实现1000MW超超临界机组DCS系统国产化战略目标的征程上已成功跨越前两步，正开始迈入最关键的第三步。

　　(一)百万超超临界机组工程服务

　　1、泰州1000MW超超临界机组DCS系统工程服务

　　国电泰州电厂2×1000MW超超临界机组锅炉采用哈尔滨锅炉厂引进日本三菱公司技术的变压运行、带中间混合集箱垂直管圈水冷壁直流炉，八角双火焰切圆燃烧方式，汽轮机和发电机由哈尔滨汽轮机厂和发电机厂与日本东芝公司联合设计制造。DCS系统采用美国爱默生公司OVATION系统，DEH系统采用东芝公司的TOSMAP-DS/W500系统，由国电智深公司负责DCS系统的工程技术服务工作。

　　·该项目单元机组和公用系统配置了34对控制器，功能包括DAS、FSSS、SCS、MCS、ECS、MEH、METS、BPS，单元机组和公用系统I/O测点数量达12452点，控制设备1105个(马达229台、电动门/电磁阀771台、电气开关105个)，控制回路127套。控制器功能分配采用工艺结合功能的原则。

　　该项目于2006年启动，1号机组于2007年12月4日顺利通过168小时满负荷试运，各项性能指标达到较高水平。

　　2、北仑1000MW超超临界机组DCS系统工程服务

　　浙江北仑电厂1000MW超超临界机组锅炉采用东方锅炉厂引进日本日立公司技术的变压运行、螺旋管圈水冷壁直流炉，采用前后墙对冲燃烧方式，汽轮机和发电机均为上海汽轮机厂和发电机厂引进西门子技术制造，主厂房和辅助车间DCS系统均采用美国爱默生公司OVATION系统，涵盖机侧SCS功能的扩大范围DEH系统采用西门子公司的T3000硬件，国电智深公司负责整个主、辅DCS系统的工程技术服务工作。

　　该项目单元机组配置了28对控制器，功能包括DAS、FSSS、SCS、MCS、ECS、MEH、METS、BPS，单元机组和公用系统I/O测点数量达12464点，控制设备1411个(马达198个、电动门/电磁阀1117个、电气开关96个)，控制回路147套。控制器功能分配采用工艺结合功能的原则。

　　该项目于2007年启动，2007年12月进行了出厂测试和验收，现在已开始现场调试。

　　3、泰州北仑工程服务总结

　　1、对1000MW超超临界机组的工艺流程、运行方式进行了分析和研究。

　　2、通过资料消化吸收、工程设计和现场调试，对1000MW超超临界机组的对象静态和动态特性有了较深入的了解，对控制策略优化进行了一定的实践。

　　3、对1000MW超超临界机组DCS系统控制器功能分配原则进行了研究和实践。

　　4、在认真消化吸收国内外设备厂家和设计院的技术资料的基础上，结合电厂生产运行的实际需要，和设计单位、设备厂商、调试单位和电厂进行充分的研讨，对1000MW超超临界机组DCS系统应用软件功能设计进行了研究和实践，并在现场调试投运过程中不断完善和优化。

　　5、在1000MW超超临界机组对DCS系统的要求方面有了更深入的认识。

　　①系统规模更大

　　1000MW超超临界机组DCS系统单元机组和公用系统I/O测点数量达到12000点左右，而一般600MW机组DCS系统单元机组和公用系统I/O测点数量一般在8000~9000点左右;控制设备数量1000MW超超临界机组DCS系统达到1100~1400个，而600MW机组DCS系统为750~900个;模拟量控制回路数量和600MW机组无明显差别。

　　②快速控制、快速保护

　　1000MW超超临界机组只能采用直流锅炉，在直流锅炉中循环工质总质量下降，循环速度上升，工艺特性加快。又因机组采用超临界参数，波动范围要求更严，进一步强化了对快速控制的要求。

　　为满足机组快速控制和快速保护的要求，需全面提高控制系统实时性性能，包括快速可靠的网络通讯、快速稳定的控制器周期、快速的I/O处理和高精度SOE，这些一直是DCS改进和完善的难点。

　　③可靠性要求更高

　　超超临界机组热力系统复杂，设置了更多的热工保护项目，以避免因操作失误而造成重大设备损坏。同时，由于超临界机组容量大，机组安全运行对整个电网的安全也至关重要。这就要求整个自动化系统具备更高的安全和可靠性。

　　④智能化要求更高

　　1000MW超超临界机组的安全经济运行对电网的稳定是很重要的，相对于600MW和300MW机组，1000MW超超临界机组必须更加依赖自动化系统，而靠手动操作运行是不可想象的。控制方式、事故报警、操作指导等方面智能化程度的提高，能更好地提高1000MW超超临界机组的安全经济运行水平。