盤南電廠600MW機(jī)組DCS安全設(shè)計(jì)的研究.pdf

1、隨著國家電力事業(yè)的發(fā)展,發(fā)電機(jī)組已經(jīng)由中小機(jī)組,向超臨界、超超臨界機(jī)組等大型機(jī)組發(fā)展。國家的能源現(xiàn)狀,也決定了必須發(fā)展高效、節(jié)能、環(huán)保的大型火力發(fā)電機(jī)組。而大型火力發(fā)電機(jī)組對(duì)可靠性、安全性的要求比小型機(jī)組有非常大的提高。大型機(jī)組的事故跳閘,對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生巨大沖擊,很容易引起電網(wǎng)故障;大型機(jī)組的事故停運(yùn),將使原來的發(fā)電計(jì)劃不能完成,導(dǎo)致發(fā)電單位和用電單位巨大的經(jīng)濟(jì)損失;大型機(jī)組參數(shù)高,高壓力高溫度的汽水,一旦發(fā)生事故,對(duì)機(jī)組設(shè)備的沖擊大,對(duì)現(xiàn)

2、場(chǎng)的人身安全威脅也大;大型機(jī)組發(fā)生事故,對(duì)周圍環(huán)境的破壞比小機(jī)組大的多?？傊?對(duì)大型機(jī)組來說,沒有穩(wěn)定安全,就沒有效益可言。分散控制系統(tǒng)DCS已經(jīng)在大小型火力發(fā)電機(jī)組的全廠控制中廣泛應(yīng)用。DCS作為全廠控制的中樞,涉及監(jiān)視、控制及保護(hù)功能,其總體結(jié)構(gòu)、硬件組成和軟件設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)組的穩(wěn)定與安全起著關(guān)鍵作用。本文結(jié)合盤南電廠一期＃3＃42×600MW機(jī)組DCS項(xiàng)目,設(shè)計(jì)了整個(gè)DCS系統(tǒng)。根據(jù)控制系統(tǒng)安全完整性等級(jí)SIL,設(shè)計(jì)了高SIL級(jí)別的控制

3、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及控制策略,從而提高了機(jī)組DCS的安全性可靠性。盤南電廠＃3＃4機(jī)組DCS,采用國產(chǎn)新華XDPS分散控制系統(tǒng)。機(jī)組良好的運(yùn)行效果得到了用戶的好評(píng)。本文主要完成了以下幾方面的工作:1.介紹了DCS系統(tǒng)的特點(diǎn)以及目前DCS發(fā)展的最新技術(shù),結(jié)合功能安全基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)IEC61508,引出了安全性與可靠性對(duì)DCS系統(tǒng)的重要性。并結(jié)合我國火電機(jī)組控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)際,介紹了火電廠對(duì)DCS系統(tǒng)可靠性與安全性的要求。2.針對(duì)盤南電廠2×600MW機(jī)

4、組的工程實(shí)際情況,和大型火電機(jī)組對(duì)DCS系統(tǒng)本身各項(xiàng)性能的要求,以及現(xiàn)場(chǎng)對(duì)DCS系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)的方法,設(shè)計(jì)了全廠DCS系統(tǒng),覆蓋DAS、MCS、SCS、FSSS、BPC及ECS等各個(gè)功能,并描述了為提高各功能的可靠性而使用的實(shí)現(xiàn)方法。3.對(duì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)DCS系統(tǒng)的硬件配置作了詳細(xì)介紹,包括DPU、I/O模件、MMI站及XDPS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了2×600MW機(jī)組DCS系統(tǒng)的完整設(shè)計(jì)。4.介紹了安全功能標(biāo)準(zhǔn)IEC61508的概念和內(nèi)容,引出了

5、DCS系統(tǒng)可靠性和安全性的指標(biāo),包括:可靠度R(t)、失效率λ(t)、平均故障間隔時(shí)間(MTBF)、平均故障修復(fù)時(shí)間(MTTR)、有效度A等。針對(duì)提高可靠性和有效度的方法,描述了在盤南電廠DCS系統(tǒng)中,大量應(yīng)用的各種冗余結(jié)構(gòu),包括工作冗余、后備冗余、表決系統(tǒng)、后退冗余及多級(jí)操作冗余等,由此保證了系統(tǒng)的安全等級(jí)達(dá)到SIL3水平和有效性度到99.9％。最后通過對(duì)電廠DCS安全要求最高的部分FSSS系統(tǒng)應(yīng)用的描述,特別是MFT跳閘板的描述,完

6、善了盤南電廠DCS系統(tǒng)的安全性和可靠性的設(shè)計(jì),從而提高了機(jī)組DCS的安全性可靠性。5.介紹了盤南電廠600MW機(jī)組DCS人機(jī)界面MMI的設(shè)計(jì),并采用屏幕拷貝,展示了機(jī)組的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況。并總結(jié)經(jīng)驗(yàn),提出缺陷及擬解決的方法,使新華XDPS系統(tǒng)的安全性與可靠性能夠進(jìn)一步提高。盤南電廠＃3機(jī)組DCS項(xiàng)目于2006年2月完成設(shè)計(jì),2006年12月開始現(xiàn)場(chǎng)分步試運(yùn),于2007年6月完成168小時(shí)試運(yùn),移交生產(chǎn)。盤南＃3機(jī)組XDPS系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行穩(wěn)定