漳能2×300MW凝汽式汽輪機組供熱工程中控制系統改造

華電(漳平)能源有限公司 福建 龍巖 364400

0 引言

華電(漳平)能源有限公司2×300 MW凝汽式汽輪機組為東方汽輪機有限公司設計制造的亞臨界、一次中間再熱兩缸兩排汽凝汽式汽輪機。汽輪機型號為N300-16.7/537/537。機組臺份號為D300YN1/N2，分別于2011年6月和2012年4月投入運行。為了節能降耗、提高機組的經濟性，滿足工業抽汽的需求，需對兩臺300 MW凝汽式汽輪機組進行供熱改造。

1 供熱改造

1.1 供熱改造方案介紹 根據熱用戶需求單臺機組工業抽汽供熱參數如下：流量：冷段0～60t/h、熱段0～114t/h，壓力1.79～2.38 MPa，溫度270～360℃。

根據上述熱用戶需求的供熱參數東方汽輪機有限公司對漳能2X300 MW凝汽式汽輪機組進行供熱改造給出如下方案：抽汽從再熱熱段和再熱冷段打孔抽汽實現調整供熱抽汽，經減溫減壓后滿足用戶要求。為滿足再熱熱段最大抽汽量114t/h的要求，必須采用汽輪機中壓調節汽閥進行參調的方案，通過關小汽輪機中壓調節汽閥，提高高排壓力來減小高壓級末級次隔板和動葉片的壓差，保證整個高壓級隔板和動葉片強度不超限，以確保汽輪機的安全運行。由于工業抽汽的工質不可回收，必須連續向汽輪機熱力系統中補水。本方案采用東汽膜式噴嘴除氧補水至凝汽器喉部。補水溫度20℃，新增補水量200t/h，改造后要求滿足除氧效果。

1.2 中壓供熱控制方案介紹 當機組帶上70%負荷并滿足供熱條件后，可投入中壓供熱控制。操作人員可通過DEH畫面選擇手動或自動方式投入供熱，此時機組由純冷凝工況切換到供熱工況運行。如需將供熱工況切回純冷凝工況運行，可使中壓調節閥逐漸開啟，熱負荷逐漸減少，各抽汽壓力逐漸減小，當中壓調節閥全開時，點擊供熱切除按鈕，切除供熱或通過DCS關閉抽汽快關閥和抽汽止回閥，自動切除供熱，機組轉入純冷凝工況運行。

供熱投入后，供熱控制系統自動進入供熱手動方式，在此方式下，運行人員通過“抽汽壓力增”、“抽汽壓力減”按鈕來控制中壓調節閥開度。在供熱手動方式下，供熱控制系統對抽汽壓力不進行自動調節，目標抽汽壓力跟隨實際抽汽壓力。在供熱自動方式下，運行人員通過目標抽汽壓力設置目標值，并設置抽汽壓力變化率，按壓“進行保持”按鈕使狀態轉為“進行”后，供熱控制系統自動計算給定抽汽壓力，并與實際抽汽壓力進行比較，按一定規律開大或關小中壓調節閥，最終使抽汽壓力達到目標抽汽壓力，系統轉為“保持”，此后，中壓調節閥的開度減小將導致實際抽汽壓力的增大，中壓調節閥的開度增大將導致實際抽汽壓力的減小，從而阻止抽汽壓力的進一步變化。

2 控制方式及控制室布置

2.1 控制方式 新增#5、#6機組供熱系統抽汽管道測點和閥門等的監控分別納入#5、#6機組DCS系統，供熱系統公用部分新增測點進DCS公用系統。運行人員在原單元機組操作員站上對供熱系統主廠房新增設備的監控。DEH新增測點在DEH原有操作員站上監控。新增鍋爐補給水處理系統的控制接入原化水PLC控制系統，在原化水運行控制室的操作員站進行監控。

2.2 控制室布置 集控室增加一個廠外供熱數據監測系統的操作臺和一臺上位機。#5、#6機組鍋爐電子設備間內備用位置各增加一面DCS機柜，DCS機柜尺寸與原有保持一致。新增#5、#6機DCS系統工程師臺布置于SIS室，靠墻布置。

3 熱工自動化系統

3.1 分散控制系統(DCS) 供熱改造新增DCS系統采用南自美卓MAX-DNA系統，每臺單元機組設置一面DCS機柜和一套工程師站。供熱系統公用部分測點進原TCS3000公用系統。#5、#6機新增DCS系統各增加1面機柜，各帶一對DPU，并各配一塊SCM通訊模塊，與原TCS3000系統通訊，實現在TCS3000系統對供熱系統進行控制。

3.2 汽機數字電液控制系統(DEH) DEH采用的是OVATION系統，為了滿足抽汽要求，采用了中壓調節閥進行抽汽調節的方案，增加中壓供熱控制部分邏輯及畫面。原中壓調節閥伺服卡及LVDT由單支改為雙支，因此本次供熱改造引起的DEH系統的改造需要對原機柜內部分卡件位置進行調整并配套增加兩塊AI卡和兩塊VP卡。

3.3 鍋爐補給水處理控制系統 新增鍋爐補給水處理控制系統由湖南先步信息股份有限公司負責，新增鍋爐補給水處理系統的控制接入原化水PLC控制系統，在原有化學處理車間值班室的操作員站進行監控，新增控制部分采用擴展的遠程IO接入原化水PLC控制網絡。新增PLC機柜與原化水電子設備間內的機柜并列布置，新增2面PLC機柜。

3.4 化水工業電視系統 新增工業電視采用獨立的前端、后端設備，根據需要，新增的攝像頭可以送到原化水工業電視后端顯示器上顯示。鍋爐補給水處理車間設置3個攝像頭，化水電子設備間設置1個攝像頭，新增攝像頭視頻信號接入原水區域閉路電視機柜，新增攝像頭的電源從原水區域電源控制箱7引接。4個攝像頭都采用數字高清攝像頭，后端設置客戶端主機和顯示器。

4 儀控設備選型

儀控設備的選型盡可能與電廠現有同類設備選型一致，便于全廠統一維護、管理和減少備品備件。

4.1 儀表選型

(1)就地溫度檢測選用型號WSS-581雙金屬溫度計。

(2)就地壓力檢測統選擇型號Y-150彈簧管壓力表。

(3)就地液位測量采用磁翻板液位計。

(4)熱電偶統一選擇K分度熱電偶，熱電阻選擇Pt100熱電阻。

(5)壓力、差壓變送器選用智能系列變送器。

(6)抽汽流量、供汽母管流量檢測選用平衡式流量計配差壓變送器。

(7)減溫水、凝汽器補水流量及化水所有流量采用孔板式流量計配差壓變送器。

4.2 執行機構選型 調節閥和開關型電動閥門的執行機構都采用智能一體化執行機構。

5 結束語

漳能2×300 MW凝汽式汽輪機組供熱改造，符合國家“節能減排”政策。目前漳能公司供熱系統已投運，投運后機組的綜合經濟效益提高，有利于節能降耗，并能滿足漳平市工業園區的供汽需求，具有良好的經濟效益和社會效益。