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    黔北電廠4×300MW工程是我國“西電東送”規劃中的重點工程之一，該工程#3、4機組DCS采用的是我公司SmartPro分布式控制系統。在公司各級領導、專家的關心指導下，經黔北項目組全體工程人員的共同努力，黔北電廠#3機組于2004年3月1日16時順利通過168小時滿負荷試運行，這標志著該機組整體調試工作已圓滿結束，達到了交付試生產的條件。3月12日，在黔北電廠現場召開了第二次啟委會，與會的領導和專家一致審議通過將黔北電廠#3機組正式交付試生產。

一、工程概況：

    黔北電廠位于貴州省畢節地區金沙縣境內，廠址距金沙縣城3公里，距遵義市約90公里，326國道遵義至金沙段從廠址西北側通過。
    黔北電廠(4×300MW)新建工程，由貴州西能電力建設有限公司負責工程的全面建設管理，貴州電力建設二公司承擔工程的安裝施工，西南電力設計院承擔工程設計，河南立新監理公司承擔主體工程監理，黔北電廠負責設備運行，貴州電力試驗研究院負責機組整套啟動調試。
    黔北電廠#3、4機組汽輪機、鍋爐、發電機分別由東方汽輪機廠、東方鍋爐廠、東方電機廠制造，熱控系統采用北京和利時系統工程股份有限公司生產的SmartPro分散控制系統（DCS）。
主要設備系統概況：
    鍋爐設備及系統：黔北電廠4×300MW工程#3、4機組鍋爐是東方鍋爐廠按照美國福斯特?惠勒能源公司許可證轉讓的“W”型火焰鍋爐引進技術設計制造的，該鍋爐為亞臨界壓力中間一次再熱自然循環汽包爐。鍋爐型號為：DG1025/18.2―Ⅱ15，鍋爐為雙拱形單爐膛，燃燒器布置在前后拱上，火焰呈“W”型。鍋爐為倒“U”型布置，尾部雙煙道結構，采用煙氣擋板調節再熱汽溫，固態排渣，全鋼構架全懸吊結構，平衡通風，露天布置。設計及校核煤種均為金沙無煙煤。
    過熱蒸汽調溫采用二級噴水減溫方式；再熱蒸汽調溫采用煙氣擋板調節方式，同時設有噴水減溫器以備事故時保護再熱器。
    制粉系統配4臺福斯特惠勒技術生產D-11D型雙進雙出球磨機，構成正壓直吹制粉系統，每磨配2臺可稱重和調速的給煤機，型號為GM-BSC21-26，系沈陽華電電站裝備有限公司引進技術制造，制粉系統的密封風獨立于一次風外，采用2臺獨立的密封風機供給（一臺運行一臺備用）。
    鍋爐共配有24個按FWEC公司技術設計制造的雙旋風筒濃淡分離式煤粉燃燒器，錯列布置在鍋爐下爐膛的前、后拱上，每只燃燒器配備一只簡單機械霧化式油槍，單支油槍出力為0.86t/h，燃用#0輕柴油，點火系統采用點火槍及高能點火器，全部24支油槍點燃可帶30%MCR負荷。  
    送風系統采用2臺動葉可調軸流式送風機，2臺三分倉一、二次風分隔回轉式空氣預熱器，2臺離心式一次風機。
    煙氣系統采用2臺靜葉可調軸流式引風機、2臺雙室三電場靜電除塵器。

鍋爐主要參數如下：
                               ECR工況       MCR工況
過熱蒸汽流量（t/h）：            900.7          1025
過熱蒸汽壓力（MPa）：            17.27          17.4
過熱蒸汽溫度（℃）：             540            540
再熱蒸汽流量（t/h）：            754.1          851.3
再熱蒸汽進口壓力（MPa）：        3.38           3.808
再熱蒸汽出口壓力（MPa）：        3.22           3.632
再熱蒸汽進口溫度（℃）：         315.8          331.4
再熱蒸汽出口溫度（℃）：         540            540
汽包壓力（MPa ）：               18.31          18.8
給水溫度（℃）：                 270.2          280
熱風溫度（一次/二次）（℃）：     325/336        327/340
排煙溫度（修正前/修正后）（℃）： 124/117        127/120 
鍋爐效率（低位發熱量）（%）：     91.68          91.47

