火电厂循环水泵监控系统应用

江西电力第32卷2008年第1期文章编号:1006 -348X(2008)01 -044-0火电厂循环水泵监控系统应用杨小言,高松(江西中电电力工程有限责任公司景德镇分公司)摘要:以一火电厂循环水泵监控系统改造为例,介绍以PLC逻辑控制为主体的循环水泵监控系统在火电厂的实际应用。监控系统用PLC内部逻辑取代繁琐的电气硬接线联锁,大大降低了电气故障的发生机率。邇过改造前后的效果比对揭示了PLC与DCS相结合的控制方式更加适应于多段厂用电系统方式下循泵系统的运行要求。关键词:循环水泵;监控系统;PLC;逻辑;改造中圈分类号:TM621.6文献标识码:BAbstract: This paper took the reform of circulating water pump monitor system 幽an example to introduced theapplication of the monitor system based on PLC logic control in thermal power plant. The system applied PLC intemallogic instead of complicated ecric cable connection iterlock. Therefore, he probability of etrie fault was reduced.Moreover by comparing efect of pre- reform with that of post- reform, the paper showed that the control model combinedPIC and DCS was more aplcable to the operation of circulating water pump in muli- segment auxiliary power system.Key Words: circulating water pumps ;monitor system;PLC ;logic ;reform电实际状况，而启动的备用泵恰好是处于故障段的0引言厂用电系统,备用泵还是无法正常启动。循环水泵是火力发电厂的重要公用辅机之一,如果将5号台泵全部进行电气硬接线的联锁,其冷却水流量是影响汽轮机真空度的主要因素。但将造成控制回路非常复杂,故障点增多,而且过多、是由于循环水泵一方面容量大，另一方面为保证厂过长的导线可能因干扰导致误动。即便用硬接线实用电容量的平衡,循环水泵- -般分布在厂用电的各现了事故跳泵的简单联锁，也无法迅速判读备用泵段,从而造成循环水泵联锁控制困难,因而循环水泵自投是否成功。的控制历来是火电机组中的一个难题。因此,对循原控制回路无事故追忆功能，发生事故后无法环水泵进行监控改造也就非常必要和紧迫。迅速、准确的判断事故发生当时的情况，是否误操作、误操作的时间、是否电机保护跳闸、是否过电流、1改造 前状况过电流具体的数值等。景德镇电厂共有5台循环水泵(以下简称循原“1.2.3号循环泵控制屏”在水泵房控制室泵)，其中1号.3号循泵电源分别取自6kVI、I外，原热工保护报警仪和温度巡测仪在控制室外面段，由50 MW机组提供厂用电,2号循泵取自6 kV的“循泵热工保护盘”上,加之外面噪声大,报警的铃V段,由150 MW机组提供厂用电,4号、5号循泵电声经常无法听到,运行人员监控十分不便。源分别取自6kVM、IV段,由125 MW机组提供厂五台循泵出口蝶阀与相应的循泵之间有电气硬用电。1 .3号循泵原设有硬接线联锁回路,4、5号循接线的联锁功能。当循泵开时,对应的蝶阀也开启，泵原设有硬接线联锁回路,2号循泵没有硬接线联:但当机械接点接触不好的时候，它们之间的联锁也锁回路。