1．工程技術概述
　　
　　宜賓發電總廠豆壩發電廠2×100MW機組熱控系統改造工程是根據總廠創*企業，提高安全、經濟效益和適應電力模擬市場需要，實現減人增效目標的要求，由宜賓發電總廠立項，四川電力公司批準的重大技改項目。該項目由四川電力公司主持方案審定、招標及驗收，由宜賓發電總廠、四川電力試驗研究院、四川電力勘探設計院、上海新華等單位共同實施完成。
　　
　　1.1改造工程的目的和思路
　　
　　豆壩發電廠#3、#4機組熱控系統是在六十年代初期設計的，控制水平極低，控制儀表設備落后。雖然經過歷年來的不斷改造，逐步完善，但僅對系統部分二次儀表、部分一次儀表進行了更新換代，其系統結構與布置并未改變，盤臺陳舊、操作開關老化、儀表布置零亂、電纜及部分二次線布置零亂絕緣老化、電源系統混亂等等，系統安全性差，自動與保護不完善，運行操作方式落后，適應調峰的能力差，難于滿足電力市場的需要，與現代100MW機組的容量和自動控制水平的發展很不適應，在近期老式100MW機組還不能淘汰的基礎上，為了與電力部提出的創建*火力發電企業的要求及當前減人增效、競價上網降低不合格電量的要求相適應，提高機組安全運行及自動化水平，根據四川省電力公司和宜賓發電總廠的安排，在豐水季節中，對豆壩發電廠#3、#4機組（2×100MW）熱控系統進行了改造。
　　
　　八十年代以后，DCS系統在火力發電廠的普遍采用，對機組自動控制、安全經濟運行起了很大的促進作用，DCS系統已成為大中型電廠的主要熱控系統。由于DCS在大中型機組中的成功運用，進入九十年代以后，DCS系統的應用越來越普遍，它一方面可以提高機組的自動化水平，提高機組運行的安全性、可靠性和經濟性，另一方面可以減輕運行操作人員的勞動強度。
　　
　　根據當前電力市場形勢，按四川省電力公司對改造的熱控系統應采取"中檔實用"結構的DCS系統原則，和主要提高機組運行的可靠性、安全性、經濟性，控制的靈活性的要求，結合#3、#4機組具體情況，本次改造主要針對原有的熱控系統進行，用DCS系統取代原有的單回路控制系統、測量儀表系統以及電動門及制粉輔機操作系統，另外改造儀表盤臺、熱工保護系統、電纜等，主要是增加母管制機爐協調控制系統和汽輪機低壓純電調系統，以及順序控制系統，并對儀表盤臺、熱工保護系統進行更新換代改造。目的在于提高機組運行的可靠性，保證運行參數的穩定，提高機組的經濟性，zui大限度地減少因為運行人員個體差異造成的運行狀況的不一致性。為減輕運行人員的勞動強度，為機爐值班合-、一專多能和減人增效打下基礎。
　　
　　1.2原有熱控系統的基本狀況
　　
　　宜賓發電總廠豆壩發電廠#3、#4機組熱控系統從76年投產以來，經過歷年來的不斷改造，逐步完善后，熱控系統狀況仍然落后。
　　
　　1.2.1自動控制系統是由KMM調節器構成的，原有系統未配置汽輪機低壓純電調系統，汽機啟停用遠操或就地手動操作同步器進行，不能自動同期。運行時的操作繁鎖，且操作不方便，控制精度較低，負荷偏差達15MW左右。原機組移交電廠時，沒有機爐協調控制系統，調峰適應能力差。調節系統結構復雜，中間轉換設備多，安裝分散，聯絡電纜來回倒換，故障點多而且查找起來很困難，不利于機組安全經濟運行。
　　
　　1.2.2原有顯示儀表為常規儀表，大部分為動圈表等，精度低，中間環節較多，制約了測量準確性的提高。儀表盤及操作臺為弧形布置、陳舊、修補多次，儀表多、布置亂，不利于運行監視。盤臺操作開關大多為淘汰設備，已無備品，二次線及端子較亂，可靠性差。
　　
　　1.2.3熱工保護系統大多數控制回路繼電器未改造過，設備老化、可靠性差、布置分散，二次線及供電電源混亂。滅火保護裝置MFSS-P型已使用多年，存在問題多，保護系統不完善，如滅火保護無燃料中斷及汽包水位保護，汽機無潤滑油壓低保護及發變組故障保護等。熱工信號為直流220V燈泡發光信號，經常發生直流接地問題。
　　
　　1.2.4熱工電源系統不集中，且無自動重合閘功能，電源開關老式交多，盤臺供電電源、儀表與保護電源混雜使用，電纜及部分二次線老化嚴重，可靠性差。
　　
　　1.2.5電纜層電纜布置混亂、縱橫交叉，*不符合動力電纜、控制電纜、信號電纜的分層要求，信號干擾嚴重，且部分電纜老化嚴重，可靠性差。
　　
　　2．改造工程的技術特點
　　
