1.概述
　　
　　與燃煤火電機(jī)組相比,燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組具有建設(shè)周期短、初投資少，熱效率高,節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn),近些年，燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組在國內(nèi)外得到迅速的發(fā)展。
　　
　　內(nèi)蒙古蘇里格供熱調(diào)峰燃?xì)怆姀S2x150MW級(jí)燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組,可為電網(wǎng)提供一個(gè)重要的調(diào)峰電源，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性和網(wǎng)內(nèi)火電發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。蘇里格供熱調(diào)峰燃?xì)怆姀S是內(nèi)蒙古地區(qū)建設(shè)的*燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組。
　　
　　燃機(jī)機(jī)組采用GE公司PG9171E型。
　　
　　2.控制系統(tǒng)特點(diǎn)
　　
　　2.1控制水平及方式
　　
　　采用爐、機(jī)、電集中控制方式,兩臺(tái)機(jī)組合設(shè)一個(gè)控制室。網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)在機(jī)組集控室內(nèi)。發(fā)變組及廠用電控制系統(tǒng)納人DCS。設(shè)置全廠閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)，在集控室內(nèi)通過閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)重要無人值班區(qū)域進(jìn)行藍(lán)視。在集中控制室內(nèi)對(duì)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行管理由一名主值班操作員和兩名輔助值班操作員來完成。值班操作員可通過控制室內(nèi)的操作鍵盤和控制板實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作。在機(jī)組的啟動(dòng)、停止、正常運(yùn)行和異常工況的處理中R需運(yùn)行人員的少量干預(yù)即能自動(dòng)完成。
　　
　　每臺(tái)燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的控制系統(tǒng)采用一套分散控制系統(tǒng)（DCS），以彩色LCD、鍵盤/鼠標(biāo)作為聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的主要監(jiān)控手段。在集控制室內(nèi)不再設(shè)置常規(guī)指示/記錄表、熱工信號(hào)光字牌、手動(dòng)/自動(dòng)操作站等監(jiān)控設(shè)備。在DCS操作臺(tái)上配置聯(lián)合循環(huán)機(jī)組硬接線的緊急停止按鈕及重要輔機(jī)的操作按鈕,以保證機(jī)組在緊急情況下安全停機(jī)。
　　
　　燃浦制系統(tǒng)（MARK-VI）隨主設(shè)備配套供貨，MARK-VI提供2套操作員站（HMI），其中一臺(tái)布置于就地控制室，另一臺(tái)布置于集中控制室。燃機(jī)控制系統(tǒng)（MARK-VI）與聯(lián)合循環(huán)機(jī)組DCS進(jìn)行雙向通訊連接,運(yùn)行人員在集控室通過燃機(jī)控制系統(tǒng)的人機(jī)接口（HMI）可實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)組的監(jiān)控。燃機(jī)在就地設(shè)有控制室，正常運(yùn)行監(jiān)控和負(fù)荷調(diào)節(jié)也可在就地控制室內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
　　
　　汽機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)（TSI）、汽機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）及汽機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)（ETS）均由汽機(jī)廠供貨。
　　
　　化學(xué)水處理系統(tǒng)設(shè)就地設(shè)控制室,采用PLC加上位機(jī)方式,運(yùn)行入員通過LCD和鍵盤設(shè)備完成對(duì)整個(gè)工藝設(shè)備的監(jiān)視和控制。
　　
　　2.2控制室布置
　　
　　集控室布置是按爐、機(jī)、電、網(wǎng)控集中控制方式考慮，兩臺(tái)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組設(shè)一個(gè)集控室。
　　
