某發(fā)電操作站的項目設(shè)計與制作.doc

利用GE Fanuc iFIX完成對TRT發(fā)電項目操作站的設(shè)計與制作一、引言現(xiàn)代高爐爐頂壓力高達(dá)0.15-0.25MPa，爐頂煤氣中存有大量勢能。高爐煤氣余壓能量回收透平發(fā)電裝置（Blast-FurnaceTop Pressure Recovery Turbine Unit），簡稱TRT，就是利用高爐爐頂?shù)挠鄩河酂幔瑢⒏郀t煤氣導(dǎo)入透平膨脹機(jī)作功，驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電的一種能量回收裝置。河北津西鋼鐵股份有限公司是首家采用陜西鼓風(fēng)機(jī)（集團(tuán)）公司生產(chǎn)的共用型一托二TRT發(fā)電機(jī)組的企業(yè)，自2005年8月1日投入運行以來，機(jī)組運行穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益明顯，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計效果。津西所用的共用型一托二TRT發(fā)電裝置由透平主機(jī)系統(tǒng)、高低壓發(fā)配電系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、液壓伺服控制系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、大型閥門系統(tǒng)、氮氣密封系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)八大部分組成。TRT發(fā)電裝置如圖所示： 二、GE Fanuc iFIX 軟件的特點通過在我們津西鋼鐵股份有限公司多處控制系統(tǒng)中采用iFIX的實際應(yīng)用，我深深地感到iFIX軟件具有許多優(yōu)點：1iFIX軟件功能強大，對控制系統(tǒng)中所要求實現(xiàn)的控制功能都能實現(xiàn)。2內(nèi)嵌VBA(Visual Basic for Application)編程，簡便易學(xué)。在不需要懂得很多VBA編程技巧的情況下，也能發(fā)揮出強大功能。3畫面功能非常強大，iFIX軟件包含大量圖形工具，使用戶能夠快速簡單地開發(fā)系統(tǒng)。4集成發(fā)展環(huán)境：Workspace TM ，應(yīng)用十分靈活、方便。5增強的網(wǎng)絡(luò)功能 ，為系統(tǒng)提供靈活的可擴(kuò)展性。6iFIX采用許多工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，保證其開放性和可擴(kuò)展性，使得系統(tǒng)的開發(fā)和集成變得十分簡便。7增強的安全性和可靠性。 三、 iFIX 軟件在TRT項目操作站中的應(yīng)用在此項目中我們采用Windows 2000 Professional操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)是現(xiàn)在工業(yè)控制中廣泛采用的操作系統(tǒng)，具有穩(wěn)定高效、不容易崩潰等良好特點，適合監(jiān)控系統(tǒng)運行時要求安全、穩(wěn)定的要求。iFIX采用了開放式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并運用了微軟的一些工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)可以在很短的時間內(nèi)就可以開發(fā)出非常直觀，十分有利于監(jiān)控系統(tǒng)的集成開發(fā)。1、 網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備驅(qū)動的配置：利用工業(yè)以太網(wǎng)使PLC與下位機(jī)之間通訊，軟件采用了iFIX3.5，利用MBE驅(qū)動程序從設(shè)備獲取數(shù)據(jù)。iFIX軟件提供與PLC等硬件設(shè)備的接口，可將數(shù)據(jù)從寄存器中讀出。在SCU配置窗口設(shè)置用MBE-MODBUS Ethernet 7.17，并在CONFIGURE I/O DRIVERS 列表中選擇安裝。