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0　引　言　　

　　合肥二電廠有350 MW燃煤發(fā)電機(jī)組2臺，選用哈鍋廠HG1 156／17．4－YM1型自然循環(huán)汽包爐、配3臺雙進(jìn)雙出鋼球磨和正壓直吹式制粉系統(tǒng)，汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)均由德國ABB公司生產(chǎn)。

　　機(jī)組控制系統(tǒng)為德國ABB的PROCONTROLP分散控制系統(tǒng)，完成對機(jī)組的數(shù)據(jù)采集、自動調(diào)節(jié)、順序控制和聯(lián)鎖保護(hù)等功能，并包含了對部分電氣系統(tǒng)的監(jiān)視、操作和控制。

1　系統(tǒng)概述

1．1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　PROCONTROLP是PRO（cess）CONTROL和P（rogrammable）的組合，即可編程過程控制系統(tǒng)。這是ABB公司于近年推出的數(shù)字式過程控制系統(tǒng)，功能豐富且可靠性高。

　　PROCONTROLP系統(tǒng)是由過程級網(wǎng)絡(luò)和管理級網(wǎng)絡(luò)組成的2級網(wǎng)絡(luò)集散控制系統(tǒng)。過程級網(wǎng)絡(luò)采用光纖通信的高速遠(yuǎn)程總線，即FDDI總線（Fibre－optic Distributed Data Interface），由FDDI總線將分布于現(xiàn)場的各個過程站連接起來。為保證過程級網(wǎng)絡(luò)的可靠性，遠(yuǎn)程總線配置成冗余方式，F(xiàn)DDI傳輸速度為100 Mbit／s。管理級網(wǎng)絡(luò)采用的是以太網(wǎng)，網(wǎng)上掛有服務(wù)器、工作站、打印機(jī)等，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速度為10 Mbit／s。管理網(wǎng)上的服務(wù)器、工作站協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)過程的監(jiān)視、控制、報警、信息的管理和維護(hù)工作。2級網(wǎng)絡(luò)之間通過接口模件（87TS50，87TS01）和服務(wù)器連接，以實(shí)現(xiàn)信息交換。

    系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見圖1.

1．2　系統(tǒng)硬件

　　主要包括：工程、文件和服務(wù)系統(tǒng)EDS，EDS服務(wù)器，過程操作站POS（1～6），POS服務(wù)器OMS1，OMS2，廠管理系統(tǒng)PMS，控制診斷系統(tǒng)CDS，值長站SHIFT ENGINEER，事故追憶站MIPSSY，在線壽命計算系統(tǒng)OPTIMAX，網(wǎng)絡(luò)控制器PDC，路由器HUB（1～5）以及機(jī)柜等。其中主要機(jī)柜及其功能如表1所示。

2　系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

2．1　開放性

    PROCONTROLP系統(tǒng)是開放型控制系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在：在通信硬件中采用了商業(yè)化的單元模塊；在通信軟件中嚴(yán)格遵守國際標(biāo)準(zhǔn)；為第三方系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)；用戶程序可以直接掛到處理器系統(tǒng)中；是個標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)，它的過程控制和通信規(guī)模可以不受限制地直接擴(kuò)展，而不會影響現(xiàn)有的模塊；采用基于FDDI標(biāo)準(zhǔn)的光纖遠(yuǎn)程總線，有利于各種控制元素和系統(tǒng)通訊、數(shù)據(jù)交換；連接在遠(yuǎn)程總線上的各個站具有信號預(yù)處理以及二進(jìn)制和模擬量控制功能，每個站模件中有各自的處理器，構(gòu)成獨(dú)立的單元。過程和自診斷數(shù)據(jù)按廣播原則傳送，所有過程變量對遠(yuǎn)程總線上所有站都是有效的。

