GN1000电厂辅机集中监控管理系统

GN1000 火电厂公用辅助系统---电厂辅机集中监控管理系统

电力工业是国民经济建设的基础性工业，也是一个技术密集型、资金密集型行业，与国民经济发展和人民生活密切相关。近年来，随着中国经济高速增长，电力需求猛增，中国电力事业飞速发展。从2002年-2006年，我国电力装机实现了4亿千瓦、5亿千瓦、6亿千瓦三次大的标志性跨越。从发电量指标上来看，2002-2006年累计增加发电量110856.9亿千瓦时，平均每年增加2701.09亿千瓦时，年平均增长率为13.83%。2007年，全国基建新增的发电装机容量10009万千瓦，全国发电装机容量突破7亿千瓦，据美国能源部信息管理局《能源展望2006》预测，到2010年底，中国电力总装机容量将达8.4亿千瓦，其中火力发电特别是燃煤发电在未来较长时间内仍将起主导左右。

随着大型火电机组运行和管理水平的不断提升，以及火力发电机组向高参数、大容量的发展，人们已越来越重视提高自动化水平，控制技术、计算机和通信技术为基础的现代火电热工自动化技术得到了大力发展，促进了电厂的发展和建设。电力自动化已经成为电力行业生产、管理以及行业发展*的重要组成部分。

GN1000火电厂辅助系统主要由3个独立的自动化子系统组成，分别为水处理子系统（简称水网）、煤处理子系统（简称煤网）、灰处理子系统（简称灰网）。水网所控制的系统主要有：原水综合处理、锅炉补给水处理、凝结水精处理、主厂房加药、循环水加药、工业废水处理、含煤废水处理；煤网所控制的系统主要有：煤输送系统、卸煤站、入厂煤取样分析和称重系统；灰网所控制的系统主要有：电除尘系统、干除灰系统或水力除灰系统，除渣系统等。电厂辅助系统实现全厂集中监控，可以提高全厂辅助系统的控制水平、控制方式以及提高系统运行的安全性和经济性；实现各辅助车间就地无人值守，提高了劳动生产率和全厂的自动化水平；另外也为实现全厂监控（SIS）和管理信息系统网络化（MIS）打下良好的基础。

进入21世纪，“能源、环境、发展”是新世纪人类所面临的三大主题。能源的合理开发与利用将直接影响到环境的保护和人类社会的可持续发展，环境保护和社会发展要求火力发电技术不断发展、提高。因此，严格控制燃煤产生的排放成为电力事业发展的一个重要组成部分，电力SO₂ 减排也是解决中国酸雨问题的关键。石灰石-石膏法烟气脱硫技术是目前火电厂中大规模商业化应用的脱硫方式之一，90%以上的国内外火电厂脱硫技术均采用石灰石-石膏法。

作为工业自动化软件开发与集成解决方案供应商，国能华怡科技公司可以为客户提供一套完整的符合ISO9001-2000标准化的火电厂辅助系统就地和远程软件监视管理系统。

GN1000火电厂公用辅助系统---电厂辅机集中监控管理系统

大型火电厂的辅机系统与电厂生产过程密切相关，他们的正常运行是保证机组稳发满发的重要条件，因此如何可靠、有效地对辅机系统进行监控十分重要。

火电厂辅机系统主要由3个独立的自动化子系统组成，分别为水处理子系统（简称水网）、煤处理子系统（简称煤网）、灰处理子系统（简称灰网）。水网所控制的系统主要有：原水综合处理、锅炉补给水处理、凝结水精处理、主厂房加药、循环水加药、工业废水处理、含煤废水处理；煤网所控制的系统主要有：煤输送系统、卸煤站、入厂煤取样分析和称重系统；灰网所控制的系统主要有：电除尘系统、干除灰系统或水力除灰系统、除渣系统等。