　　豆壩發電廠#3、#4機組（2×100MW）熱控系統改造，從年初開始立項、確定方案、招標確立主設備廠家，經過現場考察、收集資料，進行了I/O點確定、盤臺布置及控制系統的施工圖設計工作，與2000年8月1日開始進行拆除、安裝、調試等施工，至2000年10月15日#4機組點火并網發電，歷經76天完成施工及靜態調試任務，至2000年11月12日完成全部的調試任務，各系統及設備目前運行良好。豆壩發電廠#3、#4機組（2×100MW）熱控系統改造具有以下突出特點：
　　
　　2.1豆壩發電廠100MW母管制機組熱控DCS系統改造實現能量平衡協調控制在川內同類型機組屬。
　　
　　2.2熱控DCS系統改造成功地采用了DCS系統與DEH系統一體化模式。
　　
　　2.3#3、#4機組DCS/DEH系統的主機與DUP通訊方式采用一對冗余的數據高速公路網-實時數據網，實現交叉運行協調控制數據的傳送，并且通過網上通訊在任意操作員站或工程師站對其#3或#4機組進行組態。
　　
　　2.4球磨機料位監控系統進入DCS系統實現制粉系統自動控制在100MW母管制機組上應用成功，并且通過振動給煤實現控制。
　　
　　2.5兩臺機組熱控DCS系統改造同時進行，規模合理，中等實用，性能價格比合理。
　　
　　2.6DCS系統改造工程量大，工程質量優，尤其是電纜敷設及剝接線工藝較為突出，投入運行后效果良好。
　　
　　2.7系統通電一次成功，在整個送電、調試過程中未燒過一塊卡件甚至一個元件。
　　
　　2.8獨立完成工程安裝及熱工保護系統調試工作。
　　
　　3．系統改造方案和系統構成
　　
　　3.1熱控系統改造方案
　　
　　根據黃桷莊電廠DCS系統改造的經驗，結合豆廠100MW母管制、雙爐膛（哈鍋、哈汽廠）老機組的具體情況，和省電力公司對豆壩發電廠100MW機組熱控系統DCS改造的總體要求，本著"中檔實用，改造*，避免重復投資"原則，擬定了豆壩發電廠#3、#4機組熱控系統DCS改造方案，此次改造包括：
　　
　　1）DCS系統改造，包括：
　　
　　●數據采集與處理系統（DAS）
　　
　　●模擬量控制系統（MCS）
　　
　　●順序控制系統（SCS）
　　
　　●汽輪機低壓純電調系統（DEH）
　　
　　2）熱工保護系統改造
　　
　　3）熱控盤臺改造
　　
　　4）改建微機室、控制室改造
　　
　　5）供電源系統及微機接地系統改造
　　
　　6）外圍設備改造：包括電纜改造、部分執行器改造、部分測量儀表改造等。
　　
　　本次改造對原有#3、#4機爐控制進行全部拆除改造，盤臺重新制作、重新布置，增建微機房。熱力系統測點進DAS系統，盤臺保留主要參數監視儀表，所有遠方操作及調節系統進MCS系統，重要調節留有后備手操，所有輔機（除直流油泵外）及電動門（除汽包事故放水、向空排汽電動門、電磁閥外）進SCS系統，汽機采用低壓純電調系統控制，實現遠方掛閘、自動同期并網。熱工保護控制回路設備（開關、繼電器等）全部更新，滅火保護采用PLC控制，保護未進DCS系統，操作臺上設有切投開關及操作開關，但制粉輔機保護、鍋爐總聯鎖、輔機聯鎖等由SCS系統完成。熱控供電電源系統采用雙路自動重合閘供電方式，新增微機接地系統并保證接地電阻小于2歐姆。將原來盤臺電纜全部拆除，改造電纜層，根據盤臺布置重新敷設電纜，進入DCS系統模擬信號及經過3KV電纜溝的開關量輸入信號電纜全部用屏蔽電纜，以防電磁干擾。
　　
　　對原有的自動控制系統進行改造，制粉遠燥系統改成了自動調節系統，增加了磨煤機料位（噪聲控制）控制系統。為了實現協調控制，增加了送引風自動調節系統，加裝了機翼測風裝置。
　　
　　在熱控保護中，滅火保護增加了燃料中斷、送引風機全停保護、汽包水位保護，汽機主保護增加了汽機潤滑油壓保護、發變組故障保護，熱工信號采用集裝發光二極管帶聲光報警顯示。
　　
　　由于資金有限、并根據老機組改造的具體情況，除氧給水系統、電氣系統在此次改造中未納入。
　　
　　為了與改造后的系統功能及操作要求相適應，對有關的執行機構、變送器、電動門及制粉輔機控制回路等進行了相應的改造。
　　
　　DCS系統和DEH系統之間采用一體化形式，均為上海新華XDPS-400系統，#3、#4機組的主機與DPU通訊方式采用一個冗余的高速數據網，實現交叉運行協調控制數據的傳送。
　　
　　3.2系統硬件構成
　　
　　3.2.1#3、#4機組熱控系統構成
　　
　　整個機爐控制室分為三部分：
　　
