摘要　详细介绍了长春热电二厂1、2号机组自动化系统的技术改造情况，包括系统改造范围、硬件配置、软件功能及系统改造后所达到的技术水平，并对改造后系统的准确性、可靠性及机组的经济运行情况进行了分析。
关键词　技术改造　协调控制　自动化

AUTOMATION TECHNIQUE RENOVATION OF UNIT No.1 & 2
IN CHANGCHUN No.2 THERMAL POWER PLANT

Sui Jianping
Changchun Thermal Power Plant No.2
Changchun, 130031 China
Qiu Zhongchang
Electric Research Institude of China
Beijing, 100085 China

ABSTRACT　This paper described the automation technique renovation of boiler－turbine unit No. 1 and 2 in Changchun No. 2 Thermal Power Plant. The renovation includes system retrofitting, hardware configuration, software function and the technical indexes of the system. The accuracy of the system and the optimal control of boiler－turbine performance after renovation are analyzed.
KEY WORDS　technique renovation; coordinated control; automation technique

　　长春热电二厂1、2号机组的锅炉为哈尔滨锅炉厂HG-670/140-YM14 型，汽轮机为哈尔滨汽轮机厂 CC140/200-130/535/535-1 型，发电机为哈尔滨电机厂QFSN-200-2 型，分别于1990年12月和1991年12月投产。
　　自动化装置配套情况如下：模拟量控制系统(MCS)为大连仪表厂引进日本日立公司的VI87MA-E 型可编程单回路调节器，主要调节回路有主汽压力自动调节、主汽温度自动调节、再热汽温度自动调节、汽包水位自动调节、锅炉送风自动调节、炉膛负压自动调节、凝结器水位自动调节、轴封汽压自动调节等；数据采集系统(DAS)为华南计算机厂与中国电力科学研究院联合研制的HN-3000数据采集系统；炉膛安全监测系统(FSSS)为东北电力学院研制的GAZ-1A炉膛安全监控装置；顺序控制系统(SCS)是由常规的操作开关和继电器构成的操作、联锁和保护系统；汽轮机数字电液系统(DEH)没有配套。
　　由于上述控制设备控制精度差，可靠性低，维护量大，限制了机组效率的进一步提高，不能满足机组自动发电控制(AGC)要求，有时甚至危及机组的安全运行，因此，于1994年提出对1、2号机组控制系统进行技术改造，并决定控制系统采用中国电力科学研究院电厂自动化研究所开发的EDPF-3000分散控制系统。改造工程分两期进行，即一期工程为1995年1号机组、1996年2号机组的MCS、DAS和DEH系统技术改造；二期工程为1998年6～8月份1、2号机组FSSS和SCS系统技术改造。

1　控制系统改造范围及硬件配置

　　(1)热控系统改造范围　模拟量控制系统(MCS) 188点，顺序控制系统(SCS)1792点，数据采集系统(DAS) 505点，炉膛安全监测系统(FSSS) 25点和汽轮机数字电液系统(DEH) 270点，共计2780点。
　　(2)电气系统改造范围　除保留的4个开关操作按钮，即发电机4022跳闸按钮、灭磁开关跳闸按钮、6kVA段强投按钮、6kV B段强投按钮外，全部高压电机启停系统、低压电机启停系统、励磁系统、发变组系统、厂用电系统、照明电系统、电动门操作系统及相应联锁保护系统等控制逻辑全部在控制器内完成，全部操作均在屏幕上进行。
　　(3)数字量控制系统(DCS)硬件配置　本厂1、2号机组控制系统采用了中国电力科学研究院电厂自动化研究所开发的EDPF-3000系统，其硬件配置为：MCS采用ABB公司的MODCELL多回路控制器，FSSS、SCS采用施耐德公司的QUANTUM 140控制器，DAS采用南京工程兵学院智能数据采集前端893产品，DEH装置采用美国WOODWARD公司的NETCON-5000FT产品，DEH控制器及其电液转换装置由哈尔滨汽轮机厂自控中心配套。系统底层控制网络采用分段冗余配置，以确保系统的危险性降到最小。系统主网为开放式100　Mb/s Ethernet，冗余配置。系统配有通用运行员站5个，工程师站1个，每个运行员站和工程师站都有历史站功能。另配有报表打印机两台，彩色拷贝机一台。