随着大型火电机组运行和管理水平的不断提升，人们已越来越重视提高辅助系统的自动化水平，网络技术的发展和自动化水平的提高，也促进了电厂辅控网的发展和建设。对于新建电厂，2000年示范电厂模式设计要求以及新版火力发电厂设计技术规程中明确提出：“火电厂相邻的辅助生产车间或性质相近的辅助工艺系统宜合并控制系统及控制点，辅助车间控制点不宜超过3个（化水、输煤、除灰），其余车间均按无人值班设计。”因此，火电厂辅助系统监控网络化和集中控制应*做到按化水、输煤、除灰3个车间实现集中监控，并在此基础上考虑进一步集中。

目前国内300MV和600MV等级机组习惯将各个控制系统通过网络连接成水、煤、灰三个区域控制点，分别实现集中监控，在此基础上将全厂所有的系统连接为一个大的网络，在机组单元控制室设立辅机监控盘布置辅控操作员站，实现了全厂的辅机集中监控。

电厂辅助系统可以适用实时历史数据库pSpace产品实现全厂集中监控，提高了全厂辅助系统的控制水平、控制方式以及提高系统运行的安全性和经济性；实现各辅助车间就地无人值守，提高了劳动生产率和全厂的自动化水平；另外其可为实现全厂监控（SIS）和管理信息系统网络化（MIS）打下良好的基础。

GN1000火电厂公用辅助系统-----输煤程控系统

一、         输煤系统概述

在我国大型电厂中所采用的绝大部分燃料是燃煤，由于煤产地与电厂间地理位置或地域不同，就需通过汽车、火车或轮船把煤运往电厂，输煤系统承担从煤源（翻车机、卸车机、汽车卸煤沟等）至储煤场，再由储煤场到主机煤仓，或者直接到主机煤仓的备煤和上煤任务。

火电厂输煤程控系统包括：上煤系统、配煤系统、上位计算机监控，实现各种管理功能。主要控制对象包括：给煤机、三通挡板、皮带机、碎煤机、滚轴筛、除铁器、振打器、犁式卸煤器等设备及与煤源设备，如翻车机、卸船机、斗轮机等的通讯。此外，火力发电厂输煤系统一般还有工业电视监控系统、排污设施和除尘装置等。

输煤控制系统的特点是：整个系统控制很分散，覆盖距离远，现场环境恶劣，粉尘、潮湿、振动、噪音、电磁干扰等都比较严重，且受控设备大多数都是强电设备，干扰严重。

火力发电厂的输煤系统是辅机系统的一个重要组成部分，是保证火电厂稳定可靠工作的重要因素之一，一个高出力，高可靠性和灵活性的燃料输送系统是机组乃至整个电厂稳定运行的重要保证，其运行的好坏直接影响着电厂的安全运行。因此，其对整个控制系统的设计、设备选型、软硬件配置及控制方案要求非常高。

随着电子技术、计算机技术、控制技术、信息网络技术的迅速发展，大型火电厂的燃料输煤系统正向着生产过程控制高度自动化、工艺设备及测控设备高度智能化、生产管理高度自动化等方向发展，实现了设备程控化，现场联网化和可视化，再到与MIS系统联网，提高电厂自动化水平。

二、         输煤程控系统的控制要求

输煤系统通常采用控制室集中控制方式，控制室内正常运行方式以程序自动控制为主，带联锁或解除联锁手动控制为辅（事故或紧急情况下运行方式），运行人员在控制室内通过CRT、键盘、鼠标等可以实现对全部主要输煤设备的监视和控制。

输煤程控控制包括上煤程控、配煤程控、系统检测管理、事故报警、事故自诊断、煤量统计、报表打印及上位管理机的管理等。

输煤程控通常提供如下功能：

1           上煤控制功能

上煤控制功能分程控自动、程控手动和就地手动三种方式。程控自动方式的所有操作通过程控室上位机软件GN1000操作实现，程控手动方式包括程控联锁手动，程控解锁手动两种。