在不同的水温情况下,运行工况有所不同,将不可靠。有可能1.3号循泵同时运行或者4.5号循泵同时运原循泵出口蝶阀只有一路电源，当该路电源保行。因此可能出现当一台或多台循泵跳闸时其他泵险断中国煤化工运时对应的蝶阀无法自投,循泵房值班人员又无法了解机组及厂用无法正常运行。:YHCNMHG收稿日期:007-08-21作者简介:杨小言(1971-),男,工程师,从事电气自动化厦管理工作。江西电力第32卷2008年第1期45取样,开关量点大多进入PLC中,循泵和电动门、排2改造后状况水泵的控制逻辑,全部组态在PLC中。改造采用的是西门子自动控制系统。监控系统联锁控制方面则采用设定一个总联锁开关,四在中央控制室内设有一套上位计算机,用于对整个种联锁运行分模式的逻辑。运行人员根据当时循泵过程控制进行实时的可视化的监控。它具备可视化的工作状态和需投人联锁备用水泵的数量，进行运远程监控、信息量集中再现、实时和历史数据处理、行模式的选择。实时报警和历史报警记录等功能,真正实现了控制当发生一台泵跳闸(如3号泵)时,系统采用轮安全可靠,操作灵活方便,信息完整充分的现代化控循的方式按2.3.4.5.1号循泵的顺序进行循环检制需求。西门子S7-300PLC作为主控制器,将各个测，如2号泵处于正常状态且无检修挂牌,此时2号I/0站采集来的数字量或模拟量信息经过处理后传泵将自投,如2号泵有问题或检修挂牌,将检测4号送到系统操作站,使系统操作员站可看到系统所有泵,如4号泵已在运行将继续检测1号泵，如正常，设备的工作状态及各种工艺参数，同时可以处理、执则1号泵将自投。循泵主控画面图2所示。循泵启动行来自系统操作站的各种控制指令和参数设置指成功后,系统检测是否满足运行模式的选择,如成功令。主控站是有双冗余设计的自动化系统,具有可切则停止联启其余各泵,不成功则继续轮循,直至完全换的结构，在故障事件发生时自动无扰动地切换到满足事先设定的联锁要求。备用单元，自动化系统的可靠性大大提高,因此,不会发生部件的一个或多个故障或失效而造成自控系统全线瘫痪。中央主站由西门子的PLC系列S7-300加一个■①①①就地的远程I/0子站组成，如图1所示。CPU主站的机架上有两套CPU,两套电源模块和两套通讯模块组成。两套CPU有专门的冗余软件来完成两套CPU之间的切换,每套CPU通过内嵌的通讯接口和远程I/0保持通讯。HMI工程师站名MPI总结團2循泵主控画面S7-300冗余主站S7-300热备站五台循泵具体逻辑如下:当循泵正常运行过程五金连续中,一台或两台泵跳闸后,根据运行人员选择的运行PROFIBUS _DP总线模式自投一台或多台备用泵,并增加了循泵已故障的1O满足条件。循泵已故障的满意条件为:当发出循泵开D1:64 D0:48指令,在5s后没有收到循泵开到位信号;当循泵启动15s后,电流大于300 A,即判断为故障;当循泵图1 PLC冗余配置检修开关置于检修档时即判断为故障;当循泵跳闸每个远程V0子站上含有两块I/0子站的通讯后,即判断为故障;循泵与蝶阀联锁时,当循泵启动模块,分别对应一套CPU。当任意一套CPU出现故后,蝶阀没有开启,也将判断为故障。障切换到另一套CPU时,两套I/0子站上的通讯模3改造后的优点块也会作出相应的切换。同时,子站上的模块之间通过背板的总线相互联接并直接和通讯模块联接中国煤化工;消了电气的硬接的，所以任何一块模块的拆换不会影响到其余的模线,YHCNMHG因为有两个PLC央。进行双通道冗余配置,不存在通讯不畅现象,因此消数据采集通过远程I/0对温度、压力、电流进行除了死机的隐患，工控机的重启也不会影响运行设46江西电力第32卷2008年第1期备的状态。用泵因某种原因自投不成功时，后备备用泵还能继(2)改造后的逻辑条件更为成熟、周密。