    汽輪機設備及系統：黔北電廠#3、4機組汽輪機采用的是東方汽輪機廠生產的N300-16.7/537/537-8型亞臨界一次中間再熱，單軸雙缸雙排汽，高、中壓合缸，低壓缸對稱分流式凝汽式汽輪機。
    采用兩級串聯旁路系統，旁路裝置容量為30%鍋爐MCR流量。
    高壓給水系統為單元制，3臺高壓加熱器采用大旁路，每臺機組設置2臺50%容量的汽動給水泵和1臺50%容量的電動調速給水泵（給水泵小汽機為東汽廠產品，給水泵為沈陽水泵廠產品）,給水系統主管路上不設調節閥，采用給泵轉速調節給水量，另設20%BMCR容量的給水旁路調節閥，供啟動時和低負荷時使用。
    回熱抽汽系統采用八級非調整抽汽，一、二、三級抽汽分別供三個高加，四級抽汽供除氧器和汽動給水泵小汽機，五、六、七、八級抽汽供四臺低加，其中二、四級抽汽各引一汽源到輔助蒸汽聯箱。

汽機主要參數如下：
ECR工況        MCR工況
功率（MW）：                        300             330
主汽門前蒸汽壓力（MPa ）：          16.7            16.7
主汽門前蒸汽溫度（℃）：            537             537
再熱蒸汽進汽閥前壓力（MPa ）：      3.181           3.422
再熱蒸汽進汽閥前溫度（℃）：        537             537
主蒸汽流量（t/h）：                 899.6           973.8
再熱蒸汽流量（t/h）：               750.8           808.625
排汽壓力（kPa ）：                  5.8             5.8
冷卻水溫（℃）：                    22              22
給水溫度（℃）：                    271.4           276.4
熱耗（kJ/kWh）：                    7891            7890
排汽量（t/h）：                     545.569         582.995
轉子旋轉方向（從機頭看）：          順時針方向
發電機轉子一階臨界轉速（r/min）：   1370
低壓轉子一階臨界轉速（r/min)：     1688
高中壓轉子一階臨界轉速（r/min)：   1750
發電機轉子二階臨界轉速（r/min）：   3517
低壓轉子二階臨界轉速（r/min)：     3654

小汽輪機主要參數如下：
型號：              G3.6-0.78(8)-1
型式：              單軸、單缸、新汽內切換、凝汽式汽輪機
鉻牌功率：          3600 kW
額定功率：          3392 kW（對應主機額定工況，配KSB系列給水泵）
額定轉速：          5337 r/min
進汽壓力：          0.786MPa；進汽溫度：339℃
排汽口壓力：        7.06 kPa
主機凝汽器壓力：    5.8kPa
新蒸汽壓力：        16.67MPa
新蒸汽溫度：        537℃
調速范圍：          3000-5337 r/min

    小汽機有高低壓兩個汽源，兩個汽源可自動逐漸切換，正常汽源為主機的四段抽汽，當負荷低于40%時開始切換用新蒸汽，到負荷低于20%時低壓汽源全關；另有高溫輔助蒸汽聯箱來的輔助汽源供調試用。
    發電機設備及系統：黔北電廠#3、4機組發電機為東方電機廠生產的 QFSN-300-2-20B 型三相兩極同步汽輪發電機組，其冷卻方式為水-氫-氫。每臺發電機配一臺370000kVA/500kV升壓變壓器，型號為SFP-370000/500，由常州東芝變壓器有限公司生產。500kV開關為西門子公司生產的六氟化硫斷路器。500kV線路直接送到鴨溪變電站。發電機出口不設斷路器，用主變高壓側SF6斷路器與系統并列。機組同期方式采用帶閉鎖裝置的自動準同期和手動準同期。
    發電機勵磁系統采用自并勵方式，由東電控制分公司提供自動勵磁調節裝置，型號為SAVR-2000。
    6kV廠用電系統每臺機組設置一臺高壓廠用變壓器，其低壓側兩個分裂繞組分別供6kV兩個分段的工作母線。啟動變壓器的兩個低壓分裂繞組分別供給工作A、B段的母線作為備用電源。
    保安電源采用一臺500kW的柴油發電機組。為了保證熱控電源的可靠性，還采用了一臺75kVA的交流不停電電源（UPS）。