2           配煤控制功能

配煤控制功能分为程控自动配煤、远方手动配煤和就地手动配煤三种方式，配煤系统具有完善的分炉计量功能。

3           监视报警功能

监视报警功能包括输煤系统的数据采集和处理、各种运行方式的设备运行工程变化，并能通过CRT和功能键盘为运行、检测人员提供各种信息和报警。

4           事故报警功能

5           煤仓煤位测量显示

6           管理监测和记录功能

    输煤系统具有计算机管理功能，能自动采集运行工况及有关数据，实现实时流量编制、修改及状态显示，打印各种报表和记录，并能在CRT上查询和调用有关数据。

7           事故追忆功能

    所有重要报警信号、联锁保护信号、设备故障跳闸信号等均随时按发生顺序进行记录和存储，并能够随意调用和打印。

8           上煤、配煤方式选择功能

系统逻辑中应根据工艺系统的特点，预先设置多种上煤、配煤方式。运行人员可以根据输煤系统设备状况选择不同的上煤、配煤方式。

GN1000火电厂公用辅助系统----化学水处理控制系统

GN1000化学水处理系统对各个系统中的设备分别进行数据采集和控制，形成全厂水系统集中控制系统，实现全厂水系统集中操作、集中监视和集中管理。

火电厂水系统主要包括锅炉补给水、凝结水精处理（包括机组排水槽）、化学加药、净化站、废水污水、汽水取样、制氢站、循环水弱酸处理、升压泵房等辅助公共控制子系统。

随着电站总容量和单机容量的扩大，以及社会对环境保护要求的不断提高，水系统的重要性也为越来越多的电力工作者所认同，其品质的好坏及其运行工况的正常与否直接关系到整个机组的安全、稳定和经济运行。提高全厂水系统的可靠性、安全性和高效性已成为目前的重要任务。

电厂机组的大型化，对电厂水处理的自动控制水平提出了更高的要求，全过程自动化及网络化是电厂水处理为满足大机组高效运行而必须确定的发展方向。利用网络技术和软件技术将电厂原来互相独立的各部分水系统起来，采用PLC和上位机的2级控制结构，利用PLC对各个系统中的设备分别进行数据采集和控制，上位机和PLC之间通过数据通信接口进行通信，形成全厂水系统集中控制系统，实现全厂水系统集中操作、集中监视和集中管理。

水处理控制系统联网具有许多优势。首先，水处理控制网络化实现了水处理集中监控及综合调度，实现整个电厂水处理的优化控制，zui大限度地满足电厂机组安全、高效运行对水处理的要求。其次，水处理控制系统高度的自动化和网络化，可zui大限度地节约人力资源，提高劳动生产率，实现效益zui大化。再次，电厂控制网络化是一个必然地发展趋势，水处理控制系统地联网为全厂网络化发展打下了坚实的基础。

整个水系统网络由操作员站、工程师站、服务器、网络交换机、数据通讯系统等人机接口以及PLC控制系统、PLC网络接口组成，各子系统均以各自的PLC为核心来控制。水系统网络的操作员站实现对锅炉补给水、凝结水精处理（包括机组排水槽）、化学加药、净化站、废水污水、汽水取样、制氢站、循环水弱酸处理、升压泵房等系统的集中监视和控制，系统所有监控操作都是在操作员站上完成，上位机主要完成工艺运行工况的监视和控制，具有控制操作、数据采集、画面显示、报警显示、报表和操作记录打印等功能，通过CRT监测现场各设备的状态和参数来分析阀门、水泵以及过滤器、混床和反渗透装置等的运行状态、水质的好坏，如PH、导电度、流量、压力、污度和SiO₂等。上位机布置在控制室里，运行人员可在控制室监视和操作。

