盤南電廠600MW機組DCS安全設(shè)計的研究.pdf

1、隨著國家電力事業(yè)的發(fā)展,發(fā)電機組已經(jīng)由中小機組,向超臨界、超超臨界機組等大型機組發(fā)展。國家的能源現(xiàn)狀,也決定了必須發(fā)展高效、節(jié)能、環(huán)保的大型火力發(fā)電機組。而大型火力發(fā)電機組對可靠性、安全性的要求比小型機組有非常大的提高。大型機組的事故跳閘,對電網(wǎng)產(chǎn)生巨大沖擊,很容易引起電網(wǎng)故障;大型機組的事故停運,將使原來的發(fā)電計劃不能完成,導(dǎo)致發(fā)電單位和用電單位巨大的經(jīng)濟損失;大型機組參數(shù)高,高壓力高溫度的汽水,一旦發(fā)生事故,對機組設(shè)備的沖擊大,對現(xiàn)

2、場的人身安全威脅也大;大型機組發(fā)生事故,對周圍環(huán)境的破壞比小機組大的多?？傊?對大型機組來說,沒有穩(wěn)定安全,就沒有效益可言。分散控制系統(tǒng)DCS已經(jīng)在大小型火力發(fā)電機組的全廠控制中廣泛應(yīng)用。DCS作為全廠控制的中樞,涉及監(jiān)視、控制及保護功能,其總體結(jié)構(gòu)、硬件組成和軟件設(shè)計對機組的穩(wěn)定與安全起著關(guān)鍵作用。本文結(jié)合盤南電廠一期＃3＃42×600MW機組DCS項目,設(shè)計了整個DCS系統(tǒng)。根據(jù)控制系統(tǒng)安全完整性等級SIL,設(shè)計了高SIL級別的控制

3、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及控制策略,從而提高了機組DCS的安全性可靠性。盤南電廠＃3＃4機組DCS,采用國產(chǎn)新華XDPS分散控制系統(tǒng)。機組良好的運行效果得到了用戶的好評。本文主要完成了以下幾方面的工作:1.介紹了DCS系統(tǒng)的特點以及目前DCS發(fā)展的最新技術(shù),結(jié)合功能安全基礎(chǔ)標準IEC61508,引出了安全性與可靠性對DCS系統(tǒng)的重要性。并結(jié)合我國火電機組控制系統(tǒng)應(yīng)用實際,介紹了火電廠對DCS系統(tǒng)可靠性與安全性的要求。2.針對盤南電廠2×600MW機

4、組的工程實際情況,和大型火電機組對DCS系統(tǒng)本身各項性能的要求,以及現(xiàn)場對DCS系統(tǒng)可靠性試驗的方法,設(shè)計了全廠DCS系統(tǒng),覆蓋DAS、MCS、SCS、FSSS、BPC及ECS等各個功能,并描述了為提高各功能的可靠性而使用的實現(xiàn)方法。3.對實現(xiàn)整個DCS系統(tǒng)的硬件配置作了詳細介紹,包括DPU、I/O模件、MMI站及XDPS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了2×600MW機組DCS系統(tǒng)的完整設(shè)計。4.介紹了安全功能標準IEC61508的概念和內(nèi)容,引出了

5、DCS系統(tǒng)可靠性和安全性的指標,包括:可靠度R(t)、失效率λ(t)、平均故障間隔時間(MTBF)、平均故障修復(fù)時間(MTTR)、有效度A等。針對提高可靠性和有效度的方法,描述了在盤南電廠DCS系統(tǒng)中,大量應(yīng)用的各種冗余結(jié)構(gòu),包括工作冗余、后備冗余、表決系統(tǒng)、后退冗余及多級操作冗余等,由此保證了系統(tǒng)的安全等級達到SIL3水平和有效性度到99.9％。最后通過對電廠DCS安全要求最高的部分FSSS系統(tǒng)應(yīng)用的描述,特別是MFT跳閘板的描述,完

6、善了盤南電廠DCS系統(tǒng)的安全性和可靠性的設(shè)計,從而提高了機組DCS的安全性可靠性。5.介紹了盤南電廠600MW機組DCS人機界面MMI的設(shè)計,并采用屏幕拷貝,展示了機組的現(xiàn)場運行情況。并總結(jié)經(jīng)驗,提出缺陷及擬解決的方法,使新華XDPS系統(tǒng)的安全性與可靠性能夠進一步提高。盤南電廠＃3機組DCS項目于2006年2月完成設(shè)計,2006年12月開始現(xiàn)場分步試運,于2007年6月完成168小時試運,移交生產(chǎn)。盤南＃3機組XDPS系統(tǒng)在現(xiàn)場運行穩(wěn)定