　　中間為#3、#4機爐運行操作間，共有控制盤2×4面，其中鍋爐2×3面、汽機2×1面，上面裝有流渣工業電視、滅火保護主機、給煤控制、風壓表、電流表，主要溫度、壓力、電接點水位表等重要表計；操作臺2×3面，其中鍋爐2×2面、汽機2×1面，上面裝有后備手操器、保護切投、安全門操作、給粉、燃油、燃氣電源操作、汽機直流油泵操作重要操作等；#3、#4機爐操作臺中間布置空臺1面。
　　
　　左側為#3機爐繼電器盤、配電盤，共有熱控總電源盤1面、機爐保護繼電器盤4面、配電盤3面。
　　
　　右側為#4機爐繼電器盤、配電盤，共有熱控總電源盤1面、機爐保護繼電器盤4面、配電盤3面、送引風機串調盤1面；
　　
　　后部為微機房，共有DCS機柜2×7面，工程師站2套。
　　
　　爐繼電器盤2面，#1為滅火保護盤，內裝歐姆隆PLC及控制繼電器等；#2為安全門保護盤，內裝直流接觸器及制粉輔機保護控制繼電器等。
　　
　　機繼電器盤2面，#1為主機菲利蒲（#3機為RMS700、#4機為MMS6000）保護盤，內裝菲利蒲轉速、振動、軸位移、脹差、撓度板件及控制繼電器等；#2主機及高加、抽汽逆止門等輔機保護盤，內裝變壓器、控制繼電器等。
　　
　　配電盤采用抽屜式，內裝爐電動門控制回路，機循環水電動門開關，與汽機電動門構成環形供電，自動重合閘電路給熱控總電源盤、執行器供電，空氣開關2個給DCS/DEH系統供電。
　　
　　3.2.2#3、#4機組DCS/DEH系統構成如下：
　　
　　3.2.2.1#3、#4機組鍋爐操作員站2×2個，汽機操作員站2×1個，操作員站之間相互冗余，其主機及長線驅動器2×3安裝在微機房#7機柜中；工程師站2×1個；交流220V自動切換電源2×1臺。
　　
　　3.2.2.2#3、#4機組DCS/DEH系統機柜、端子柜2×7個：
　　
　　●#1柜DAS/DEH系統DPU：2×2個、交流220V自動切換電源2×1臺、直流5V.15V.-15V電源2×1臺、直流48V電源2×1臺、直流24V電源2×1臺，其輸出端子在#2柜。
　　
　　●#3柜MCS/SCS系統DPU：2×2個、交流220V自動切換電源2×1臺、直流5V.15V.-15V電源2×1臺、直流24V電源2×1臺，其輸出端子在#4柜。
　　
　　●#1、#3柜卡件數量為：
　　
　　AI卡：TC板2×5塊；
　　
　　RTD板2×3塊；
　　
　　mA板2×12塊。
　　
　　DI卡：2×8塊。
　　
　　AO卡：2×2塊。
　　
　　DO卡：2×16塊。
　　
　　LC卡：2×2塊。
　　
　　LC-S卡：2×2塊。
　　
　　VCC卡：2×1塊。
　　
　　MPC卡：2×3塊。
　　
　　MPC-OPC卡：2×3塊。
　　
　　OPC卡：2×1塊。
　　
　　站控BC卡：2×11塊。
　　
　　●#2、#4、#5柜端子板及RHA伺放數量為：
　　
　　AI/VTB板：2×12塊。
　　
　　TCTB板：2×5塊。
　　
　　RTDTB板：2×3塊。
　　
　　DITB板：2×8塊。
　　
　　AOTB板：2×1塊。
　　
　　DOTB板：2×18塊。（帶繼電器）
　　
　　LCTB板：2×2塊。
　　
　　LC-STB板：2×2塊。
　　
　　VCCTB板：2×2塊。
　　
　　MPCTB板：2×1塊。
　　
　　其中VCC為伺服閥控制卡，是汽機閥門控制的核心部分；LC為回路控制卡；LC-S為伺服控制卡；具有AI、AO、DI、DO輸入輸出功能。
　　
　　伺放：KE3型2×5臺。
　　
　　●#6柜裝輔機啟停進口直流繼電器2×60只，自動開關2×65只，隔離變壓器2×1臺。
　　
　　●磨煤機料位監控裝置2×2臺裝在#7柜。
　　
　　●UPS電源（6KVA）2×l臺。
　　
　　3.2.2.3工程師操作臺2×l個，工程師站配有主機2×1臺，激光彩色打印機1臺，噴墨黑白打印機l臺。操作員站2×3個，配有球標、鍵盤和21英寸彩色顯示器。
　　
　　3.2.2.4DAS/DEH系統共用1對DPU，MCS/SCS系統共用1對DPU，實現DCS與DEH一體化。
　　
　　需進行累積計算和補償的參數經由該系統計算后在流程圖上顯示或由AO口輸出至有關儀表。
　　
　　操作記錄及報警記錄由該系統完成，由人工選擇打印。
　　
　　所有DI信號均可作SOE信號，但必須由同一DPU、同一站控BC板管理，才能達到毫秒級，分配為三個時序段，每段分別為：80點、32點、16點。