#3、4機組公用一套高壓啟/備變系統，配有專用的變調壓裝置。
發電機主要參數如下：                    
額定功率（MW）：                      300
最大功率（MW）：                      353
額定功率因數：                       0.85
額定電壓（kV）：                      20
額定電流（kA）：                      10.189
頻率                                 50HZ
相數                                 3
效率（%）：                           ≥98.9
冷卻方式:                            水-氫-氫
額定氫壓                             0.25MPa
定子接線                             2-Y
出線端子數                           6
絕緣等級                             F(溫升按B級考核)
短路比：                             ≥0.6
漏氫（保證值）（m3/d）：                ≤10
充氫容積（m3）：                       72
發電機轉子臨界轉速（單跨計算值）（r/min）：
                               一階   1370                                               
                               二階   3645
    發-變組保護采用許繼集團的WFB-100系列微機發變組保護裝置，500kV線路保護采用北京四方公司光纖分相差動保護及南瑞公司線路微機保護，母線保護采用許繼集團WMH-800型微機母線保護和南瑞公司的BP-2型微機母線保護裝置、失靈保護是南瑞公司的LFP921型，啟動變保護采用許繼集團的WFB－122型微機變壓器保護，南瑞NS-2000計算機監測系統做為對升壓站的監視。
    熱控設備及系統：黔北電廠#3、4機組采用北京和利時系統工程股份有限公司生產的SmartPro分散控制系統（DCS）作為電廠熱工自動化的主要控制系統。DCS中包括模擬量控制系統（MCS）、數據采集系統（DAS）、鍋爐（燃燒器）管理系統（FSSS）、輔機順控系統（SCS）、電氣順控系統（ECS）、汽機旁路控制系統（TBC）等六個子系統，汽輪機數字電液調節控制系統（DEH）、小汽輪機數字電液調節控制系統（MEH）電控部分為東方汽輪機廠引進的北京ABB貝利公司Symphony分散式控制系統。
    黔北電廠4×300MW工程#3、4機組DCS項目是和利時公司獲得的第一個大容量（300MW及以上）火電新建機組DCS項目。當前火電DCS項目市場中，火電改造機組DCS項目的市場份額已越來越小，火電新建機組DCS項目的市場份額正越來越大，并向大容量高參數機組DCS項目發展，目前全國電力系統新建、擴建火力發電機組項目很多，近年每年都有幾十臺300MW及以上大型火電機組獲準上馬。面對這廣闊的市場前景，為力爭在貴州黔北電廠做成一個和利時公司300MW火電新建機組DCS項目的樣板工程，我公司的各級領導、專家也給予了一定重視和極大的關注。

二、DCS功能簡介：

    黔北電廠4×300MW工程#3、4機組DCS采用我公司的SmartPro分散控制系統，整個系統分為#3機組、#4機組及#3、4機組的公用系統3個相對獨立的控制區域。公用系統配置2個現場控制站46個I/O模塊，分別用于監控兩臺機組的電氣公用部分和機、爐公用部分；#3、4機組硬件配置完全相同，各配置13個現場控制站525個I/O模塊，監控電動轉機88臺，各類閥門、加熱器等設備441個，調節設備165個，斷路器、快切裝置等電氣設備67個，并可通過通訊控制88個吹灰器和7個電動門等。
黔北電廠#3機組及公用系統的系統狀態圖見下：

    此套DCS監控系統可實現數據采集處理（DAS）、事件順序記錄（SOE）、歷史數據存儲和檢索（HSR）、輔機順序控制（SCS）、模擬量控制（MCS）、電氣控制（ECS）、鍋爐爐膛安全監控（FSSS）及機爐協調控制（CCS）、自動發電控制（AGC）等等控制功能。該套DCS系統以其良好的開放性、擴展性順利實現了與其他7個系統的通訊任務，分別為DEH/MEH監控系統、爐管泄漏報警裝置、鍋爐吹灰控制系統、發電機勵磁裝置、廠用電監控系統、溫度數據采集前端（IDAS）及廠級監控系統(SIS)等。并與大屏幕EOS主機配合，實現了兩個大屏幕獨立于操作員站之外即可雙屏分別顯示又可合為一屏顯示的功能。
    其中SCS功能主要完成機組輔機、加熱器及各種閥門的操作、聯鎖、保護及程控等控制功能。FSSS功能主要包括鍋爐自動吹掃邏輯、油檢漏試驗程控邏輯、MFT動作及首出邏輯、OFT動作及首出邏輯、冷卻風系統的保護聯鎖和24個油角的點火程控啟、停等等，各功能均有專用的操作、指示面板。ECS功能除了完成對60個斷路器的控制外，還對廠用電切換裝置、機組勵磁裝置及同期裝置等電氣設備進行操作控制。
    其中MCS功能主要完成對165個調節設備的控制和50多套自動調節回路。其中主汽溫度采用3級PID控制，為使閥門開度與流量線性化特增加了一級流量控制PID；送風風量設定單獨采用了一個PID，通過參數設置實現風煤交叉功能；給水設計為全程控制，低負荷（〈14%ECR〉時用給水旁路閥調節汽包水位同時給水泵調節給水壓力，負荷14~20%ECR時采用給水泵進行單沖量控制，高負荷（）20%ECR）時采用給水泵進行三沖量控制。對于自動調節功能系統不僅給運行人員提供了清晰明了的操作界面，也為熱工維護人員繪制了類似SAMA圖式的調試界面，見下圖（為給水全程控制調試畫面）：

