漳能2×300MW凝汽式汽轮机组供热工程中控制系统改造

华电(漳平)能源有限公司 福建 龙岩 364400

0 引言

华电(漳平)能源有限公司2×300 MW凝汽式汽轮机组为东方汽轮机有限公司设计制造的亚临界、一次中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机。汽轮机型号为N300-16.7/537/537。机组台份号为D300YN1/N2，分别于2011年6月和2012年4月投入运行。为了节能降耗、提高机组的经济性，满足工业抽汽的需求，需对两台300 MW凝汽式汽轮机组进行供热改造。

1 供热改造

1.1 供热改造方案介绍 根据热用户需求单台机组工业抽汽供热参数如下：流量：冷段0～60t/h、热段0～114t/h，压力1.79～2.38 MPa，温度270～360℃。

根据上述热用户需求的供热参数东方汽轮机有限公司对漳能2X300 MW凝汽式汽轮机组进行供热改造给出如下方案：抽汽从再热热段和再热冷段打孔抽汽实现调整供热抽汽，经减温减压后满足用户要求。为满足再热热段最大抽汽量114t/h的要求，必须采用汽轮机中压调节汽阀进行参调的方案，通过关小汽轮机中压调节汽阀，提高高排压力来减小高压级末级次隔板和动叶片的压差，保证整个高压级隔板和动叶片强度不超限，以确保汽轮机的安全运行。由于工业抽汽的工质不可回收，必须连续向汽轮机热力系统中补水。本方案采用东汽膜式喷嘴除氧补水至凝汽器喉部。补水温度20℃，新增补水量200t/h，改造后要求满足除氧效果。

1.2 中压供热控制方案介绍 当机组带上70%负荷并满足供热条件后，可投入中压供热控制。操作人员可通过DEH画面选择手动或自动方式投入供热，此时机组由纯冷凝工况切换到供热工况运行。如需将供热工况切回纯冷凝工况运行，可使中压调节阀逐渐开启，热负荷逐渐减少，各抽汽压力逐渐减小，当中压调节阀全开时，点击供热切除按钮，切除供热或通过DCS关闭抽汽快关阀和抽汽止回阀，自动切除供热，机组转入纯冷凝工况运行。

供热投入后，供热控制系统自动进入供热手动方式，在此方式下，运行人员通过“抽汽压力增”、“抽汽压力减”按钮来控制中压调节阀开度。在供热手动方式下，供热控制系统对抽汽压力不进行自动调节，目标抽汽压力跟随实际抽汽压力。在供热自动方式下，运行人员通过目标抽汽压力设置目标值，并设置抽汽压力变化率，按压“进行保持”按钮使状态转为“进行”后，供热控制系统自动计算给定抽汽压力，并与实际抽汽压力进行比较，按一定规律开大或关小中压调节阀，最终使抽汽压力达到目标抽汽压力，系统转为“保持”，此后，中压调节阀的开度减小将导致实际抽汽压力的增大，中压调节阀的开度增大将导致实际抽汽压力的减小，从而阻止抽汽压力的进一步变化。

2 控制方式及控制室布置

2.1 控制方式 新增#5、#6机组供热系统抽汽管道测点和阀门等的监控分别纳入#5、#6机组DCS系统，供热系统公用部分新增测点进DCS公用系统。运行人员在原单元机组操作员站上对供热系统主厂房新增设备的监控。DEH新增测点在DEH原有操作员站上监控。新增锅炉补给水处理系统的控制接入原化水PLC控制系统，在原化水运行控制室的操作员站进行监控。

2.2 控制室布置 集控室增加一个厂外供热数据监测系统的操作台和一台上位机。#5、#6机组锅炉电子设备间内备用位置各增加一面DCS机柜，DCS机柜尺寸与原有保持一致。新增#5、#6机DCS系统工程师台布置于SIS室，靠墙布置。

3 热工自动化系统

3.1 分散控制系统(DCS) 供热改造新增DCS系统采用南自美卓MAX-DNA系统，每台单元机组设置一面DCS机柜和一套工程师站。供热系统公用部分测点进原TCS3000公用系统。#5、#6机新增DCS系统各增加1面机柜，各带一对DPU，并各配一块SCM通讯模块，与原TCS3000系统通讯，实现在TCS3000系统对供热系统进行控制。

3.2 汽机数字电液控制系统(DEH) DEH采用的是OVATION系统，为了满足抽汽要求，采用了中压调节阀进行抽汽调节的方案，增加中压供热控制部分逻辑及画面。原中压调节阀伺服卡及LVDT由单支改为双支，因此本次供热改造引起的DEH系统的改造需要对原机柜内部分卡件位置进行调整并配套增加两块AI卡和两块VP卡。

3.3 锅炉补给水处理控制系统 新增锅炉补给水处理控制系统由湖南先步信息股份有限公司负责，新增锅炉补给水处理系统的控制接入原化水PLC控制系统，在原有化学处理车间值班室的操作员站进行监控，新增控制部分采用扩展的远程IO接入原化水PLC控制网络。新增PLC机柜与原化水电子设备间内的机柜并列布置，新增2面PLC机柜。

3.4 化水工业电视系统 新增工业电视采用独立的前端、后端设备，根据需要，新增的摄像头可以送到原化水工业电视后端显示器上显示。锅炉补给水处理车间设置3个摄像头，化水电子设备间设置1个摄像头，新增摄像头视频信号接入原水区域闭路电视机柜，新增摄像头的电源从原水区域电源控制箱7引接。4个摄像头都采用数字高清摄像头，后端设置客户端主机和显示器。

4 仪控设备选型

仪控设备的选型尽可能与电厂现有同类设备选型一致，便于全厂统一维护、管理和减少备品备件。

4.1 仪表选型

(1)就地温度检测选用型号WSS-581双金属温度计。

(2)就地压力检测统选择型号Y-150弹簧管压力表。

(3)就地液位测量采用磁翻板液位计。

(4)热电偶统一选择K分度热电偶，热电阻选择Pt100热电阻。

(5)压力、差压变送器选用智能系列变送器。

(6)抽汽流量、供汽母管流量检测选用平衡式流量计配差压变送器。

(7)减温水、凝汽器补水流量及化水所有流量采用孔板式流量计配差压变送器。

4.2 执行机构选型 调节阀和开关型电动阀门的执行机构都采用智能一体化执行机构。

5 结束语

漳能2×300 MW凝汽式汽轮机组供热改造，符合国家“节能减排”政策。目前漳能公司供热系统已投运，投运后机组的综合经济效益提高，有利于节能降耗，并能满足漳平市工业园区的供汽需求，具有良好的经济效益和社会效益。