　　集中控制室設(shè)在汽機(jī)房B-C列8米運(yùn)轉(zhuǎn)層?？刂剖颐娣e約為100m2?？刂剖覂?nèi)主要布置DCS操作員站、汽機(jī)DEH操作員站、燃機(jī)MARK-VI操作員站、網(wǎng)控操作員站、全廠閉路電視、打印機(jī)和消防報(bào)警盤等。集控室周圍設(shè)有工程師室及更衣室和交接班室等。兩套機(jī)組的電子設(shè)備間分別設(shè)在8米層的集中控制室左右兩側(cè),主要布置有DCS縫、電源盤及電氣M等。
　　
　　燃機(jī)的控制系統(tǒng)機(jī)柜及電氣設(shè)備布置在燃機(jī)的就地控制小間。在余熱鍋爐的底部設(shè)有控制小間,布置余熱鍋爐部分熱控配電箱、余熱鍋爐加藥系統(tǒng)控制柜、余熱鍋爐部分的電氣配電柜等。汽機(jī)部分熱控配電箱布置在汽機(jī)房8米運(yùn)轉(zhuǎn)層。
　　
　　天然氣調(diào)壓站所有必需的儀表和控制裝置由制造廠成套供貨,實(shí)現(xiàn)就地監(jiān)測(cè)和控制，重要信號(hào)以硬接方式送至DCS。
　　
　　3.控制系統(tǒng)功能
　　
　　3.1分散控制系統(tǒng)（DCS）
　　
　　機(jī)組制系統(tǒng)的控制范圍包括機(jī)、爐、電和與單元機(jī)組有直接關(guān)系的輔助系統(tǒng)。機(jī)組分散控制系統(tǒng)（DCS）是整個(gè)單元機(jī)組的主要控制設(shè)備，包括集控室內(nèi)的操作員站、電子設(shè)備間控制柜。DCS與后備的常規(guī)控制儀表（安裝在操作臺(tái)上的機(jī)、爐、電緊急停機(jī)按鈕等）、就地控制儀表（包括就地儀表,以及主設(shè)備制造廠成套供貨的獨(dú)立就地控制系統(tǒng)等）構(gòu)成單元機(jī)組整體控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的集中統(tǒng)一監(jiān)視和集中控制。機(jī)組DCS系統(tǒng)按如下功能配置:
　　
　　一數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)（DAS）
　　
　　一模擬量控制系統(tǒng)（MCS）
　　
　　一順序控制系統(tǒng)（SCS）
　　
　　一旁路控制系統(tǒng)（BPS）
　　
　　DCS設(shè)置兩臺(tái)機(jī)組的公用網(wǎng)絡(luò)。廠用電公用部分、循環(huán)水泵房（采用遠(yuǎn)程I/O）納人DCS公用網(wǎng)絡(luò)?？煞謩e由#1或#2單元機(jī)組DCS操作員站進(jìn)行監(jiān)視與操作（操作考慮兩臺(tái)機(jī)組互為閉鎖）。發(fā)變組及廠用電控制系統(tǒng)納入DCS。DCS系統(tǒng)中的控制器、網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備、及其它重要模件均為冗余設(shè)置。DCS數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)將各分散處理單元、1/0處理系統(tǒng)及人機(jī)接口和系統(tǒng)外部設(shè)備聯(lián)接起來，保證各部分之間的系統(tǒng)通訊,DCS的通訊高速公路是冗余設(shè)置的。
　　
　　DCS系統(tǒng)單獨(dú)配備獨(dú)立的GPS裝置。
　　
　　3.2燃機(jī)控制系統(tǒng)MARK-VI
　　
　　燃?xì)廨啓C(jī)采用GE公司的MARK-VI控制系統(tǒng)。MARK-VI具有使機(jī)組自動(dòng)起動(dòng)、加載和停機(jī)的功能,同時(shí)具有*的監(jiān)察保護(hù)和自動(dòng)顯示、記錄裝置，機(jī)組亦可以手動(dòng)加減負(fù)荷，同期并網(wǎng)裝置設(shè)在發(fā)電機(jī)控制盤上。
　　
　　MARK-VI控制系統(tǒng)是speedtronic系列中的一代,它積累了40余年燃機(jī)及其控制的成功經(jīng)驗(yàn)。MARK-VI控制系統(tǒng)配有三臺(tái)控制硬件和軟件*相同的控制模塊<R>，<S>和<T>及相應(yīng)的I/O板。在一臺(tái)控制模塊故障時(shí),依靠另二臺(tái)仍能正常運(yùn)行。MARK-VI采用了功能更強(qiáng)速度更快的InCeleron300MHz微處理器，MARK-VI還有一個(gè)獨(dú)立的保護(hù)模塊<P>（模塊內(nèi)部由三個(gè)保護(hù)處理機(jī)<X>，<Y>,<Z>用硬接線方式實(shí)現(xiàn)三余度）；MARK-VI設(shè)有一操作接口<HMI>，它是一臺(tái)獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理機(jī)（配有101鍵標(biāo)準(zhǔn)鍵盤、彩色監(jiān)視器、打印機(jī)和光標(biāo)定位裝置等）。MARK-VI的軟件功能非常豐富，并采用了軟件冗錯(cuò)技術(shù)（SIFT）。操作接口HMI的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是WindowsNT,另外還有一個(gè)GECIMPUCITY的繪圖軟件平臺(tái)及Toolbox的編程及診斷軟件包。
　　