如当要续进行自投，不至于当一台备用泵自投不成功时而开蝶阀时，出口蝶阀15ε内位置没有发生从1至0出现停机事故的发生。蝶阀的双电源自投装置也是的变化,就认为出口蝶阀没有开起来,必须联锁跳对该项目的一个亮点，它能保证当其中一段电源失电应的循泵,同时联锁启动其他备用泵;又如开循泵的情况下，自投到另- -段电源上,保证了蝶阀的正确时，如果在规定的时间内循泵启动的电流恢复不到动作。正常值,就认为循泵工作不正常,应跳该泵,而联启5应用情况其他备用泵等等。这些控制逻辑都是硬接线难以实现的。通过一年的连续运行，系统运行稳定可靠,极大(3)进行了蝶阀双电源切换的改造。用两路电减轻了运行人员监盘的劳动强度，设备运行的可靠源给出口蝶阀供电, -路取至50 MW机组厂用电,一性得到了大大的提升。从投入运行到现在共发生三路取至125 MW机组厂用电。当运行在50 MW机组次循泵异常,均得到正确的备用泵联锁控制自投:厂用电消失，电源会自动切换至125MW机组厂用(1)2005年7月26日:当时运行状况为两台电的那一路反之也同样。从而保证了出口蝶阀不会125 MW机组及一台50 MW机组带250 MW负荷,因电源消失而不能关阀的问题。1.4、5号循泵处于运行位置,3号泵处于备用位置,2(4)发生事故后,可以及时进行事故追忆,查出号泵处于检修位置。上午7点35分4号循泵故障跳开关量或模拟量点的趋势。闸,按事先逻辑中的轮循2.3.4.5.1号的次序,3号由于循泵属于公用系统,不可能全部停下来让泵自投成功。检修人员进行带循泵开关进行调试。为能够最大程(2)2005年11月27日:当时运行状况为两台度的保障此次改造质量,进行了用继电器组合来模125 MW机组带200 MW负荷,1.2、4号循泵处于运拟循泵跳合闸及联锁、故障等各种情况,并试验了如行位置,5号泵处于备用位置,3号泵处于检修位置。果工控机发生死机的情况整个系统没有发生异常。中午12时 15分因6kVV段厂用电失电,2号泵跳闸,5号泵自投成功。4改造后的效果(3)2005年12月17日:当时运行状况为两台当前国内外火电厂循泵的控制还大都处于电125 MW机组及一台150 MW机组带300 MW负荷，气硬接点联锁控制的方式，少数由PLC方式控制, .1、4号循泵处于运行位置,2.5号泵处于备用位置,3但不具备可视化远程监控、信息量集中再现、实时号泵处于检修位置。中午12时35分4号循泵因电和历史数据处理、实时报警和历史报警记录等功机电缆头发热导致两相短路,差动保护动作跳泵,2能,不能对事故追忆进行查询,从而加大了事故分号泵自投成功。当时3.4.5 号三台机组正在运行,1析的难度。号循泵功率为1000kW,不能满足三台机组运行的景德镇电厂通过此项目的改造,不仅机组的安需要,如果自投不成功,将会造成机组停运。全运行得到了保证,而且所有温度、电流信号都上传6结语到了CRT上,能很方便的监视各台循泵的运行状况。当循泵事故跳泵后,一方面能在第一时间内进景德镇电厂循环水泵监控系统改造成功后,增行联锁启备用泵，同时能在CRT.上进行事故的追加了机组稳定运行的安全系数，在目前用电形势紧忆,从而迅速准确的判断出事故发生的原因。联锁张的前提下，为社会用电和地区经济发展提供了保控制逻辑能真正实现备用泵灵活自投,当第一台备我国首座海上风电站并网发电由中国海洋石兆瓦永磁直驱风力发电机组,铺设了一条5公里长的海底油总公司自主设、建造安装的国内首座海上风力发电站于电缆至缓中36- -1油田的中心平台。项目投产后,单机发2007年11月28日正式并网发电。这也是世界范围内海上中国煤化工销耗量1 100吨/风力发电机组向海油平台供电并实现商业化运行的首例。年,折二每年减排二氧化碳该海上风力发电站位于离岸70公里的渤海绥中36-0HCNMHG1油田，在油田30米水深的一一个导管架上安装了一台1.5