2．2　可靠性、有效性和經(jīng)濟(jì)性

　　控制系統(tǒng)中的主要過程部件以冗余方式配置，對隔離輸入、處理、輸出作了雙備份，對可靠性和安全性要求高的汽輪機(jī)控制和鍋爐保護(hù)功能，也由PROCONTROLP系統(tǒng)來執(zhí)行；將電廠系統(tǒng)劃分成獨(dú)立控制、組控制級和廠控制級，每個級別都能直接操作處理，充分保證了整個電廠控制系統(tǒng)的有效性；模塊廣泛應(yīng)用于各種場合，80％以上的控制任務(wù)只采用2種類型的模塊（如81EU01，81ET03）就可以滿足要求。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算和控制功能，這些功能以各自種子程序形式存在，存儲于模件的EPROM中，用戶對其進(jìn)行編程、設(shè)定參數(shù)以完成控制任務(wù)。用戶組態(tài)程序存于EEPROM中，計算機(jī)取出程序并調(diào)用相應(yīng)模塊，系統(tǒng)使用RAM保存輸入輸出信息，總線從中取得數(shù)據(jù)并送往外部設(shè)備以完成對過程的控制。

2．3　圖形技術(shù)

　　在程序測試、控制和通信系統(tǒng)的文件中廣泛使用了圖形技術(shù)。操作員通過POS上的顯示單元VDU來監(jiān)視和控制系統(tǒng)，POS配備了良好的人機(jī)交互接口，操作員可以利用模擬圖、標(biāo)準(zhǔn)顯示畫面、附加顯示畫面及SOE顯示等對正常和非正常運(yùn)行的系統(tǒng)進(jìn)行直觀監(jiān)視、控制和分析。

2．4　方便性

　　使用上具有以下優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)的所有功能格式唯一；簡單直觀的結(jié)構(gòu)易于掌握和操作；完全符合安全性、有效性和過程設(shè)備商業(yè)化的要求；對所有數(shù)據(jù)的操作并不復(fù)雜；系統(tǒng)的修改和擴(kuò)充不會影響已存在的模塊；采用了先進(jìn)的信息處理技術(shù)，在監(jiān)視和操作中，極少出現(xiàn)操作錯誤；基于計算機(jī)的文件生成和管理；自我監(jiān)視和診斷功能。

3　系統(tǒng)功能　　

　　合肥二電廠分散控制系統(tǒng)除包括數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)（DAS）、模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、順序控制系統(tǒng)（SCS）、鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）、汽輪機(jī)控制與保護(hù)系統(tǒng)、給水泵汽機(jī)控制系統(tǒng)、汽機(jī)旁路控制系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)對鍋爐和汽機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視、自動調(diào)節(jié)、順序控制、聯(lián)鎖保護(hù)等功能外，還將部分電氣系統(tǒng)監(jiān)測與控制納入DCS系統(tǒng)，較好地利用了DCS系統(tǒng)的資源和優(yōu)勢。以下是機(jī)組的一些主要控制系統(tǒng)。

3．1　燃燒控制系統(tǒng)

　　包括燃料量調(diào)節(jié)、風(fēng)煙調(diào)節(jié)。其中燃料量調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要包括鍋爐主控系統(tǒng)、磨煤機(jī)一次風(fēng)量調(diào)節(jié)、磨煤機(jī)煤位調(diào)節(jié)、磨煤機(jī)進(jìn)出口溫度調(diào)節(jié)、旁路風(fēng)溫控制、旁路風(fēng)流量控制。由于采用雙進(jìn)雙出鋼球磨，磨煤機(jī)的煤位調(diào)節(jié)通過控制給煤機(jī)轉(zhuǎn)速來滿足，控制策略有磨煤機(jī)電流、電耳和給煤機(jī)流量控制3種。磨煤機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)由控制進(jìn)入磨煤機(jī)的一次風(fēng)量實(shí)現(xiàn)，磨煤機(jī)暖磨過程中控制進(jìn)口風(fēng)溫，正常運(yùn)行中控制磨煤機(jī)出口溫度。鍋爐主控系統(tǒng)作為機(jī)組級控制系統(tǒng)的一部分，主要是形成鍋爐負(fù)荷指令和進(jìn)行運(yùn)行方式切換等。風(fēng)煙控制系統(tǒng)，包括爐膛壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一次風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，爐前二次風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

3．2　汽溫控制系統(tǒng)

　　包括過熱汽溫一、二級，再熱汽溫及事故噴水，噴燃器擺角控制。在鍋爐負(fù)荷超過50％MCR時，過熱器、再熱器出口汽溫按曲線控制。過熱器一級噴水在分隔屏入口，為粗調(diào)；二級噴水在后屏與末級過熱器之間，為細(xì)調(diào)。設(shè)計噴水總?cè)萘繛?0％BMCR蒸汽流量，前者占2／3，后者占1／3。再熱汽溫采用改變?nèi)紵鲀A角進(jìn)行調(diào)節(jié)，噴水控制作為保護(hù)手段，以汽溫高于額定值5℃為噴水調(diào)節(jié)的設(shè)定值。

