試論首鋼自備電站機爐控制系統的現狀和改進
存在的主要問題
首鋼自備電站投產12年為首鋼發展作出了巨大貢獻,但是人們對現代控制技術與主體工藝設備在可控性和施工質量方面的磨合配套估計不足,也逐漸暴露出一些問題,主要是:
(1) N-90控制范圍過大、過全、過于集中,大量電器設備甚至液壓傳動的信號也都進人N-90。有些與主工藝流程無關的局部系統如沖渣、吹灰,很長時間才用一次,也進入N-90。還有些工藝設備可控性差,經常需人工現場干預.如磨煤機系統也全部進人N-90。使N-90集中操作監視、分散控制、分散危險的優點發揮不夠,整個系統投資也降不下來。3號機改上PLC指M-984 )和數采.就是對這個問題的反思和探索。
(2)過程站選址不理想,1號、3號站均處于煤粉倉下部.房間密封條件差.長期漏粉、漏水。尤其是過程站電纜人口,靠近磨煤機爆發口上方,多次被磨煤機爆燃引燃電纜。2號爐投產時鋪設的電纜已燒壞80%以上。現1號、3號站地板下電纜層內已積滿煤粉,一旦因爆燃引燃電纜則會釀成重大事故。
(3)作為事故處理手段和應急措施,機、爐投產后陸續增加了部分電氣、儀表盤。包括N-90的OIU,數字站也一起放在汽機間的} . 2m層偏跨和鍋爐加藥間,環境極差,進出不便,也不安全,且把整個系統搞得支離破碎,不倫不類,易產生新的隱患。N_90的OIU操作接口,經10年長期使用后部件已嚴重老化,觸摸式智能鍵盤都已嚴重破損。原制造商早已升級換代不再生產。而且原oIu由于系統環路通訊過于擁擠則經常出現死機現象,影響正常生產監視操作。其上位機v}xl lasso小型機因其內存和速度都不適應現場要求和環境條件,在投產后s}-}年就遭淘汰。
(4)用于3號機的MIGO:}1的X32和IAA數采系統,故障不斷,經8年運行已有50 9}0信號不能輸人,也無法購置備件。這種情況隨時間推移還會與日俱增。4號爐的X32在承擔重要參數的監視及重要回路的調節方面也難如人意,總之,對上述間題的改進和完善已迫在眉睫。
4對系統改進完善的意見
筆者經認真調研,反復思考,在多方聽取生產、維護和管理部門人員的各方面意見后,站在設計人員角度,認為從保首鋼生產用電的大局出發,從電站的實際效益出發,利用每年一次大修機會,對控制系統進行有計劃有步驟的改造、完善,直至最終消除隱患是十分必要的。
總體改造的內容,按照輕重緩急的原則依次是:
(1)分步拆遷1號3號站和機、爐臨時值班室內的N-9i1和儀表、電氣盤,機爐分開控制,在鍋爐$m平臺南端汽水分析室改建1號,2號爐控制室,樓上為過程站,樓下($m層)為控制室。在汽機$m平臺北端副跨外改建1號、2號機控制室及過程站。
(2)對N-ga消腫減肥,精簡控制范圍,提高控制質量和可靠性,改變大而全、過分集中的情況:一是對絕大部分水泵、電機、電動閥門交由電氣或PLC控制;二是對一些無需自動調節或工藝根本就不具備條件的回路,交由儀表盤上手操器操作;三是工藝設備自成系統的保護設備,不再經過N-90,如汽輪機5臺保護柜全部從N-90中摘出,獨立工作。
(3)對現有N-9U的OIU操作接口單元和上位系統改造升級有兩種做法:一是去掉OIU,上位監視管理采用通用工業微機裝載FIX}emacs為上位軟件。UIU在投產之初繼續與工業微機并存,然后待操作工熟悉后逐步去掉QIU。利用通用微機的豐富工控軟件,還可以使人機界面更加友好,實現中文顯示操作;二是將PCU的通訊模塊和上位系統向I:VF`I-9i?升級。INFI-90與t}_}a在模件級兼容,PCU可利用原有設備,只需更換原有的LIM和BIM為NIS和NPM,將環路接口CIU03更換為ICI,然后去掉QIU,更換為以通用工業微機為載體的~ducoor-NT操作員站。