iFIX數(shù)據(jù)庫可從驅(qū)動程序映射表中檢索數(shù)據(jù)，處理過程數(shù)據(jù)(包括指令)等。iFIX組態(tài)軟件首先通過MBE驅(qū)動程序軟件接口從現(xiàn)場的Quantum模板中獲取數(shù)據(jù)，存入DIT驅(qū)動程序映像表中，iFIX的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(PDB)通過 SAC程序從DIT表中獲取它所需的數(shù)據(jù)，應(yīng)用軟件 (如 iFIX的畫面運行程序、報表生成程序等 )都通過內(nèi)部數(shù)據(jù)庫訪問軟件從 iFIX內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中獲取來自過程硬件的信息，這樣就可以實現(xiàn)在工業(yè)流程畫面上動態(tài)地顯示現(xiàn)場各過程硬件的運行狀態(tài)，數(shù)據(jù)也可以按相反的順序?qū)懟噩F(xiàn)場模板，執(zhí)行控制操作。2、 應(yīng)用程序的配置：iFIX最重要的功能是為用戶提供了可視化的窗口進(jìn)行過程信息處理。iFIX在用戶屏幕上提供的圖形化過程信息，包括原始數(shù)據(jù)、計算數(shù)據(jù)、報警、變量字符串、點信息、趨勢報警或變量狀態(tài)。圖形應(yīng)用程序的核心是從數(shù)據(jù)庫訪問信息。為了直接顯示數(shù)據(jù)，圖形應(yīng)用程序提供了多樣性的鏈接方式，鏈接可以有多種格式及配置的靈活選擇，對系統(tǒng)或過程數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。操作人員使用鏈接也能向數(shù)據(jù)庫寫數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)源來自iFIX數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)傳輸可以是雙向的。針對操作員設(shè)定只有運行的權(quán)限。3、iFIX在TRT項目操作站中的實際應(yīng)用：這次我們在TRT項目中采用了iFIX3.5中文版。工藝流程如圖所示： 高爐煤氣經(jīng)過重力除塵器、布袋除塵器、入口蝶閥等閥門后進(jìn)入透平機(jī)入口，通過導(dǎo)流器使氣體轉(zhuǎn)成軸向進(jìn)入葉柵，氣體在靜葉和動葉柵組成的流道中不斷膨脹做功，壓力和溫度逐級降低，并轉(zhuǎn)化為動能作用于轉(zhuǎn)子，使之旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器帶動發(fā)電，從透平機(jī)出來的煤氣進(jìn)入減壓閥組后進(jìn)入工藝管網(wǎng)供用戶使用（本套TRT具有兩個進(jìn)氣管道和兩個排氣管道，氣源分別來自7高爐和8高爐）。TRT全自動啟動過程如下： iFIX是自動化控制領(lǐng)域技術(shù)成熟、運行穩(wěn)定、用戶口碑甚好的軟件之一，在我津西鋼鐵應(yīng)用相當(dāng)廣泛。下面我結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備和iFIX畫面介紹一下起機(jī)和停機(jī)的過程：(1) 起機(jī)前的準(zhǔn)備工作：首先，在現(xiàn)場的水系統(tǒng)、氮氣系統(tǒng)、動力油系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、發(fā)配電系統(tǒng)全部投入并且信號正常的情況下，開始氮氣置換操作，在“透平開機(jī)”畫面中，如下圖所示： 點擊“進(jìn)入煤氣置換”按鈕，使其變?yōu)榧t色。確認(rèn)入、出口插板閥關(guān)閉，開啟靜葉、緊急切斷閥、高低壓連通閥、旁通快開閥、開機(jī)身放散管、打開入口插板閥后出口插板閥前的人孔吹掃閥門，充入氮氣，一定時間后，經(jīng)檢驗合格，開始進(jìn)行引煤氣操作。打開出口插板閥、開出口蝶閥，煤氣此時從出口管道和旁通快開閥進(jìn)入透平，從機(jī)身放散管試驗確認(rèn)全部為煤氣后關(guān)閉旁通快開閥、靜葉、緊急切斷閥，開啟入口插板閥，開啟緊急切斷閥，此時只有入口電動蝶閥、快切閥的均壓閥、旁通快開閥處于全關(guān)，。