锅炉称重给煤机由单片机控制改为DCS控制
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完成单位:国家能源集团开远发电有限公司
登记编号:ZSCX-D4-J-1-60
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
国家能源集团开远发电有限公司现有2台(7、8号)300MW循环硫化床锅炉机组,分别于2006、2007投产。自投产以来,随着运行年限增加,锅炉所属称重给煤机(施道克196系列单片机控制系统)故障率升高,备品备件维护成本也较高。施道克196系列控制系统操作界面为全英文,对操作人员造成了一定的困难,尤其是当控制系统异常故障时,消除故障经常无从下手,故障记录简单,无法通过查找内部逻辑的设计情况及详细的记录日志去分析确认故障的准确位置,只是单从故障现象上分析属于哪类故障情况,尝试性地更换各种板件进行试验,既影响运行机组安全运行,又增加维护成本及电量损
本项目通过技术改造,充分利用DCS控制系统功能强大,组态简单,故障记录齐全便于查找故障点等特点,将7、8号炉称重给煤机接入现有的DCS控制系统来控制,取消原称重给煤机控制柜内的单片机控制回路,取消CPU板、电源板等硬件板卡,将其引入到DCS系统控制,实现了将硬件回路控制改为软件逻辑控制。主要做法如下
1.改造准备。主要是清理电缆、清理信号点;重新设计和绘制电气原理图、接线图;编写新的控制逻辑图、标定逻辑图;设计煤流量计算公式
2.改造实施。8号炉于2017年11月完成改造,7号炉于2018年11月完成改造
3.硬件改造。拆除称重给煤控制柜内施道克的CPU板、电源板、操作面板。拆下门板,焊接封堵控制面板,并开孔安装就地/远方、正转/反转切换开关,就地启、停控制按钮、指示灯等设备。控制柜内重新安装设备导轨,新增中间隔离继电器、断路器等设备。安装新增的隔离应变片输入模块,用于称重传感器的信号转换。按照设计的电气原理图进行柜内配线、接线工作
4.软件改造。利用美卓公司的DCS组态软件进行称重给煤机逻辑的编写组态工作,实现原单片机自动运行系统相当的逻辑。通过DCS的功能模块、逻辑模块、PID调节模块模拟原来单片机的逻辑,即弥补了单片机不足之处,又优化了控制系统。DCS组态的主要过程及顺序是:控制逻辑的设计→目录的建立→→DPU离线组态逻辑编写→DPU在线下装→实现软手操控制→单体试验→整体调试
5.调试验证。改造后经整个称重给煤机控制系统(软、硬件)静态调试、动态调试合格后机组启动并网运行,检查称重给煤机煤流量平稳、准确,投入给煤自动稳定,机组投入CCS、AGC控制方式运行稳定
本项目实现了称重给煤机控制由原来的单片机硬件回路控制改为DCS系统PID软件逻辑控制。在提高设备可靠性的同时降低了维护成本及电量损失,提高了机组经济效益,主要表现如下
1.节约了购买CPU板、电源板等硬件板卡的费用,降低了设备故障率,保证了发电量
2.利用DCS系统优势,最大限度地减少了故障点,提高了消缺效率
3.单片机控制改为DCS系统控制后,称重给煤机标定由就地控制柜标定,改为DCS画面上标定,缩短了时间,提高了效率
4.节省升级改造费用两台机组合计约104万元。按照厂家提供的系统升级改造方案建议,系统升级为DT-9 控制器及触摸屏,每条称重给煤机改造费用大约为11.2万元,8条称重给煤机合计改造约90万元;每年节省卡件费用约16.1万元,一次性改造费用投入只需1.4万元
5.每年减少因称重给煤机故障造成的电量损失约500万度
6.本项目可在采用施道克196系列单片机控制的称重给煤机上推广使用,也可推广至其它采用单片机和PLC的称重给煤机上使用