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DCS后备监控设备配置的再思考

2012-06-12 14:48
安娜PARKER
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  前言

  上世纪九十年代初,DCS刚开始在火电厂尝试应用时,由于DCS技术尚处于发展的初期阶段,且没有应用经验,因此,在配置DCS的同时,还设计了大量后备监控设备。后来的实践证明,DCS不仅提高了机组自动化水平,而且相比传统控制设备来说也是最可靠、最安全的设备。但是,实践同样证明,DCS仍然不可避免会出现故障,而且由于DCS是一个大系统,将机组的众多控制系统通过网络熔合成为一个不可分割的、相互独立性差的大系统,局部故障常常会演变成全局性故障,因此,配置必要的独立于DCS的后备监控设备仍然是国内外的共识,但是,目前的DCS后备监控设备配置是否合理,究竟应当怎样配置,仍然需要我们再思考和研究。

  一、DCS后备监控设备配置的现状

  上世纪九十年代中后期,DCS被火电厂广泛应用,其控制功能范围也日益扩大。电力规划设计总院于1993年4月19日和1996年11月29日二次颁发的《单元机组分散控制系统设计若干技术问题规定》(以下简称《规定》),以及后来发布的《火力发电厂设计技术规程》(DL5000-2000)(以下简称《规程》)对DCS后备监控设备配置原则和要求均做出了较详细的规定。《规程》要求后备监控设备的设置应满足“当分散控制系统发生全局性或重大故障时(例如分散控制系统电源消失、通讯中断、全部操作员站失去功能、重要控制站失去控制和保护功能等)”应“确保机组紧急安全停机”。第一版《规定》还明确要求“当一个控制站故障时,能保证稳定负荷下短时安全运行和安全停机”。

  根据当时的认识,具体规定如下:

  1)应设置独立于DCS的后备操作手段

  汽轮机跳闸

  总燃料跳闸

  发电机-变压器组跳闸

  锅炉安全门(机械式可不装)

  汽包事故放水门

  汽轮机真空破坏门

  真流润滑油泵

  交流润滑油泵

  发电机灭磁开关

  柴油机启动

  2)顺序控制系统和模拟量控制系统可不配置后备操作器

  3)机炉不宜配置常规报警装置,必要时可按下列原则为每个单元机组设置不超过20个光字牌报警窗口。

  目前,火电厂DCS后备监控设备基本上均按上述要求进行配置,后备仪表只配置汽包水位和炉膛火焰工业电视,而常规报警装置大多均已不再配置。

  二、对DCS后备监控设备配置原则的再思考

  2.1DCS配置后备监控设备的指导思想

  我国火电厂应用DCS的十几年历史中,DCS后备监控设备的配置方案经历了不断思考和演变的过程。今天,随着实践经验的增加以及电力体制改革提出的新要求,在研究DCS后备监控设备的配置时,有下面两个问题需要我们重新思考:

  1)目前的后备监控设备配置在DCS局部故障维持短时稳定负荷下运行和全局性或重大故障而紧急停机的过程中是否能够真正做到是安全的?遗憾的是,系统分析和实践无法给我们以肯定无误的回答。

  当DCS发生全局性或重大故障时,目前机组配置的后备操作设备为我们提供了发出停机、停炉,启动交、流润滑油泵,打开真空破坏门等指令的手段,但是,停机、停炉是一个复杂的过程,需要进行一系列操作,这将全部依赖独立于DCS的保护和联锁回路去自动执行。任何一个熟悉运行的人都很清楚,其中有相当一部分操作如果没有被正确执行将不能保证停机过程中机组的安全,例如:发出停炉指令后一台磨煤机没有停止运行、给水阀门或减温水阀门没有关闭,发出停机指令后主汽门或调速汽门没有关闭,抽汽逆止门没有关闭,润滑油泵不能正常供油等这都将严重危及机组安全。事故调查也证明,保护和联锁拒动的现象也不是完全罕见的。

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