在“透平開機(jī)”畫面點擊“煤氣置換結(jié)束”按下“存儲復(fù)位”按鈕，（若復(fù)位不成功，需查看停機(jī)畫面查看故障）， 成功后在“透平開機(jī)畫面”中點擊“TRT申請啟動”，在高爐發(fā)來“允許啟動”信號后，啟機(jī)條件到此全部滿足。（2） 起機(jī)：在“透平開機(jī)”畫面點擊“自開機(jī)”計算機(jī)進(jìn)入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)畫面： 首先，入口蝶閥逐漸打開，完全打開后，進(jìn)入靜葉調(diào)轉(zhuǎn)速過程。隨著靜葉的逐漸打開，透平機(jī)的轉(zhuǎn)速也慢慢增高，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過設(shè)定值時輔泵自動停止，主油泵投入使用，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到勵磁啟動時，可以投入勵磁。發(fā)電機(jī)并網(wǎng)采取手觸屏方式進(jìn)行，在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，系統(tǒng)自動進(jìn)入“功率調(diào)節(jié)畫面” 隨著靜葉的開啟，功率逐漸上升，待減壓閥組逐漸關(guān)閉后系統(tǒng)自動進(jìn)入“頂壓調(diào)節(jié)畫面” 與高爐確認(rèn)減壓閥組完全關(guān)閉，此時靜葉自動按照頂壓設(shè)定值調(diào)節(jié)頂壓，一臺透平機(jī)開機(jī)完畢。可執(zhí)行第二臺透平機(jī)的開機(jī)。（3） 停機(jī)操作：停機(jī)分為正常停機(jī)和緊急停機(jī)：在TRT需要檢修或其他原因需要停機(jī)時按正常停機(jī)處理：首先，正常停機(jī)前先通知高爐注意頂壓變化，并逐步打開減壓閥組。然后進(jìn)入“透平停機(jī)”畫面 點擊停機(jī)按鈕出現(xiàn)緊急停機(jī)和正常停機(jī)選項 選擇正常停機(jī)按鈕，開始功率調(diào)節(jié)。靜葉基本關(guān)閉后，快切閥全關(guān)、靜葉全關(guān)，在正常停機(jī)過程結(jié)束后，將旁通閥逐漸全關(guān)，一臺透平機(jī)結(jié)束，再按上述步驟操作另一臺透平機(jī)，當(dāng)功率逐漸接近“零”時，勵磁裝置滅磁，發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)解列。（1） 解列后隨著轉(zhuǎn)速下降主油泵出口壓力慢慢降低，低于設(shè)定值時注意輔泵應(yīng)自動啟動。（2） 當(dāng)轉(zhuǎn)速降到“零”時掛上盤車，繼續(xù)盤車，直到透平溫度正常。（3） 將勵磁裝置恢復(fù)到開機(jī)前的狀態(tài)正常停機(jī)結(jié)束緊急停機(jī)：（1） 在運行中如發(fā)生緊急情況，控制系統(tǒng)發(fā)出緊急停機(jī)信號，使兩臺快切閥快速關(guān)閉，TRT停機(jī)，同時旁通快開閥開啟一定的角度。（2） 發(fā)現(xiàn)有緊急停機(jī)信號機(jī)組沒有自動停機(jī)時，值班人員應(yīng)訊速手動緊急停機(jī)，可按計算機(jī)緊急停機(jī)按鈕、儀表柜緊急停機(jī)按鈕、手拍危急保安器。（3） 其它操作與正常停機(jī)解列后相同。至此TRT發(fā)電機(jī)組的起機(jī)、停機(jī)操作結(jié)束，在我津西鋼鐵使用iFIX所做的畫面應(yīng)用到現(xiàn)在系統(tǒng)運行穩(wěn)定，受到崗位人員及領(lǐng)導(dǎo)的好評。四、TRT建成后的效益利用iFIX的先進(jìn)控制技術(shù)，我們完成了對TRT項目操作站的設(shè)計與制作，并出色的完成了項目所要求的各項任務(wù)，陜西鼓風(fēng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司的共用型一托二TRT發(fā)電機(jī)組是其在TRT模擬試驗的基礎(chǔ)上，吸收國內(nèi)