3．3　給水控制系統(tǒng)

　　機(jī)組配置了2臺50％BMCR的汽泵和1臺30％BMCR的電泵。給水控制系統(tǒng)包括給水泵汽機(jī)控制與保護(hù)（由WOODWARD 505調(diào)速器加上DCS控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)）、電泵控制與保護(hù)等。

　　在啟動時，給水用單沖量控制方式，僅接受汽包水位信號。汽包水位通過30％旁路調(diào)節(jié)閥來控制，給水壓力通過給水泵的轉(zhuǎn)速來控制。

　　當(dāng)給水流量及主蒸汽流量大于100 kg／s并延時180 s，且有1臺汽泵的控制器在遙控位，且給水母管壓力與省煤器進(jìn)口壓差小于1 MPa，此時給水控制方式由單沖量自動切換到三沖量，主給水電動閥開啟，30％旁路調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。通過對給水泵轉(zhuǎn)速的控制來實(shí)現(xiàn)汽包水位的自動調(diào)節(jié)。

　　機(jī)組正常運(yùn)行時，2臺汽泵并列運(yùn)行，電泵處于備用方式，其出口電動閥全開，電泵勺管開度在70％，且在自動位。

　　當(dāng)給水流量及主汽流量小于80 kg／s，延時300s，30％旁路調(diào)節(jié)閥自動開至45％，主給水電動閥關(guān)閉，給水由三沖量切換至單沖量調(diào)節(jié)。

3．4　汽機(jī)主要控制系統(tǒng)

　　包括汽機(jī)控制、汽機(jī)保護(hù)、潤滑油和液壓油系統(tǒng)控制、高旁控制、低旁控制與保護(hù)等。

　　汽機(jī)控制器（TT6）包括基本控制器、自動控制器、閥門定位器、標(biāo)準(zhǔn)化接口。在自動控制器功能出現(xiàn)故障時，汽機(jī)控制可以平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移給基本控制器。

　　基本控制器有2個，一用一備，主要由一轉(zhuǎn)速控制器和主控制閥的位置控制器組成。能完成以下功能：手動操作啟動、加速限制、同步、熱應(yīng)力的鑒別、帶負(fù)荷運(yùn)行、全周和部分進(jìn)汽方式切換、閥門特性線性化、手動高壓／中壓進(jìn)汽微調(diào)、初始壓力降低限制、中調(diào)門的控制等；自動控制器主要由一升速程序和一負(fù)荷程序組成，來自升速程序的轉(zhuǎn)速設(shè)定點(diǎn)被直接送往基本控制器，而來自負(fù)荷程序的負(fù)荷設(shè)定點(diǎn)在送往基本控制器前要受限制器的最低輸出限制。其功能有：

　　a．自動升速（升速率由TBRBOMAX熱應(yīng)力鑒視器計算，臨界轉(zhuǎn)速范圍編入升速程序，由自動同步器與電網(wǎng)同步，運(yùn)行人員僅可在任何不在臨界轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速下切斷升速程序）；

　　b．由負(fù)荷程序自動加載（運(yùn)行人員可調(diào)節(jié)目標(biāo)負(fù)荷及負(fù)荷梯度，但熱應(yīng)力對負(fù)荷梯度進(jìn)行限制）；

　　c．選定疊加控制（有初壓控制器，負(fù)荷控制器，協(xié)調(diào)負(fù)荷控制器，調(diào)節(jié)級壓力控制器4種）；

　　d．自動限制（有新蒸汽壓力限制器，熱應(yīng)力限制器，輔機(jī)故障快速減負(fù)荷，但初始壓力和梯度限制器不在自動控制器內(nèi)）；

　　e．自動高壓／中壓微調(diào)功能（高壓排汽溫度控制，高壓排汽溫度限制，高壓排汽冷卻速度限制，中壓熱應(yīng)力限制，最低熱再壓力限制）。

　　汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)（S90）包括超速、鍋爐跳閘、發(fā)變組跳閘、密封油與氫氣差壓低、空側(cè)密封油液位低、安全油壓低、潤滑油壓低、金屬溫度高、軸承振動大、高缸鼓風(fēng)損失保護(hù)、低缸鼓風(fēng)損失保護(hù)、凝汽器水位高、潤滑油箱油位低、無循環(huán)水泵運(yùn)行、高缸排汽溫度高、發(fā)電機(jī)氫氣溫度高、低缸排汽壓力高、汽機(jī)軸向位移大、TT6內(nèi)部通訊故障、TT6控制器跳閘以及就地或控制室手動跳機(jī)等。

