現(xiàn)場總線技術(shù)在火電廠的應(yīng)用(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上自動化專題報(bào)告(2011-2012年度第一學(xué)期)名 稱： 火電廠自動化專題 題 目： 淺談現(xiàn)場總線技術(shù)在 火電廠的應(yīng)用 院 系： 班 級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)周數(shù)： 成 績： 日期：2011年 月 日淺談現(xiàn)場總線技術(shù)在火電廠的應(yīng)用摘 要: 從數(shù)字化電廠和控制系統(tǒng)功能及物理分散兩個方面分別闡述了現(xiàn)場總線技術(shù)在火電廠中應(yīng)用的重要性。分析了現(xiàn)場總線的技術(shù)特點(diǎn)，針對目前國內(nèi)智能現(xiàn)場設(shè)備的現(xiàn)狀，提出了在國內(nèi)火電廠中應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)的設(shè)計(jì)原則和應(yīng)用范圍。0、引言隨著火電廠的不斷發(fā)展，采取有效的措施大幅度降低工程造價(jià)已成為火電廠設(shè)計(jì)方案優(yōu)化中越來越重要的因素。而

2、對于熱控專業(yè)人員來說， 降低工程造價(jià)的有效措施是控制系統(tǒng)的功能分散和物理分散。隨著DCS控制器功能越來越強(qiáng)大，傳統(tǒng)的DCS功能分散已不能很好地降低工程造價(jià)，于是，控制系統(tǒng)的物理分散就顯得尤為重要。從DCS的遠(yuǎn)程控制站、遠(yuǎn)程I /O、配電柜、電源柜的分散布置到使用智能采集前端，再到取消集控樓進(jìn)行電子設(shè)備間的分散布置，這些措施都能在一定程度上減少安裝材料(電纜和橋架等)的使用。但是，如果不對控制系統(tǒng)進(jìn)行革命性變革，單純通過優(yōu)化主廠房的布置來進(jìn)一步降低安裝材料的用量已經(jīng)非常困難。采用現(xiàn)場總線技術(shù)，將控制功能和I/O 移到現(xiàn)場設(shè)備是從根本上解決這一問題的關(guān)鍵。1、現(xiàn)場總線技術(shù)的特點(diǎn)國際電工委員會IEC

3、1158 對現(xiàn)場總線的定義為：安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為場總線?，F(xiàn)場總線的核心是總線協(xié)議，是實(shí)現(xiàn)開放和互操作的必要條件： 現(xiàn)場總線的基礎(chǔ)是智能現(xiàn)場設(shè)備，是現(xiàn)場總線的硬件支持，雙向數(shù)字通訊的基礎(chǔ)載體;現(xiàn)場總線的本質(zhì)是現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)字化、信息化和控制的分散化。用于火電廠過程控制的現(xiàn)場總線協(xié)議有：FF( F ieldbus Foundation) ，Hart Profibus- PA,、Profibus-DP、Devicenet等。目前， 國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)的主流DCS，遵循不同的現(xiàn)場總線協(xié)議。不是所有的智能現(xiàn)場設(shè)備都支持相同的

4、現(xiàn)場總線協(xié)議，也不是同一智能現(xiàn)場設(shè)備支持所有的現(xiàn)場總線協(xié)議。2、 現(xiàn)場總線技術(shù)在國內(nèi)火電廠的應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)在國內(nèi)大容量機(jī)組火電廠輔助車間已經(jīng)有一些成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。華能玉環(huán)電廠的鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)和工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)、華能金陵電廠的鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)、三河電廠二期工程的熱網(wǎng)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)等, 均采用了現(xiàn)場總線技術(shù)。現(xiàn)場總線技術(shù)在單元機(jī)組的大規(guī)模應(yīng)用也已經(jīng)開始。華能九臺電廠一期工程( 2 x 660MW )和華能金陵電廠二期工程( 2 x 1 030MW )均部分采用西門子公司SPPA - T3000(集成FCS控制系統(tǒng))并陸續(xù)投運(yùn)；江陰夏港電廠( 2 x330MW 機(jī)組)采用的是Foxb