　　
　　重要的調節信號采用二取-、三取-或四取一處理，并且取自不同的卡件，以提高因變送器故障時系統運行的可靠性。
　　
　　3.2.2.5XDPS系統由高速數據網和連接在網上的MMI（操作員站或工程師站）與DPU三大部分組成。MMI采用無主無源同軸電纜通過冗余高速數據網的實時數據網與DPU相連，DPU通過344卡實現雙DPU跟蹤、仲裁切換，通過BITBUS實現與各I/O從站（XDPS-BC）之間的數據交換。#3、#4機組的DCS/DEH系統網上共連接了8個DPU，8個MMI節點。
　　
　　由DPU控制BC板，BC板控制I／O板。
　　
　　3.2.2.6自動調節用執行機構除哈德曼執行器采用AO輸出進行控制以外均采用DO卡或LC-S卡的開關量控制。哈德曼執行器的手動操作采用開關量控制。遠操門執行機構及電動門采用DO卡的繼電器進行控制。機爐輔機的控制采用DO卡的繼電器輸出經功率放大繼電器后對電動門進行控制。制粉系統輔機的聯鎖及保護、鍋爐總聯鎖、汽機部分聯鎖由SCS系統完成。
　　
　　I／O信號及執行器控制電纜采用就地與機柜或繼電器柜直接聯接，以減少中間環節。電動門及輔機控制和信號電纜通過中間柜與機柜或繼電器柜直接聯接。
　　
　　3.2.2.7共配置后備手操7個：主給水調節系統1個、引風調節系統2個、送風調節系統2個、II級減溫調節系統2個。共配置后備按鈕6個：燃料調節系統4個、給水大旁路調節系統2個。
　　
　　3.2.2.8熱控系統冗余自動重合供電：（#3、#4機組相同，以下為1臺機組情況）
　　
　　由于豆廠沒有不停電電源，為了使熱控系統供電電源可靠，又不增加太大的投資，電源從交流380V不同段取。
　　
　　●動力電源Ⅲ段、Ⅳ段交流380V兩路對配電盤供電，并實現自動重合閘。
　　
　　●自動重合閘后取C相兩路對熱控總電源盤供電，熱控總電源盤各自再取兩對盤臺供電。
　　
　　●自動重合閘后取A相兩路對執行器進行供電。
　　
　　●直流220V電源一路取至#1機就地盤供#3機組熱控總電源盤、另一路取至除氧給水盤
　　
　　#4熱控總電源盤，#3、#4機組的直流220V電源相連，構成環狀供電。
　　
　　●在配電盤進線取B相兩路對DCS/DEH系統進行供電，一路經過UPS。經過DCS/DEH系統
　　
　　自動切換電源開關進行切換后供操作員站、工程師站、DPU；兩路分別給冗余的直流電源（5、15、24、48V）供電。
　　
　　3.2.2.9發電機功率信號由功率變送器提供三路，汽輪機轉速信號由三支探頭測量。發電機功率及汽輪機轉速信號均為三選一，以提高可靠性。
　　
　　3.2.2.10汽機操作臺上設有DEH后備手操器，以備系統故障VCC卡正常時，將汽機切為手操方式運行。
　　
　　3.2.2.11系統總體規模如下：（#3、#4機組相同，以下為1臺機組情況）
　　
　　DCS/DEH配置點數DCS/DEH使用點數DCS/DEH備用點數
　　
　　AI（mA/V）：23014684
　　
　　AI（TC）：806416
　　
　　AI（PT100）：32239
　　
　　AI（Cu50）：16160
　　
　　MCP/OPC：660
　　
　　DI/SOE：27121754
　　
　　AO（mA/V）：25223
　　
　　DO：27621759
　　
　　總計：936711225
　　
　　DCS/DEH使用點數：711點；
　　
　　DCS/DEH備用點數：225點；
　　
　　DCS/DEH備用率：225/711=31.64%。
　　
　　3.3DCS/DEH系統軟件配置
　　
　　3.3.1DCS/DEH系統軟件配置
　　
　　由于DCS/DEH系統為一體化配置，其軟件配置相同。
　　
　　XDPS-400分散控制系統軟件采用Windows95/98/NT系統軟件，以及基于WindowsNT的實時多任務操作系統RMX-X。具有方便直觀的符合IEC-1131-3的圖形組態軟件，圖形顯示、報表、控制、記錄統計的生成工具軟件。
　　
　　XDPS系統軟件（2.0版）分為人機接口站MMI軟件、DPU過程控制軟件、GTW網關軟件。MMI軟件可安裝在任何能運行Windows95/98/NT的計算機上，采用Pentium200MHz以上的CPU，內存要求大于等于16M。GTW軟件的運行在MMI軟件之上。DPU軟件可運行與純DPU硬件上或MMI站上。實時數據網（A網、B網）冗余總線式網絡，傳遞實時數據，支持1-250個網絡接點，#3、#4機組實用僅8個網絡接點。
