傅喻帥

（廣東省粵電集團(tuán)有限公司珠海發(fā)電廠，廣東 珠海 519000）

1 脫硫DCS系統(tǒng)分機(jī)組改造的意義及其發(fā)展趨勢(shì)

脫硫DCS系統(tǒng)分機(jī)組升級(jí)改造是針對(duì)21世紀(jì)初期設(shè)計(jì)制造并投入使用的脫硫控制系統(tǒng)，該脫硫系統(tǒng)特點(diǎn)為：脫硫系統(tǒng)存在旁路功能，即在脫硫系統(tǒng)異常時(shí)機(jī)組可以無需脫硫運(yùn)行。2011年前后，出于環(huán)保要求,火電廠陸續(xù)取消機(jī)組的旁路改造。改造后，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式與新系統(tǒng)的安全可靠性要求不匹配。所以脫硫DCS系統(tǒng)分機(jī)組改造，即將脫硫設(shè)備根據(jù)不同機(jī)組、單元公用的分類方式，對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，杜絕因?yàn)槊摿蚩刂葡到y(tǒng)故障導(dǎo)致全廠停機(jī)的可能性，同時(shí)為機(jī)組停運(yùn)時(shí)脫硫設(shè)備的停機(jī)檢修提供了平臺(tái)。在實(shí)現(xiàn)基本分機(jī)組、公用系統(tǒng)改造的同時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步提升脫硫控制系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)而為環(huán)保部門對(duì)火電機(jī)組50、35、5的煙氣排放要求打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 珠海發(fā)電廠脫硫DCS系統(tǒng)改造意義以及改造過程中的難點(diǎn)

脫硫DCS系統(tǒng)改造的意義在于，可以將兩臺(tái)機(jī)組的脫硫控制系統(tǒng)完全物理隔離，杜絕因控制系統(tǒng)故障而導(dǎo)致雙機(jī)停運(yùn)的可能性，對(duì)于機(jī)組檢修期間控制系統(tǒng)的維護(hù)以及試驗(yàn)工作也十分便利。對(duì)于火電廠現(xiàn)階段對(duì)脫硫系統(tǒng)可靠性的要求而言，這種改造勢(shì)在必行。脫硫DCS系統(tǒng)改造工程主要面臨以下問題：

2.1 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成方式選擇

對(duì)于改造方案控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的選擇，基本原則是兩臺(tái)機(jī)組的脫硫煙氣及吸收塔設(shè)備控制部分需要各為一個(gè)網(wǎng)段，所以網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的決策重點(diǎn)主要在于脫硫公用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)配置問題，配置方式有兩種方案：

1）公用系統(tǒng)與1號(hào)機(jī)組或者2號(hào)機(jī)組為同一網(wǎng)段。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于可以節(jié)省交換機(jī)與組態(tài)服務(wù)器或網(wǎng)關(guān)的使用，也有利于單元機(jī)組與公用系統(tǒng)之間信號(hào)傳遞，對(duì)于采用C/S架構(gòu)的系統(tǒng)，一旦服務(wù)器不可用將無法監(jiān)控整個(gè)脫硫系統(tǒng)，后果比較嚴(yán)重，對(duì)于采用對(duì)等網(wǎng)架的系統(tǒng)影響會(huì)較小。

2）公用系統(tǒng)單獨(dú)一個(gè)網(wǎng)段。此方案的特點(diǎn)在于：可以避免不同機(jī)組間的相互干擾，各網(wǎng)段系統(tǒng)內(nèi)的檢修試驗(yàn)工作獨(dú)立，互相之間沒有干擾。但該方案的成本相對(duì)較高，而且因?yàn)橥ǔ２煌瑱C(jī)組的控制器號(hào)是對(duì)稱布置的，工作人員在進(jìn)行邏輯修改、下裝等工作時(shí)一定要嚴(yán)格區(qū)別機(jī)組號(hào)，否則容易導(dǎo)致誤操作。

2.2 公用系統(tǒng)設(shè)備無法停運(yùn)