　　<R>,<S>,<T>^MARK-VI的控制核心。它們完成所有關(guān)鍵的控制算法、順控程序和主要的保護(hù)功能。它們收集數(shù)據(jù)和產(chǎn)生大多數(shù)報(bào)警。它們從各種配置的冗余傳感器接收輸人信號(hào)。每個(gè)控制模塊不僅把信息送往I/ONET網(wǎng)絡(luò)，還從I/ONET網(wǎng)絡(luò)接收來自其它二個(gè)模塊的信號(hào),并完成2/3軟件表決,用于決定裝置的實(shí)時(shí)操作。
　　
　　<P>可接收轉(zhuǎn)速傳感器,火焰檢測(cè)器和電壓互感器的輸入信號(hào),完成緊急電子超速保護(hù)，火焰檢測(cè)和同期功能。<P>的電磁閥輸出信號(hào)是在與之相聯(lián)的遮斷卡中完成硬件表決的。遮斷卡接收的遮斷觸點(diǎn)信號(hào)來自緊急超速、各控制機(jī)、手動(dòng)遮斷按鈕和其它硬接線用戶遮斷。
　　
　　<HMI>可用于對(duì)機(jī)組發(fā)出指令（例如啟動(dòng)、停機(jī)、停機(jī)冷卻、自動(dòng)升轉(zhuǎn)速/負(fù)荷等）亦可選擇顯示以觀察機(jī)組的狀態(tài)（如報(bào)警、輪間溫度、振動(dòng)值等）。打印機(jī)可以由操作者手動(dòng)選擇和打印任何顯示,也可自動(dòng)打印所選擇的參數(shù)和報(bào)瞀信息。為了使用<HMI>操作和監(jiān)視機(jī)組,操作者將用光標(biāo)定位裝置（如球標(biāo)）來選擇顯示、指令和一些功能。方法是用球標(biāo)使光標(biāo)指向那些希望的顯示、指令或功能,再按一次球標(biāo)旁的按鈕即可。<HMI>還可用于現(xiàn)場(chǎng)修改程序、輸人/輸出端口、報(bào)督信息、常數(shù),英/公制單位轉(zhuǎn)換等。常數(shù)可以在線改變,應(yīng)用軟件的改變則必須離線進(jìn)行。這些改變保存在硬盤和或裝載到各計(jì)算機(jī)的EEPROM中。<HMI>不直接執(zhí)行機(jī)組的控制或保護(hù)功能；它只是對(duì)MARK-VI控制盤發(fā)出指令和監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行的工具。在機(jī)組運(yùn)行或停機(jī)時(shí),操作接口計(jì)算機(jī)的通、斷重新引導(dǎo)以及和MARK-VI控制盤之間的Ethernet電纜的拆開或重接對(duì)MARK-VI控制盤或機(jī)組運(yùn)行都不會(huì)產(chǎn)生影響。
　　
　　3.2.1燃?xì)廨啓C(jī)的保護(hù)
　　
　　1）超速保護(hù)功能
　　
　　2）超溫保護(hù)功能
　　
　　3）振動(dòng)檢測(cè)和保護(hù)
　　
　　4）火焰檢測(cè)和保護(hù)
　　
　　5）火災(zāi)檢測(cè)與保護(hù)
　　
　　6）緊急停機(jī)
　　
　　7）潤滑油保護(hù)
　　
　　3.2.2燃?xì)廨啓C(jī)的控制
　　
　　1）速度和負(fù)荷控制
　　
　　2）溫度控制
　　
　　3）進(jìn)口導(dǎo)葉控制
　　
　　3.3DCS與MARK-VI及其他系統(tǒng)的接口
　　
　　燃?xì)廨啓C(jī)的控制由MARK-VI系統(tǒng)完成,DCS系統(tǒng)與MARK-VI系統(tǒng)之間除一部例言號(hào)采用硬接線外,大部分信號(hào)采用GSM方式通訊，用以太網(wǎng)接人DCS系統(tǒng)進(jìn)行顯示并進(jìn)行歷史—收集。
　　
　　調(diào)壓站的通訊采用485串口modbus規(guī)約接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)人公用DCS系統(tǒng)。直流屏、UPS系統(tǒng)的通訊都采用485串口CDT規(guī)約接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)人單元機(jī)組DCS系統(tǒng)。
　　
　　4.結(jié)束語
　　
　　聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組具有組合靈活、啟動(dòng)速度快的特點(diǎn)。為了適應(yīng)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行和啟動(dòng)，充分發(fā)揮聯(lián)合循環(huán)的特性，要求聯(lián)合聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)具有較高的可靠性和適應(yīng)性。
　　
　　通常燃?xì)廨啓C(jī)的控制系統(tǒng)是隨主設(shè)備配供的，其控制范圍僅覆蓋燃?xì)廨啓C(jī)本體。余熱鍋爐和蒸汽輪機(jī)及其輔機(jī)的控制是由DCS實(shí)現(xiàn)的。而聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制，是將各種工藝系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備，在各種工況的模擬控制和順序控制有機(jī)地協(xié)調(diào)起來，以達(dá)到：快速響應(yīng)中調(diào)給出的負(fù)荷指令,縮短機(jī)組的啟動(dòng)時(shí)間,提髙機(jī)組的可靠性。這就對(duì)機(jī)組DCS有了更高的要求。
　　
　　我們相信，隨著控制技術(shù)的發(fā)展,聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組采用一體化控制系統(tǒng)指日可待。