　　
　　在安裝完MMI軟件并配置完網絡后，可進行系統組態，組態包括全局點目錄組態、圖形組態、DPU控制組態，并可分為在線組態、離線組態。MMI站由高到低分為4個級別：SENG、ENG、SOPU、OPU，OPU只能讀、對DPU上裝，SOPU能修改塊參數，ENG能對DPU操作及所有組態下裝、修改DPU頁及功能塊，SENG在ENG權限上還有上下裝文件的權限。
　　
　　DPU可定義999個頁，每頁可包含999功能塊，頁的執行周期為50mS-10S可調。
　　
　　MMI軟件包括操作員站軟件（包含圖形顯示、單點顯示、報警一覽、報警歷史、實時和歷史趨勢、報表打印軟件等）和工程師站軟件（包含全局點目錄組態、DPU圖形組態、圖形生成、報表生成和再現、歷史記錄軟件等），在啟動操作員站及工程師站的MMI時，必須啟動MMI總控軟件。
　　
　　各I／O點位號及系統中間變量必須預先在系統硬件定義在全局點目錄組態好。各過程控制處理由各種算法塊的不同組合完成。
　　
　　軟件系統資源使用情況：
　　
　　●#3機組DAS/DEH系統：#1DPU組態73頁，每頁小于80塊，1-68頁的執行周期為200mS，69-73頁的執行周期為500mS。
　　
　　●#3機組MCS/SCS系統：#3DPU組態173頁，每頁小于80塊，執行周期均為500mS，少部分的執行周期為200mS或明或250mS。
　　
　　●#4機組DAS/DEH系統：#5DPU組態74頁，每頁小于80塊，1-68頁的執行周期為200mS、250mS、500mS不等，69-73頁的執行周期為200mS。
　　
　　●#4機組MCS/SCS系統：#7DPU組態177頁，每頁小于80塊，執行周期均為250mS。
　　
　　另外，可在工程師站（#30、#40）對調節參數、測量信號、量程上限與下限、報警限值、按鍵操作步長、執行器響應時間、電動門及輔機開關和啟停輸出脈沖寬度等有關參數進行定義和修改，查閱操作記錄、報警記錄和系統狀態。模塊參數的修改還將受級別的限制，修改后必須下裝寫盤，否則DPU不能跟蹤。
　　
　　3.4系統功能
　　
　　3.4.1熱控保護系統
　　
　　3.4.1.1鍋爐保護系統
　　
　　●滅火保護具有爐膛壓力保護、燃料中斷.送引風機全停、甲乙爐膛滅火、汽包水位等保護功能。
　　
　　●甲乙磨煤機潤滑油壓低、軸承回油溫度高等保護功能，SCS系統實現。
　　
　　●鍋爐飽和蒸汽、過熱蒸汽安全門保護功能
　　
　　3.4.1.2汽機保護系統
　　
　　●汽機主保護具有轉速、真空、軸向位移、軸承振動、潤滑油壓低、發變組故障等保護功能。
　　
　　●汽機保護具有潤滑油壓低聯所動作功能。
　　
　　●具有高加水位、抽汽逆止門保護功能。
　　
　　3.4.2DAS系統
　　
　　該系統負責數據采集和處理，具有報表的管理和打印，SOE信號的采集處理，操作及報警記錄，流程圖、棒狀圖、趨勢圖、操作畫面的顯示及操作等功能。
　　
　　在操作員站上可對控制對象進行操作，如：顯示及操作畫面切／換、自動切／投、聯鎖切/投、協調方式選擇/投入、閥門擋板及電動門開關操作、輔機的啟停等，可進行增減操作或直接設定目標值操作。在操作員站上可進行流程畫面顯示、操作與報警記錄、報警查詢、報警確認和相關參數顯示。系統共有：
　　
　　--流程畫面18幅
　　
　　--操作畫面9幅
　　
　　--協調控制畫面6幅
　　
　　--機爐輔機狀態畫面2幅
　　
　　--母管制運行方式選擇畫面1幅
　　
　　--報警一覽顯示
　　
　　系統打印具有屏幕拷貝、操作記錄打印、報警打印、趨勢圖打印、SOE信號打印等。
　　
　　凝接水壓力、軸封壓力經AO輸出到指示表。
　　
　　可對操作員站設定相應的安全級，以增加系統的安全性。
　　
　　3.4.3MCS系統
　　
　　該系統通過對閥門及擋板的連續調節，給粉機的啟?？刂?，實現對機爐熱力系統參數的控制，從而達到機組安全經濟運行的目的。該系統包含遠操系統、自動調節系統以及鍋爐參數補償系統三大部分。重要的調節參數進行了四選一、三選一或二選一處理。
　　
　　3.4.3.1遠操系統有：
　　