5、oro I /A 系列的DCS。主要在電氣馬達(dá)的控制和保護(hù)系統(tǒng)采用現(xiàn)場總線技術(shù)，現(xiàn)已經(jīng)投運(yùn)。3、國內(nèi)火電廠大規(guī)模采用現(xiàn)場總線技術(shù)的局限性現(xiàn)場總線的基礎(chǔ)是智能現(xiàn)場設(shè)備。據(jù)調(diào)查，目前國內(nèi)主要智能現(xiàn)場設(shè)備的情況如下：( 1)智能變送器。國內(nèi)具有引進(jìn)生產(chǎn)線的智能變送器的生產(chǎn)商有Emerson、Siemens、Honeywell。 他們生產(chǎn)的智能變送器和進(jìn)口智能變送器一樣，均支持現(xiàn)場總線協(xié)議的要求。( 2)智能分析儀表。不管是否帶有現(xiàn)場總線協(xié)議，分析儀表(氧量分析儀除外)基本上都為進(jìn)口產(chǎn)品。( 3)溫度測量儀表。國內(nèi)生產(chǎn)的溫度測量儀表均不帶溫度變送器。 而且國內(nèi)多年的使用經(jīng)驗(yàn)或習(xí)慣是在火電廠中采用不帶溫

6、度變送器的溫度測量元件，尤其是隨主設(shè)備制造商供貨的溫度測量元件更是如此。在短時(shí)間內(nèi)，這種現(xiàn)狀很難改變。因此，在溫度測量部分應(yīng)用現(xiàn)場總線難度較大。( 4)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(調(diào)節(jié)型和開關(guān)型)。純國產(chǎn)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)均不支持現(xiàn)場總線協(xié)議，國產(chǎn)引進(jìn)型合資產(chǎn)品有些支持現(xiàn)場總線協(xié)議， 但應(yīng)用情況有待驗(yàn)證。電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)支持現(xiàn)場總線協(xié)議，性能良好且均為進(jìn)口設(shè)備，在國內(nèi)沒有生產(chǎn)線。( 5)氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(調(diào)節(jié)型)。支持現(xiàn)場總線的調(diào)節(jié)型氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)均為進(jìn)口產(chǎn)品。如ABB, Fisher，Siemens等。( 6)支持現(xiàn)場總線協(xié)議的閥島, 如Siemens, Festo等均為進(jìn)口產(chǎn)品。由此可見, 在火電廠中大規(guī)模采用現(xiàn)場總線

7、技術(shù)意味著大量地采用進(jìn)口智能現(xiàn)場設(shè)備，同時(shí)，現(xiàn)場總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、組態(tài)、調(diào)試也缺乏經(jīng)驗(yàn), 需要在工程實(shí)踐中不斷積累。4、 國內(nèi)火電廠應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)的方案本文針對目前國內(nèi)智能現(xiàn)場設(shè)備的現(xiàn)狀，結(jié)合國外現(xiàn)場總線的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和國內(nèi)一些火電廠現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用情況，提出了火電廠應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)的設(shè)計(jì)原則和應(yīng)用范圍。4. 1 應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)的設(shè)計(jì)原則綜上所述，目前火電廠的控制系統(tǒng)，應(yīng)該是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS( Fieldbus Contro l System )和傳統(tǒng)DCS的無縫連接而形成的控制系統(tǒng)。結(jié)合國內(nèi)智能現(xiàn)場設(shè)備的現(xiàn)狀，在設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)化智能現(xiàn)場設(shè)備的選用，以達(dá)到既能降低工程造價(jià)又能在盡量

8、大的范圍內(nèi)采用現(xiàn)場總線技術(shù)的目的，獲得更多的現(xiàn)場設(shè)備信息, 提高電廠運(yùn)行的效率和管理水平。( 1)對影響機(jī)組安全運(yùn)行的系統(tǒng)(如BM, MFT,DEH, ETS, MEH, METS, SOE 等)采用傳統(tǒng)DCS實(shí)現(xiàn)控制功能，但相關(guān)的變送器可以采用帶H art協(xié)議的變送器，電動、氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用智能型現(xiàn)場總線產(chǎn)品，采用傳統(tǒng)硬接線信號接入DCS。( 2)對于過熱器、再熱器金屬壁溫度，汽輪機(jī)金屬壁溫度，發(fā)電機(jī)線圈、鐵心溫度， 送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)的馬達(dá)線圈、軸承溫度等純數(shù)據(jù)采集而非用于保護(hù)的溫度測點(diǎn)采用熱電偶或熱電阻進(jìn)行測量， 通過遠(yuǎn)程智能數(shù)據(jù)采集前端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再通過與DCS通訊將數(shù)據(jù)送至D