2　控制系统改造所达到的技术要求

　　(1)DAS 部分　模入处理有：①对模入信号进行数据质量检验、工程单位标度变换、数字滤波、线性修正和热电偶的冷端温度补偿，并可以进行报警、每点可以设置两个上限和两个下限报警；对流量信号和水位信号进行温度、压力校正及线性处理。②开入处理：对开关量信号进行开入跳变记录，并存盘，以备事故分析查阅。③具有经济指标计算与性能分析计算功能；历史数据存储、机组数据可存储1个月。④实现一次风粉浓度在线检测，二次风速测量。提供定时制表、报警打印、开关量跳变打印、事故追忆打印、屏幕拷贝等各种打印功能。
　　(2)MCS 部分　有协调控制系统，给水自动调节系统，过热汽温自动调节系统，再热汽温自动调节系统，送风量自动调节系统(含氧量控制)，引风自动调节系统，凝结器水位调节系统，轴封汽压调节系统，高加水位调节系统等。
　　(3)SCS部分　热工部分有气轮机主保护，高加水位保护，抽汽逆止门保护，安全门保护，燃油速断保护，25%甩负荷保护，汽包水位保护，给水泵保护；给水程控，射水程控，制粉程控，定排程控；给水泵再循环门联锁，高排疏水灌联锁，排补油联锁，补水联锁，热工辅助联锁等。电气部分有给水泵联锁，循环水泵联锁，凝结水泵联锁，射水泵联锁，内冷水泵联锁，氢冷水泵联锁，中继水泵联锁，低加疏水泵联锁，交直流润滑油泵联锁，空侧交直流润滑油泵联锁，氢侧交直流润滑油泵联锁，轴抽风机联锁，给粉机电源联锁，锅炉大联锁，给水泵辅助油泵联锁等。
　　(4)FSSS部分　有火燃监测、炉膛正压、负压保护逻辑，炉内无火主燃料跳闸(MFT)停炉逻辑和停炉后吹扫逻辑，任一操作员站均可实现FSSS系统的监视。
　　(5)DEH 部分　汽轮机在采用电调装置同时，仍然保留机械液式调节系统，即电液并存运行方式。电调运行时液调跟踪，液调运行时电调跟踪，可以随时无扰切换，这样，汽轮机就有了两套调节装置，即电调和液调。DEH系统冗余配置，是目前世界上最先进、可靠的控制装置。
　　(6)CRT 屏幕功能　包括保证机组安全、经济运行所必须的、最简洁的运行操作画面和事故处理画面，各相关图、棒图、历史趋势、实时趋势、启停曲线、模入报警、开入跳变、当前最新报警信息显示和报警历史信息记录文件，各种一览画面、控制回路配备的调节趋势操作画面及对检修设备的挂牌操作等。
　　(7)管理信息系统(MIS)管理网接口　为了加强生产管理力度和提高生产效率，笔者将机组各个转机的运行状态、运行的实时参数、送入全厂的生产管理网，进行生产管理，为各生产管理部门及时作出生产管理决策，确保机组的安全、经济运行，提高经济效益，提供基础实时信息。

3　系统改造后机组运行情况

　　(1)长春热电二厂1、2号机组自动化系统自1995年8月份、1996年8月份投入运行以来，对DAS系统的全部模拟量和开关量全部进行了校验，DAS系统准确度高，可靠性高，全部功能运行正常。MCS 系统调节品质比改造前有明显提高，汽包水位小于±10mm，汽温小于±1℃，主汽压力小于±0.1MPa，送风系统投入负荷—氧量调节，氧量波动为±0.5%，使燃烧控制在稳定的基础上实现了经济运行。控制系统的基本方式“机基本”“炉基本”投入协调运行，并进行了负荷增减控制试验，系统负荷波动小于±0.5MW，主汽压力波动小于±0.1　MPa。制粉系统实现了全过程自动操作，从钢球磨煤机的程序启停控制，到负荷、出口温度控制均自动完成。SCS系统自机组控制系统改造后，从机组的数次启停情况来看，全部热工保护、联锁系统和电气保护、联锁系统操作的准确性和可靠性均达到100%。DEH系统运行可靠，在机组启动升速时、能准确地控制机组转速，在任意转速下(除临界转速)均能稳定运行。
　　(2)改造后的控制系统可靠性高，维护量减少。MCS部分取消全部架装表和伺服放大器，彻底解决了常规仪表可靠性低、维护量大这一普遍问题。通过CRT屏幕操作，经控制器运算判断后直接驱动电动执行器，使系统的可靠性和准确度都有明显的提高。
　　(3)减少运行人员，降低劳动强度。改造前，机组运行时需5人监盘，改造后减至2人，实行单元制以后，每班可减少运行人员4至5人，同时降低了运行人员的劳动强度。
　　(4)机组的可控性明显提高，机组负荷控制的准确度由原来的3～5MW提高到0.3MW，并可随时接受中央调度RTU来的负荷命令，实现电网的AGC控制。
　　(5)经济效益显著。根据专家论证的初步结果并参照其它电厂经济效益情况的分析，协调控制系统稳定投入后，可降低煤耗3～5g/kWh，截止1999年4月，直接经济效益约728万元。

4　结束语

　　作为全国首台国产200MW机组自动化系统技术改造，在没有成功的经验借鉴和现成模式参考的前提下，根据未来电网发展对机组自动化水平的要求，并考虑因原有自动化设备无法满足机组AGC控制的要求而限制了机组效率的进一步提高，以及这些设备维护性差等诸多方面的因素，长春热电二厂和中国电力科学研究院合作，充分利用电科院的技术资源，共同完成了1、2号机组自动化系统的技术改造。由于机组控制技术的进步，机组管理水平有了明显的提高，于1996年10月被国家电力公司首批授予一流火电厂的称号。
　　 长春热电二厂1、2号机组自动化系统改造后自1995年10月投入运行以来，经过多次离线和在线检查、试验、测试，以及机组的多次启停证明，改造后的系统运行稳定、可靠，操作简捷，响应快，计算能力强，历史信息存储科学、分析问题快捷、准确，没有发生过因为控制系统的不稳定或故障造成机组停机事故或障碍。1998年11月，按照国家电力行业有关标准和在线测试规程，省电力公司生产部组织专家组对长春热电二厂1、2号机组控制系统进行实地验收试验。结果表明，各项指标均符合有关规程要求，通过了省电力公司的验收