　　一次總風門遠操系統
　　
　　二次分風門遠操系統
　　
　　天然氣遠操系統
　　
　　重油點火遠操系統
　　
　　制粉遠操系統
　　
　　給水中旁路遠操系統
　　
　　一、二級后備減溫遠操系統
　　
　　這些遠操系統均在操作員站的CRT畫面上進行鼠標及鍵盤手動操作，操作方式為：鼠標點動開關操作或鍵盤置數開關操作。
　　
　　3.4.3.2自動調節系統有：
　　
　　母管制協調控制系統
　　
　　燃料調節系統
　　
　　熱風風壓調節系統
　　
　　引風調節系統
　　
　　給水調節系統
　　
　　一級減溫調節系統
　　
　　二級減溫調節系統
　　
　　磨煤機負荷調節系統
　　
　　磨煤機人口負壓調節系統
　　
　　高加水位調節系統
　　
　　母管制協調控制系統具有：#3（#4）爐帶#3（#4）機的爐基本、爐基本機跟蹤、爐基本機基本方式。#3（#4）爐帶#4（#3）機的爐基本、爐基本機跟蹤、爐基本機基本方式。#3（#4）爐帶#3、#4機的爐基本、爐基本機基本方式，共16種。采用能量平衡原理進行控制，負荷設定、機前主汽壓力設定、升降負荷等均有速率限制，可人為設定，當相關調節系統或測量回路故障等發生時，具有負荷禁止自動增／減功能。
　　
　　爐基本機跟蹤、爐基本機基本方式為機爐協調方式，其投入必須滿足以下條件：燃料調節、送風調節、引風調節、給水調節均投入自動。
　　
　　上述自動調節系統對熱力過程進行自動控制，但也能根據具體情況進行人工干預。
　　
　　自動調節系統均可在流程圖和操作畫面上通過球標進行遠方操作和自動／手動切投，帶有后備手操器的調節系統可直接在后備手操器上進行自動／手動切投。
　　
　　在燃料調節畫面上對鍋爐16臺給粉機進行啟停操作，16臺給粉機還具有全停操作功能，并考慮了操作的可靠性問題。
　　
　　凡配備有后備手操的調節系統可通過后備手操進行操作，優先級高于"軟手操"。
　　
　　當MFT動作時，聯鎖關一次總風門及聯停16臺給粉機。
　　
　　當磨煤機跳閘時，聯鎖關熱風門，開冷風門。
　　
　　當排粉機跳閘時，聯鎖關熱風門、#4風門，開冷風門。
　　
　　當運行的一側送或引風機跳閘時，聯鎖關相應擋板。
　　
　　自動調節系統不論在哪個操作站或工程師站上進行自動／手動的切投或參數故障、越限自動失去均在操作報警記錄上記錄下來。
　　
　　鍋爐參數補償系統有給水流量補償、送風風量補償、汽包水位補償、甲乙主汽流量補償。
　　
　　汽包壓力、爐過熱器壓力、一次總風壓、汽包水位、熱爐膛負壓等經AO輸出到指示或記錄表。
　　
　　重要的四選一、三選一或二選一調節參數有汽包水位、汽包壓力、調速級壓力、一次總風壓、熱風風壓、爐膛負壓、機主汽壓力、給水流量、主汽流量等。
　　
　　3.4.4SCS系統
　　
　　該系統通過對電動閥門的開關及機爐輔機的啟停、聯鎖控制，提高設備運行的可靠性，達到減輕運行勞動強度的目的。
　　
　　進入SCS系統的電動門及機爐輔機，盤上不設操作開關及按鈕。電動門開關及機爐輔機啟停操作畫面為模仿MAXl000制作的畫面。
　　
　　電動門開關及機爐輔機啟停在CRT流程圖畫面上均有狀態顯示。電動門開關具有四種顏色顯示，表示開完、關完、斷電、閥門在中間位置等，當機爐輔機事故跳閘或啟動失敗時，發出信號至外回路事故音響報警。
　　
　　電動門開關及機爐輔機啟停輸出脈沖寬度時間可以在工程師站上修改。
　　
　　系統包括電動門遠操系統、機爐輔機操作及聯鎖控制系統、輔機事故音響控制系統。不包括除氧給水系統的電動門和輔機。
　　
　　3.4.4.1電動門遠操系統包括除鍋爐事故放水1臺電動門、向空排汽1臺電動門以外的所有機爐29臺電動門，實現其電動門的開關操作及調整操作。在FSSS四級保護投入后，汽包水位低二值時，聯鎖開中旁路電動門。
　　
　　3.4.4.2機爐輔機操作系統包括除汽機直流油泵1臺、盤車電機1臺以外的所有機爐25臺輔機，實現其輔機的啟停操作，具有啟動超時報警、聯鎖失敗報警、啟停允許顯示等功能。
　　
　　3.4.4.3完成鍋爐總聯鎖（引、送、排、給粉電源、燃油燃氣電磁閥的聯鎖）、制粉潤滑油壓低、軸承回油溫度保護及制粉聯鎖功能，完成汽機交流油泵、高壓油泵、射水泵、凝結水泵等聯鎖功能。在聯鎖切投時，為防止誤操作采用了人機對話形式，經確認后方可生效。
　　
　　3.4.5DEH系統
　　