水处理系统分为就地手动控制及远方PLC控制两部分。正常情况下，系统启用远方PLC控制，所有的操作及故障监测、趋势分析都可以通过控制室内操作站实现。一旦某些部分出现故障，可将控制切换到就地手动控制。根据水处理系统设备之间运行有很强的时序性这一特点，远方PLC控制一般又设置有自动、半自动、步操及点操四种基本控制方式。

一、         火电厂除灰除渣系统主要工艺系统组成

大型机组的除灰除渣系统通常包括：磨煤机排出的石子煤处理、锅炉底部渣的处理、省煤器、空气预热器和电气除尘器飞灰的处理。

1、石子煤的处理：

石子煤的成分主要是磨煤机无法磨碎的石子，在机组调试初期，还常含有大量的煤。处理方式有机械方式和水力喷射泵输送方式。

2、底渣部分的处理：

底渣是锅炉底部燃烧产生的废物，大排渣温度高，需要有贮渣及水冷装置。如水封式排渣或刮板捞渣机的水槽，经过连续的冷却水冷却，然后采用机械方式和水力喷射泵输送方式，另外还有适于北方干旱少雨缺水地区的空气冷却后加机械输送的输送方式。

3、灰的处理：

大型机组的省煤器、空气预热器和电气除尘器飞灰一般采用气力输送系统，以便灰综合利用和保护厂区环境。灰库中的灰可进一步经分选装置，把粗灰中的细灰分离出来，提高细灰产量，同时达到商品优质灰的细度要求。

4、厂外输送：

出于安全运行方面的因素，底渣和飞灰输送到灰渣场。常有的输送方式有灰渣泵水力输送或干灰调湿后皮带、汽车、装船等。

大型机组采用何种除灰除渣系统与煤的品质、灰渣的特性、电厂的布置要求、当地的具体情况、整个电厂的配置水平等有密不可分的关系。

二、         火电厂除灰系统装置简述

除灰装置是火力发电厂重要的辅助设备，其作用主要是把锅炉电除尘器收集的粉煤灰输送到灰库，保证锅炉系统安全正常运行。根据工作原理的不同，除灰装置可以分为：水力除灰装置、气力除灰装置和机械式除灰装置三种。

近年来，气力除灰装置得到广泛应用，经常使用的气力除灰装置有：正压气力除灰装置、低正压气力除灰装置、负气压力除灰装置和空气输送槽四种。

气力除灰系统的主要任务是将省煤器及电除尘下集灰斗所收集的飞灰，通过气力排放到灰库，然后用车装运，或搅拌成湿灰装船运走。整个过程湿密封管道输送。

三、         火电厂除渣系统装置简述

大型机组除渣系统主要分为以下几种方式：

1、水力喷射器除渣水力输送至灰场的方式。

炉底渣经碎渣机破碎后由水力喷射器送至灰浆池，再通过灰浆泵送至灰场。

2、刮板捞渣机除渣水力输送至灰场的方式。

3、水力除渣汽车运输至灰场的方式

锅炉底渣采用水力方式输送至脱水仓，渣经脱水仓脱水后用汽车运至用户或渣场。

4、 水力除渣皮带机运输至灰场的方式。

锅炉底渣经螺旋捞渣机捞入碎渣机破碎后，由渣沟流至渣浆泵房前池，再由渣泵送往脱水仓，渣经脱水后上皮带至灰场。

5、    刮板捞渣机除渣皮带机运输至灰场的方式。

排渣系统为炉底渣由刮板捞渣机捞出输送至管带输送机，由管带输送机输送并提升至渣仓，再由汽车运至灰场。

6、    刮板捞渣机除渣汽车运输至灰场的方式。

炉底渣由刮板捞渣机直接输送并提升至渣仓，再由汽车运至灰场。

四、         火电厂除灰除渣系统主要控制功能

除灰除渣装置的控制系统是一个比较复杂的控制项目，其主要控制对象：输送风机、气化风机、气锁阀、加热器、各类阀门、卸灰装置、布袋除尘器、收灰风机及管道压力、底渣斗、贮水池以及灰库等设备。