本方法充分利用N-90舊有設備,只在上位部分更換必要設備及軟件就可實現整個系統的升級換代,且可先升級一臺QIU,待消化吸收其技術后,再考慮全面的升級。
兩種方法都是采用通用工業微機和WindowsNT操作系統及TCPlIP開放型通訊協議,傳輸速率可高達lOMHz,每秒可傳送幾萬個IIO數據,不會再出現死機,備品備件也不成問題。
(4)3號機的數采和4號爐的調節,因機型與整個系統機型不統一,可考慮以下意見。一是3號機的數采可向:}1-9U靠攏,并可以上述方式向INFI-90升級,也可以向M-9S4靠攏,選用Modi~的984或quantum,上位都可選用通用微機,如用Fixdernacs,還可與3號機原已在用的984通訊。有人建議用Freelance-2000(小型PLC)系統替換X32和IAA數采,如能與M-984通訊,工作穩定,也是可以的,但最好是機型統一并面向將來系統的整齊劃一。或是機爐都往N-90靠攏,或是汽輪機都用M-584或quantum,形成機爐控制系統的整體合理構造。二是4號爐的調節回路,如給水三沖量控制,因X32橫向通訊的不可靠而受影響,那就只有考慮將其少量必要的調節回路和重要參數進人就近的3號爐N-90中去,由:V-90監視控制。鑒于4號爐剛投產不久,不易做較大變動,而應在1號、2號、3號爐的改造方向確定后,向1號,2號、3號爐靠攏。
(5)操作和維護人員經十幾年工作,對'.}1-90軟硬件較熟悉,且有較強維修服務能力,而:}1-90又與INFI-90在模件級兼容,鑒于;}1-90設備的老化和破損,通過從上位升級開始,逐步實現向IN-FI-90的局部和全部升級,在目前首鋼資金緊張的情況下確是可行的。
5系統改進及實施效果
對首鋼自備電站機爐控制系統的改進,關系到首鋼熱電生產經營的穩定發展。1997年,由電力廠、計控部配合電子公司成功進行了2號爐自控系統改造,又于1998年10月(上接第24頁)著手對3號機的M ICON數采系統進行改造。4號爐的重要調節回路和參數也選擇一批必要的點進人3號爐N-90PCU,實現了可靠的自動調節和監控。
控制系統的可靠帶來設備生產運行的穩定,產生的效益是十分明顯的:由于2號爐改造,是在不動一次表,N-90充分利舊的情況下進行的,整個投資只有300萬元,4號爐更是充分利舊.只花十幾萬元.但取得的效益都是十分驚人的。
據電力廠有關部門介紹,2號爐改造和4號爐的局部調整見效很快。199H年1一9月,2號爐生產蒸氣92.5萬t,比1997年同期多生產蒸氣16 . 952.5萬t.多創效益1017萬元。4號爐1998年1---9月比1997年同期相比多生產蒸氣1.86萬t,多創效益111.6萬元。同樣,鍋爐的良好工況也給發電生產帶來可觀的效益,由于2號爐故障率顯著降低,1998年1一9月,電力廠發電7.4146億度,比1997年同期多發電7 700多萬度,多創效益1 540萬元。
綜上所述,本文認為.總公司在生產經營允許的條件下.應及早平衡安排資金,對電站機爐系統進行全面的改造和完善,以使機爐自動化控制水平提高到一個新的水平.為總公司多發電、多產汽,為全公司發展作出應有的貢獻。
責任編輯:電力交易小郭
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