　　該系統對汽輪發電機組進行轉速及負荷控制，與DCS配合實現機爐的協調控制，提高機組運行的穩定性及調峰能力。
　　
　　系統具有遠方掛閘、沖轉、升速、自動過臨界、定速、嚴密性試驗、103%.110%超速保護、并網（自動同期）、增減負荷等功能，能人為設定目標轉速及目標負荷，升速率等。當DEH系統故障時，只要VCC卡及電液轉換器正常，可在DEH硬手操進行高調門操作。當DEH硬手操在自動位置時，在測功投入前，電調控制調速汽門開度，投入測功后，控制發電機功率。
　　
　　可在操作畫面或操作面板上進行方式切換和有關操作。如：掛閘、并網、CCS遙控、測功投入、進行、保持等，可在開機過程中設定目標轉速和升速率、CCS遙控未投入時設定目標負荷。
　　
　　在操作員站及工程師站上進行運行參數及趨勢顯示，指導運行操作。
　　
　　4系統特點及效果
　　
　　4.1XDPS-400系統特點
　　
　　XDPS-400系統具有很好的開放性、靈活性和容易理解性，能方便地對控制系統的組態及參數進行在線調整和修改，在修改參數時不影響控制系統的正常工作。可以方便地對測量信號的型式、上下限等進行修改。
　　
　　XDPS的標準算法模塊，包括各種PID、自整定控制模塊、算術邏輯運算、手操器、開關操作器、超前滯后、數字邏輯等。SOE分辨率小于1mS（但必須同DPU、同BC板、同DI卡），提供C語言接口，用戶可生成其它特殊算法，如狀態變量和模糊算法。
　　
　　XDPS-400系統具有以上的操作模塊，可方便地進行電動門及輔機控制的組態，以及調節系統的組態。也很容易構成能量平衡模塊。
　　
　　報表生成和再現應用MSEXCEL電子表格軟件，其報表包括周期性報表、觸發型報表、追憶數據型報表、SOE型報表，查找很方便。
　　
　　系統的報警歷史記錄可以方便地查詢各個操作站所進行的操作，可以方便地對運行過程中出現的不安全現象進行分析。
　　
　　4.2低壓純電調系統特點
　　
　　該系統控制器和被控對象與高壓純電調系統基本相同，執行機構采用低壓透平油，一般為1.2-2.0Mpa，有主機的主油泵供油，不設專門的供油裝置，電液轉換器采用低壓透平油電液轉換器如力距馬達蝶閥放大結構的電液轉換器，油動機保持原來結構，具有閥門的線性化處理、單多閥方式、單多閥切換的閥門管理。
　　
　　4.3#3、#4機組熱控系統的特點
　　
　　4.3.1控制室的特點
　　
　　機爐控制室全部改造，結構新穎，機爐盤臺全部更新。
　　
　　4.3.2熱工保護系統的特點
　　
　　FSSS系統控制采用PLC實現，火檢采用MFSS-P12型主機處理，輸出開關量信號至PLC實現四級滅火保護。機爐保護控制系統繼電器全部采用毆姆隆繼電器。
　　
　　4.3.3DCS系統的特點
　　
　　4.3.3.1DCS與DEH系統采用"一體化"結構，#3、#4機組DCS與DEH的網絡采用"一體化"結構，即#3、#4機組DCS與DEH的數據高速公路通訊網采用一對冗余網，將8個人機接口站MMI（工程師站2個、操作員站4個）相連、4對DPU過程控制站相連，實現母管制協調控制的數據轉送。
　　
　　采用能量平衡原理實現一爐一機運行、一爐兩機運行、交叉運行的協調控制。采用XDPS的標準算法模塊構成汽機能量需求（P1*Ptsp/Pt）及鍋爐熱量信號（P1+dPb/dt），一爐兩機運行時，汽機能量需求中的Ptsp采用#3或#4機前壓力的設定值，然后將兩機的能量需求相加作為總的能量需求。操作員站上設有協調模式的運行狀態切換畫面供運行人員選擇。#3、#4機組工程師站可以相互交替使用，但#3、#4機組操作員站的操作畫面及流程畫面相互獨立分開。
　　
　　4.3.3.2汽機采用單閥控制的低壓純電調系統，具有遠方掛閘、自動同期、閥門嚴密性試驗、轉速及負荷控制、103%及110%超速保護等功能。在機爐3個操作員站均可調出畫面進行操作。
　　
　　4.3.3.3送風調節系統
　　
　　鍋爐熱力系統沒有一次風機，當采用氧量信號變化來調節送風機人口擋板開度時，由于氧量信號影響因數多，穩定性差，波動大，將會造成送風擋板開關頻繁，使一次總風壓波動，影響燃燒送粉，系統穩定性差，致使這種送風調節方式不能長期自動運行。
　　