　　潤滑油和液壓油系統(tǒng)控制通過相應(yīng)的功能組實(shí)現(xiàn)，保證供油安全可靠，高低壓旁路的壓力控制和噴水減溫控制配合機(jī)組的運(yùn)行需要，一直處于自動運(yùn)行狀態(tài)，以便在啟動、正常運(yùn)行以及停機(jī)過程中發(fā)揮調(diào)節(jié)和保護(hù)作用。

3．5　機(jī)組級控制系統(tǒng)

　　包括汽機(jī)跟隨、鍋爐跟隨和協(xié)調(diào)汽機(jī)跟隨、協(xié)調(diào)鍋爐跟隨4種方式，可選擇任一種方式投入，4種方式可通過調(diào)節(jié)器之間的跟蹤實(shí)現(xiàn)無擾切換。旁路系統(tǒng)能快速安全地動作，協(xié)助維持汽壓及鍋爐燃燒穩(wěn)定，保證機(jī)組安全運(yùn)行。正常運(yùn)行時，機(jī)組采用“定—滑—定”方式，即在30％負(fù)荷以下采用定壓方式，在30％～70％負(fù)荷之間采用滑壓方式，在70％負(fù)荷以上采用定壓方式。機(jī)組控制系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷能自動平滑地完成運(yùn)行方式改變。

　　機(jī)組設(shè)計了輔機(jī)故障快速減負(fù)荷功能，包括1臺引風(fēng)機(jī)跳閘、1臺送風(fēng)機(jī)跳閘、1臺空預(yù)器跳閘、1臺汽泵跳閘且電泵自啟時、1臺汽泵跳閘且電泵不在備用時、1臺一次風(fēng)機(jī)跳閘時的RB，并考慮了機(jī)組100％，75％，50％和30％BMCR工況下，汽機(jī)跳閘甩負(fù)荷和發(fā)電機(jī)主開關(guān)跳閘帶廠用電運(yùn)行的FCB功能。在各項(xiàng)RB性能試驗(yàn)中，1號、2號爐不需投油穩(wěn)燃，而是直接減少燃燒量，充分利用雙進(jìn)雙出鋼球磨負(fù)荷響應(yīng)快的特點(diǎn)，可靠地實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)RB功能。其獨(dú)特的RB功能設(shè)計與可靠實(shí)現(xiàn)，有效地保證了機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。

3．6　電氣量監(jiān)控系統(tǒng)

　　包括220 kV開關(guān)站開關(guān)狀態(tài)監(jiān)視；發(fā)電機(jī)、主變、高廠變、低廠變、啟備變、220 kV主開關(guān)的狀態(tài)監(jiān)視；發(fā)電機(jī)、變壓器保護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)視（電流、電壓、有功、無功、頻率、功率因數(shù)，無功電度）；直流系統(tǒng)（220 V，110 V，24 V DC）監(jiān)視；所有廠用電開關(guān)的高速切換（4組）；380 V備用電源自投；保安電源（柴發(fā)）的控制；同期并網(wǎng)的控制；勵磁控制；220 kV主開關(guān)的跳閘操作；與調(diào)度系統(tǒng)的信號交換；有載調(diào)壓等。

4　結(jié)　語　
　
　　合肥二電廠350 MW機(jī)組分散控制系統(tǒng)包括225個控制功能組和104套自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)了對機(jī)組的全程自動操作、控制和保護(hù)。1號機(jī)組在2001年2月21日至3月23日完成30 d可靠性運(yùn)行，于6月18日移交生產(chǎn)，分散控制系統(tǒng)工作正常，為機(jī)組的連續(xù)安全運(yùn)行提供了可靠保證。