9、CS。對于其他熱力系統(tǒng)中的溫度測點(diǎn)，純數(shù)據(jù)采集點(diǎn)可采用現(xiàn)場總線技術(shù)的溫度變送器；對用于保護(hù)的溫度測點(diǎn)，采用帶Hart協(xié)議的溫度變送器；也可以對這些溫度測點(diǎn)全部采用熱電偶或熱電阻。通過硬接線方式送入DCS。除上述溫度測點(diǎn)以外，其他進(jìn)入DAS 的點(diǎn)在智能現(xiàn)場設(shè)備滿足要求時(shí)，全部采用現(xiàn)場總線技術(shù)。( 3)與機(jī)組安全無關(guān)的系統(tǒng)的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用支持現(xiàn)場總線的進(jìn)口智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用支持現(xiàn)場總線協(xié)議的進(jìn)口智能定位器。當(dāng)采用國產(chǎn)電動/氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，通過傳統(tǒng)硬接線方式與DCS連接。( 4)除影響機(jī)組安全的系統(tǒng)的變送器采用帶H art協(xié)議的變送器外，單元機(jī)組所有變送器均采用支持現(xiàn)場總線協(xié)議的智

10、能型變送器。( 5)根據(jù)實(shí)際布置情況，單元機(jī)組的電磁閥可以采用傳統(tǒng)硬接線方式接入DCS，也可采用支持現(xiàn)場總線協(xié)議的進(jìn)口閥島。( 6)所有機(jī)械式開關(guān)量儀表均采用傳統(tǒng)硬接線方式接入DCS。( 7)對采用現(xiàn)場總線技術(shù)的智能現(xiàn)場設(shè)備，所有控制邏輯按照工藝系統(tǒng)劃分在各DCS 控制器中集中處理，而不是將控制功能分散至現(xiàn)場設(shè)備。( 8)電氣的400V 電機(jī)全部采用現(xiàn)場總線技術(shù)；10 kV 或6 kV 電機(jī)不采用現(xiàn)場總線技術(shù)；與系統(tǒng)安全有關(guān)的開關(guān)或斷路器等不采用現(xiàn)場總線技術(shù)。( 9)火電廠的所有輔助車間均可采用現(xiàn)場總線技術(shù)。4. 2 現(xiàn)場總線技術(shù)在火電廠的應(yīng)用范圍本文推薦的火電廠中的現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用范圍如下

11、：( 1)鍋爐的煙風(fēng)系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、爐前油系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、疏水系統(tǒng)、暖風(fēng)器系統(tǒng)、吹灰系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等。( 2)汽機(jī)的主汽系統(tǒng)、抽汽系統(tǒng)、輔助蒸汽系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、除氧給水系統(tǒng)、高低加疏水系統(tǒng)、汽機(jī)本體疏水系統(tǒng)、汽機(jī)潤滑油/頂軸油/EH油系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)。( 3)發(fā)電機(jī)的氫、油、水系統(tǒng)。( 4)電氣400V電機(jī)、與系統(tǒng)安全無關(guān)的開關(guān)等。( 5)所有輔助車間。5、結(jié)束語現(xiàn)場總線技術(shù)在國內(nèi)火電廠中的應(yīng)用尚處于起步階段，存在一些局限性，但由于現(xiàn)場總線技術(shù)所具有的數(shù)字化、信息化和控制分散的特點(diǎn)順應(yīng)了建立數(shù)字化電廠和降低工程造價(jià)兩方面的需求，現(xiàn)場總線技術(shù)在國內(nèi)火電廠大規(guī)模應(yīng)用是必然趨勢。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)在設(shè)計(jì)、安裝、組態(tài)、調(diào)試等方面經(jīng)驗(yàn)的不斷積累以及國內(nèi)電力行業(yè)智能現(xiàn)場設(shè)備的不斷發(fā)展，現(xiàn)場總線技術(shù)在國內(nèi)電廠中將