　　經過分析，確定送風調節系統的調節方式為-次總風壓、負荷、風量的串級調節方式，調節送風機人口擋板開度來控制一次總風壓。在調試時發現該種方案也有問題，由于豆廠鍋爐的實際情況，一次總風門在一次風箱入口，且在高低負荷變化時鍋爐的一次總風壓變化大（2800-4100Pa），運行人員將要調整，出現兩個控制對象控制一個測量參數問題，使被控參數出現失控，根據現場研究采用熱風風壓作為送風調節的主調信號。氧量調節為手動遠操系統，由16個二次分風門手動控制。
　　
　　實踐證明這種調節方式效果很好，使送風調節能長期自動運行。在變工況及穩定工況下，調節品質指標均能滿足要求，并能滿足機組調峰要求。
　　
　　在#4爐送引風系統中，引入了交流電機的串級調速控制來調節風量，由于該系統的局限性，將此作為粗調，對轉速進行高負荷高轉速低負荷低轉速的折線段調節，擋板作為細調，保證其70-90%變化，從而達到節能效果。
　　
　　4.3.3.4給水調節系統
　　
　　在給水調節系統中，主給水和大旁路的容量基本相同，因此在控制策略上采用2套獨立的水位、蒸汽流量、給水流量串級三沖量系統，
　　
　　運行時根據需要可任意選擇1套投入自動均能滿足要求。為了在負荷突變時減小水位偏差，在副調中增加了蒸汽流量的負微分，讓其在負荷突變時暫時少加給水流量，抵消"虛假水位"，并且加有變化率限制，保證突變使起作用正常加減負荷時不起作用。由于給水母管壓力不能調節，在參數調整時要保證給水流量變化不能過大。
　　
　　這種方式控制靈活，系統穩定性好，當主給水調門不好時，可用大旁路投入汽包水位自動。
　　
　　4.3.3.5哈德曼執行器制策略
　　
　　送、引風、給水系統的執行器為哈德曼執行器，控制方式為：操作器手動時用24V.DC電平控制，操作器自動時用MCS輸出的4-20mA電流控制。這樣設計當控制電流4-20mA回路開路或操作器故障輸出零時，操作器可置于手動，對應調門不會關完，對系統安全有利，同時KE3伺放功能利用*。
　　
　　4.3.3.6在一、二級減溫串級調節系統中，為了防止在汽溫偏低或偏高，遠離定值時，調節系統PID輸出不發生積分飽和、比例調節飽和，增加了閥門關完或開完時延時1S的系列脈沖切PID為跟蹤功能，保證溫度調節在溫度回升或下降時的快速性，使減溫自動長期維持投入。
　　
　　4.3.3.7制粉負荷控制系統
　　
　　提出磨煤機入口負壓調節系統采用控制熱風門的開度實現，保證了制粉系統zui前級負壓穩定，使磨煤機進出口差壓、出口溫度更能較好地反映給煤負荷變化，由熱試確定*工況，由排粉機入口風門開度確定通風出力，根據磨煤機入口負壓定值的改變，能夠適應煤質變化時的干燥出力。
　　
　　磨煤機負荷調節系統采用噪聲控制反映出的料位信號作為主調信號，磨煤機進出口差和出口溫度作為副調信號，實現三沖量串級控制方式，并且利用振動給煤實現了自動控制。單獨采用料位信號的單沖量調節也能實現調節，但響應速度滿，抗擾動性能差。
　　
　　4.3.3.8SCS系統實現了鍋爐總聯鎖、制粉系統保護及聯鎖、汽機輔機聯鎖，在操作員站流程圖上進行切投時將彈出人機對話框，防止誤碰球標的誤操作。在輔機及電動門操作畫面上設有啟動超時等故障報警功能，并向事故音響裝置發信號。
　　
　　5.結束語
　　
　　豆壩發電廠#3、#4機組熱控系統改造機爐控制室及儀表盤臺全部煥然一新，熱工保護系統全面改造，DCS/DEH系統采用上海新華公司的XDPS-400分散控制系統，實現了DCS/DEH系統"一體化"、母管制協調控制，MCS/SCS系統可靠，其機組主控和各系統均具有較高的穩定性和實用價值，特別是采用XDPS的標準算法模塊構成了能量平衡模塊，DEH低壓純電調系統，具有可靠的轉速及負荷控制，從而使機組調峰適應能力增強，制粉系統的自動控制降低了制粉單耗。目前，機組在安全經濟運行、運行操作、監視和控制水平上已有很大提高，機組在65-負荷范圍內能利用協調控制進行升降負荷自動控制，實現一爐一機運行、一爐兩機運行、交叉運行的協調控制，且各項參數基本保持穩定，滿足機組安全穩定運行的要求。
　　
　　#3、#4機組熱控系統改造使機組的自動化水平上了一個臺階，該項熱控系統改造工程的實施是成功的。
　　
　　由于該工程屬于改造項目，由于資金有限，難免有考慮不周全的地方，還存在一些問題有待于進一步總結，為今后改造積累更多的經驗，使之在可能節約資金、取得效益的前提下完善系統，zui大限度地提高機組自動化水平，提高安全性和經濟性，減輕運行人員勞動強度，克服因運行人員個體差異帶來的機組運行差異，減少維護工作量，真正達到減人增效、創*的目的。