由于珠海發(fā)電廠是由兩臺(tái)700 MW火電機(jī)組組成，沒有兩機(jī)同時(shí)檢修的窗口期，所以脫硫公用系統(tǒng)部分改造必須在脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過程中完成。設(shè)備運(yùn)行過程中對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，對(duì)施工方案的計(jì)劃和細(xì)節(jié)以及施工項(xiàng)目組與運(yùn)行人員的配合提出了很高的要求。如何在保證設(shè)備正常運(yùn)行的前提下完成控制系統(tǒng)改造，是制定改造方案時(shí)需要考慮的重點(diǎn)和關(guān)鍵。

3 珠海發(fā)電廠脫硫DCS系統(tǒng)改造方式

珠海電廠脫硫DCS改造選擇了艾默生的OVATION控制系統(tǒng)（以下簡稱艾默生），以替代改造前的東芝TOAMAP控制系統(tǒng)（以下簡稱東芝）。

3.1 網(wǎng)絡(luò)配置方式

珠海發(fā)電廠脫硫DCS系統(tǒng)改造采用了三網(wǎng)段設(shè)計(jì)，即1號(hào)機(jī)組吸收塔煙氣設(shè)備控制系統(tǒng)為一個(gè)網(wǎng)段、2號(hào)機(jī)組吸收塔煙氣設(shè)備控制系統(tǒng)為一個(gè)網(wǎng)段、公用系統(tǒng)為一個(gè)網(wǎng)段。其中每個(gè)網(wǎng)段下配備一臺(tái)工程師站，一臺(tái)歷史數(shù)據(jù)站、一臺(tái)OPC站。1、2號(hào)機(jī)組脫硫系統(tǒng)網(wǎng)段各配備兩臺(tái)操作員站，公用系統(tǒng)配備一臺(tái)操作員站。三網(wǎng)段間通過核心交換機(jī)連接，使操作員站可以實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)段操作。

3.2 公用系統(tǒng)運(yùn)行中改造方案

公用系統(tǒng)改造制定了艾默生控制系統(tǒng)和東芝控制系統(tǒng)同時(shí)監(jiān)視同時(shí)操作，對(duì)東芝控制系統(tǒng)CPU逐個(gè)進(jìn)行改造的方案。首先做出每個(gè)CPU內(nèi)所有測點(diǎn)信號(hào)和控制設(shè)備清單并進(jìn)行梳理分析，羅列出無法停運(yùn)或嚴(yán)重影響設(shè)備安全性的測點(diǎn)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在改造施工前確認(rèn)對(duì)這部分重點(diǎn)信號(hào)的處理方式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操作模式，以CPU為單位制定施工方案，方案經(jīng)過詳細(xì)論證后再進(jìn)行施工工作。

1）6號(hào)CPU改造施工方案。

6號(hào)CPU主要處理脫硫380 V脫硫公用電源進(jìn)線等電氣信號(hào)，同時(shí)有石灰石漿液和事故罐相關(guān)設(shè)備信號(hào)。

2）5號(hào)CPU改造施工方案。

5號(hào)CPU主要處理脫硫2號(hào)濕磨、2號(hào)真空皮帶、2石灰石漿液、工藝水系統(tǒng)等相關(guān)控制信號(hào)。

3）4號(hào)CPU改造施工方案。

4號(hào)CPU主要處理脫硫1號(hào)濕磨、1號(hào)真空皮帶、1號(hào)吸收塔石灰石漿液、工藝水系統(tǒng)等設(shè)備相關(guān)控制信號(hào)。

通過以上的臨時(shí)措施和兩套DCS系統(tǒng)的共同使用方式，逐步對(duì)脫硫公用系統(tǒng)的三套CPU及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行拆除和更換，實(shí)現(xiàn)了在公用系統(tǒng)不停運(yùn)的同時(shí)完成DCS系統(tǒng)改造的預(yù)期項(xiàng)目目的。