    機組DCS具備機爐協調控制功能，CCS采用DEB直接能量平衡法即P1*Ps/ Pt=P1+dPD/dt（P1為調節級壓力；Pt為機前壓力；Ps為機前壓力設定；PD為汽包壓力），使汽機側的能量需求與鍋爐側的能量供給達到平衡，以快速響應機組負荷指令的變化。CCS負荷管理中心對設定負荷指令進行限速、限幅、閉鎖增減等處理后得出實際負荷指令。同時也可實現RB、一次調頻、風煤交叉等功能。自動發電控制（AGC）以機爐協調控制方式為基礎，可接受電網發來的負荷指令，快速響應電網負荷的需要。
    下圖為機組協調控制面板：（圖上顯示參數為機組滿負荷運行時參數）

系統其他功能在此不再贅述。

三、現場調試進度大事記錄：

2003年9月下旬，#3機組DCS系統設備運抵現場；
2003年10月中旬，#3機組DCS系統受電成功；
2003年11月3日，#3機組用DCS系統倒送廠用電完成；
2003年11月17日，#3機組用DCS操作進行鍋爐水壓試驗獲得一次成功；
2004年1月15日下午，#3機組鍋爐首次點火，開始煮爐酸洗；
2004年1月25日下午，#3機組鍋爐開始點火吹管，歷時5天完成；
2004年2月13日，第一次啟委會召開宣布#3機組進入整套啟動試運行，成功沖至3000轉；
2004年2月16日0點50分，#3機組首次并網帶負荷；
2004年2月23日16點整，#3機組達到滿負荷試運條件，并進入168小時試運行
2004年3月1日16點整，#3機組圓滿完成168小時試運；
2004年3月12日，第二次啟委會召開，正式審議通過#3機組交付試生產。

四、辛勤的勞動，滿意的結果：

    在項目建管處、設計單位、建設單位、調試單位、檢理單位及其他參建單位的共同努力下，黔北電廠4×300MW工程#3機組的分部試運和整套啟動工作緊張有序，機組整個試運過程僅用時不到4個月。自于2004年2月13日進入整套啟動試運行，2月23日16：00達到滿負荷試運條件并進入168小時試運行，至3月1日16：00圓滿完成168小時試運，歷時僅17天。在168小時試運行期間，機組連續帶滿負荷運行時間為 136小時，機組連續平均負荷為300.3MW，平均負荷率為100.1％，平均廠用電率5.28%，熱控自動投入率95%，熱工保護投入率100%，熱控、電氣儀表投入率均為100%，電氣自動投入率100%，汽機各軸振、瓦振均達到優良標準，汽機真空嚴密性試驗優良（48Pa/min），發電機漏氫量7.08Nm³/d，補水率10.6%，汽水品質各項指標合格。這是在啟委會、試運指揮部的正確領導下，各參建單位干部、技術人員高標準、嚴要求、技藝精湛、團結協作的必然結果，也是機組所選設備、系統等性能優良的集中體現。
    3月12日黔北電廠#3機組召開第二次啟委會，審議通過將該機組正式移交試生產。目前，黔北電廠#3機組經幾天的停機消缺后已正式投產發電，機組DCS運行穩定正常系統各項功能均投入了使用，黔北電廠對工程的進度和質量是滿意的，在此我們也衷心地祝愿黔北電廠#3機組穩發滿發！