3.3 1、2號(hào)機(jī)組脫硫DCS系統(tǒng)設(shè)備物理耦合拆分方案

由于改造無法提供兩臺(tái)機(jī)組全部停運(yùn)的檢修窗口期，所以改造計(jì)劃必須在不影響運(yùn)行機(jī)組正常運(yùn)行的前提下進(jìn)行。根據(jù)我廠1、2號(hào)機(jī)組脫硫控制系統(tǒng)特點(diǎn)和電子間實(shí)際布置情況，項(xiàng)目方案最終確定為使用先安裝調(diào)試部分艾默生系統(tǒng)，后進(jìn)行信號(hào)遷移的方案。具體施工分為以下幾個(gè)步驟：

1）2號(hào)機(jī)組脫硫控制系統(tǒng)土建改造工作。在1、2號(hào)機(jī)組脫硫控制系統(tǒng)電子間地板上進(jìn)行穿孔作業(yè)，以滿足2號(hào)機(jī)組艾默生控制系統(tǒng)所需的進(jìn)線孔洞。由于原設(shè)計(jì)樓板沒有開孔，所以需要重新計(jì)算承重能力，最終該項(xiàng)目使用鋼梁對(duì)樓板進(jìn)行了加固，加固后測試承重符合要求，再進(jìn)行后續(xù)的樓板施工工作。

2）2號(hào)機(jī)組新系統(tǒng)立柜上電調(diào)試。在土建工作基礎(chǔ)上，按照艾默生控制系統(tǒng)廠家技術(shù)要求，安裝槽鋼和絕緣墊，并將控制2號(hào)機(jī)組風(fēng)煙吸收塔設(shè)備的控制系統(tǒng)機(jī)柜進(jìn)行立柜工作，之后系統(tǒng)上電調(diào)試正常后，將所有卡件從卡槽拔出，以配合下一步的信號(hào)電纜移位工作。

3）2號(hào)機(jī)組設(shè)立中間端子柜，信號(hào)線移位。2號(hào)機(jī)組脫硫控制系統(tǒng)新機(jī)柜的安裝位置與原機(jī)柜有一定距離，針對(duì)可能發(fā)生電纜長度不足問題，同時(shí)也為了利用改造前的原有電纜,減少重新敷設(shè)電纜的工作量。項(xiàng)目采用了中間端子柜的施工方案，根據(jù)2號(hào)機(jī)組脫硫系統(tǒng)的實(shí)際點(diǎn)數(shù)，在電纜橋架附近位置提前設(shè)置中間端子柜，改造共設(shè)置了ZJ01-05五個(gè)中間端子柜（如下圖5），并將新系統(tǒng)至中間端子柜的信號(hào)電纜預(yù)先敷設(shè)，完成信號(hào)點(diǎn)測試。在2號(hào)機(jī)組停機(jī)后只需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行移位工作就可以進(jìn)行調(diào)試，最大限度地降低了2號(hào)機(jī)組停機(jī)所需要的時(shí)間。

4）1號(hào)機(jī)組改造。在2號(hào)機(jī)組改造完成后，1號(hào)、2號(hào)機(jī)組艾默生和東芝系統(tǒng)同時(shí)使用，在1號(hào)機(jī)組停運(yùn)的檢修窗口期，再進(jìn)行1號(hào)機(jī)組脫硫東芝系統(tǒng)解線拆除、艾默生系統(tǒng)立柜接線和調(diào)試等工作，最終全面完成1號(hào)、2號(hào)機(jī)組脫硫控制系統(tǒng)改造工作。

4 結(jié)語

經(jīng)過珠海電廠脫硫系統(tǒng)DCS升級(jí)改造項(xiàng)目，解決了由于設(shè)計(jì)原因造成的諸多使用問題，在控制系統(tǒng)層面上真正做到了與1號(hào)、2號(hào)機(jī)組及公用脫硫系統(tǒng)的獨(dú)立性與重要性相匹配，并通過多種嘗試，克服了施工中公用系統(tǒng)不能停運(yùn)、1、2號(hào)機(jī)組脫硫DCS系統(tǒng)設(shè)備物理耦合性高等難點(diǎn)問題，為今后的脫硫系統(tǒng)控制系統(tǒng)改造提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。